Efficacy of natural antimicrobials on food-borne pathogens and their applications

Abstract

Gıda kaynaklı patojen mikroorganizmalardan kaynaklanan enfeksiyon ve gıda zehirlenmeleri her yıl ölümlere varan ciddi sağlık problemlerinin yanısıra iş kaybına ve buna bağlı olarak ekonomik kayıplara sebep olmaktadır. Günümüzde, gıdalardaki bu patojen mikroorganizmaları yok etmek için çeşitli sentetik antimikrobiyal maddeler kullanılmaktadır. Fakat, bu gibi kimyasal maddelerin kanserojen, allerjenik reaksiyonlar gibi yan etkilere sahip olması doğal kaynaklı koruyucu maddelere olan ilgiyi arttırmıştır. Bu çalışmada, farklı kaynaklardan elde edilen; aktive laktoferrin (ALF), biberiye özütü (BÖ), bir bakteriosin olan Jenseniin-G (JG) ve Natamycin (NA) kullanılmıştır.Bu çalışmanın amacı, bu doğal maddelerin gıda kaynaklı patojen bakterilere ve gıdalarda bozulmalara neden olan küflere karşı olan etkilerinin belirlenmesidir. Öncelikle, Microtiter plate ve disk difusyon yöntemi ile bireysel olarak etki eden en düşük konsantrasyonları araştırılmış daha sonra etkili olan maddelerin kombinasyonlar halinde etkileşimlerine bakılmıştır. Son olarak, aktivite gösteren maddelerin batırma yöntemi kullanılarak et ve peynir gibi gıda örnekleri üzerindeki antimikrobiyal aktiviteleri test edilmiştir.Microtiter plate yöntemi ile elde edilen veriler ışığında, ALF' nin L. monocytogenes, E. coli O157:H7 ve S. Enteritidis üzerindeki etki eden en düşük konsantrasyonu sırasıyla; 0.1%, 1% and 0.5%' dir. BÖ sadece 15%'lik konsantrasyon ile L. monocytogenes üzerinde etki gösterirken JG her üç patojen üzerinde antimikrobiyal etki sergilememiştir. Fakat, Biberiye özütü ALF ile birlikte test edildiğinde ALF'nin antimikrobiyal özelliğini arttırmıştır. ALF, BÖ, JG tek tek ve bazılarının kombinasyonlar halinde disk difusyon yöntemiyle denenmesiyle bakteriler ve küfler üzerinde antimikrobiyal etki bulunamamıştır. Fakat aynı yöntemle NA her iki küf üzerinde de etkili antifungal aktivite sergilemiştir. Etkili maddeler batırma yoluyla et ve peynirler üzerinde bazı olumlu sonuçlar vermiştir.

Microbial contamination of food products increases the risk of food-borne infections and intoxications. In recent years, more studies have been performed for development of natural alternatives to control the growth of pathogenic microorganisms in food rather than chemical origin. In the present study, natural antimicrobial agents from different sources, activated lactoferrin-(ALF), rosemary extract-(RE), jenseniin-G (JG) and natamycin-(NA) were used.The antimicrobial activity of agents (ALF-RE-JG) and their combinations against L. monocytogenes, E. coli O157:H7 and S. Enteritidis, and NA against A. niger and P. roquefortii was tested. These antimicrobials, found effective in vitro, applied also on meat and cheese samples. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of ALF, RE and JG against pathogens were determined via disc diffusion and microtiter plate growth assay. Dipping method was applied on meat samples to test the efficacy of antimicrobials. MIC of NA was determined via disc diffusion assay. NA was applied on cheese samples to test the efficacy against both molds by dipping method.The data from microtiter well plate assay showed that ALF is effective on three pathogens. Rosemary extract inhibited only growth of L. monocytogenes and JG did not show any significant activity on the growth of same pathogens. RE enhanced the activity of ALF on E. coli O157:H7. Neither individual activity nor synergistic activity was determined by disc diffusion assay. The data from disc diffusion assay revealed that the effective NA concentration on both molds was 750 ppm. Some of dipping applications on both meat and cheese displayed promising results.