نوع مقاله : بهداشت و بیماری های آبزیان
نویسندگان
1 گروه شیلات، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
2 گروه شیلات، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی ، اهواز، ایران
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
BACKGROUND: Lactococcusis disease due to Lactococcus garvieae, one of the most important zoonotic bacterial diseases.
Objectives: The purpose of this study was to evaluate the effect of Cinnamon essential oil and Nisin on the growth of Lactococcus garvieae.
Methods: The effect of cinnamon essential oil with concentrations of 0, 0.25 and 0.75%, and Nisin 0, 0.4 and 0.8 μg/mL on growth of this bacteria at 4 and 8 °C during 0, 3, 6, 9, 12, 15 days of storage was investigated.
Results: The results of this study showed that on samples kept at 4 °C, bacterial growth was delayed until the fifteenth day using cinnamon essential oil or Nisin, and in the case of cinnamon, the growth rate of bacteria in the ninth and fifteenth days was below 2 log cfu/g. While the combination of 0.8 μg/ml Nicin and 0.75% essential oil of cinnamon postponed growth on the third day. At 8 °C, Nisin, the cinnamon essential oil alone and in combination (similar to 4 ºC) until the sixth day prevented bacterial growth. Compared to the control treatment, the concentration of Nisin and cinnamon essential oil had a significant difference in inhibitory bacterial growth (P<0.05). The results also showed that the combination of Nisin and cinnamon essential oil, had a significantly higher effect than their single state.
Conclusions: Results indicate that Nisin and cinnamon essential oil effectively inhibit the growth of Lactococcus garvieae in the rainbow trout fillet.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
یکی از مهمترین معضلات بهداشتی در خصوص مصرف دام‌ها و آبزیان، وجود بیماری‌های است که بین انسان و حیوان مشترک هستند. از جمله این عوامل بیماریزای بسیار خطرناک مشترک بین انسان و آبزیان، لاکتوکوکوس گارویه است. این باکتری گرم مثبت، بدون‌هاگ، غیرمتحرک، بی هوازی اختیاری و دارای زنجیره‌های کوتاه، باعث بروز تلفات زیادی در ماهیان قزل آلا شده و پس از انتقال به انسان قادر به بروز عوارضی مانند مننژیت در افراد سالم با سیستم ایمنی ضعیف می‌شود (1). یکی از راه حل‌هایی که سال‌ها برای جلوگیری از انتقال این عوامل بیماری زا به انسان در پیش گرفته شده است، استفاده از انواع مختلفی از آنتی بیوتیک‌ها در درمان آبزیان است. برای کاهش یا جلوگیری از وابستگی صنعت آبزی پروری به داروها و از آنجایی که هنوز ایمنی استفاده از آنتی بیوتیک‌ها مورد سوال است، محصولات طبیعی برای کنترل باکتری‌ها به عنوان راه حل دیگر مورد توجه واقع شده اند. افزایش آگاهی عموم درباره اثرات منفی استفاده بیش از حد از مواد شیمیائی مصنوعی منجر به تحقیق درباره محلول‌های سبز مانند اسانس‌های گیاهی و بدون مواد شیمیایی گردیده است (2). هزینه بالا و در دسترس نبودن واکسن‌های تجاری منطقه‌ای و رعایت اصول امنیت زیستی به منظور جلوگیری از ورود اولیه باکتری به مزارع، سبب گردید که استفاده از اسانس‌های گیاهی مورد توجه واقع شوند. اسانس‌های گیاهی روغن‌های فراری هستند که اثرات ضد میکروبی آن‌ها شناخته شده است و از بخش‌های مختلف گیاه به دست می‌آیند. این اسانس‌ها مایع، خالص و بندرت رنگی هستند و از طریق ناپایدار ساختن لایه فسفولیپیدی غشاء سلولی، سیستم آنزیمی و مواد ژنتیکی باکتری نقش ضد باکتریایی خود را ایفا می‌کنند(3). ترکیب اسانس‌های گیاهی با نایسین تأثیرات سینرژیکی بر روی کاهش ATP برون سلولی میکروارگانیسم‌ها دارد. نکته قابل توجه این است که اگر مواد نگهدارنده طبیعی به جای مواد شیمیایی در مواد غذایی استفاده شوند لازم است که ارزیابی فعالیت ضد میکروبی آن‌ها در آزمایشگاه و سپس در مدل‌های غذایی صورت گیرد. بنابراین امروزه به پیشرفت تکنیک‌های جدید برای حذف یا کاهش عوامل بیماریزای مواد غذایی از طریق ترکیب شیوه‌های نوین با روش‌های جدید نیاز است (6).
با توجه به اینکه سلامت غذا یک موضوع مهم چه از دیدگاه مصرف کننده مواد غذایی و چه از دیدگاه صاحبان صنایع غذایی بوده است و موارد متعددی از عفونت‌های حاصل از مواد غذایی آلوده دیده شده است، لذا توجه به سلامت مواد غذایی و ارائه راهکارهایی جهت حفظ و نگهداری مواد غذایی در حال گسترش است. همچنین به دلیل اثرات منفی استفاده از نگهدارنده‌های شیمیایی و روش‌ها و سیستم‌های کنترلی وقت‌گیر و گران، استفاده از نگهدارنده‌های طبیعی توصیه می‌گردد (8). از جمله مطالعات انجام شده در زمینه استفاده از عصاره‌های گیاهی می‌توان به مطالعه Roomiani و Rokni در سال 2015، بر روی اثر بازدارندگی اسانس زیره سیز و نایسین بر میزان رشد استرپتوکوکوس اینیایی در فیله ماهی قزل‌آلا (9)، Pajohi و همکاران در سال 2011، تأثیر سینرژیسم نایسین همراه با اسانس دارچین علیه باسیلوس سرئوس و باسیلوس سابتیلوس (10) و نیز Ekhtiarzadeh و همکاران در سال 2012، رفتار رشد ویبریو پاراهمولایتیکوس و لیستریا مونوسیتوژنز در فیله ماهیان شور شده تحت تأثیر نایسین و اسانس آویشن شیرازی را مورد بررسی قرار دادند (11)، که همگی تأثیرات مثبت اسانس‌های گیاهی بر روی حفظ مواد غذایی را تأیید می‌کنند. اغلب تحقیقات در خصوص اثرات ممانعت‌کنندگی اسانس دارچین و نیسین در محیط آزمایشگاهی انجام شده است، اما مطالعات معدودی در خصوص تأثیریات بازدارندگی این اسانس و ماده طبیعی نیسین در ماده غذایی نظیر فیله ماهی انجام شده است. هدف اصلی این تحقیق، مطالعه و تعیین دوزهای مؤثر گیاه دارچین و نیسین به صورت انفرادی و ترکیبی در کنترل باکتری زئونوز لاکتوکوکوس گارویه که عامل بیماریزایی مهمی برای دامنه وسیعی از عفونت‌های انسانی و حیوانی است (12) در فیله ماهی قزل آلای رنگینکمان میباشد. در این تحقیق کوشش شده است که اثر غلظتهای مختلف اسانس دارچین، نیسین، درجه حرارت نگهداری و طول مدت نگهداری روی رفتار رشد باکتری لاکتوکوکوس گارویه بررسی گردد.
مواد و روش کار
آنالیز اسانس دارچین: گیاه دارچین، در سال 1395 از استان البرز جمع آوری شد. اسانس به روش تقطیر با بخار تهیه شد. جهت انجام این کار، 100 گرم از پودر گیاه خشک در یک بالن ته گرد L 1 ریخته شده و دو سوم بالن با آب پر شد. بالن به دستگاه کلونجر متصل و عمل تقطیر به مدت 4 ساعت انجام شد. برای شناسایی ترکیبات اسانس از گاز کروماتوگرافی متصل شده به طیف سنج جرمی استفاده شد. دستگاه از نوع Termoquest Finnigan با ستون مویینه به طولm 30 و قطر داخل µm 250 و ضخامت لایه داخلµ 25/0 با برنامه دمایی ºC 50 تا 265 و همراه با افزایش تدریجیmin 5/2 و نگهداری ستون در 265 به مدت min30 استفاده شد.
آماده‌سازی محلول نایسین: از پودر نایسین 5/2 درصد (Sigma 5764) استفاده شد. به منظور استفاده، این ماده در اسید کلریدریکN 02/0 حل شد. سپس mL 500 پودر نایسین را در mL 50 اسید آماده شده در زیر هود بیولوژیکی حل شد، بطوریکه در ظرف استریل دیگری این محلول از فیلترµm 2/0 عبور داده م شد و با استفاده از رابطه N 1V1 = N 2V 2 مقدار مورد نظر از آن را برداشته و به ظروف دربدار افزوده و پس از پخش شدن آن در آب، برش‌های ماهی‌های مورد نظر به آن اضافه می‌گردید (13).
آماده‌سازی نمونه‌های ماهی: در این مطالعه از قزلآلای رنگینکمانg 250 استفاده شد. ماهیان خریداری و پس از دم‌زنی و خارج کردن محتویات آن‌ها، به فیله‌های g 25 تقسیم و در دمای مناسب (ºC 2) در کیسه‌های زیپ‌دار و همراه با یخ به منظور استریل به سازمان انرژی اتمی جهت تابش اشعه گاما تا حدود kGy 5 ارسال و مجدداً در مجاورت یخ به آزمایشگاه منتقل شدند (9). سپس غلظتهای مختلف اسانس دارچین (0، 4/0 و 8/0 درصد) و نایسین (µg/ mL 0، 25/0 و 75/0) و ترکیب غلظتهای فوق با هم به شیشه‌های دربدار استریل اضافه شد.
تهیه باکتری و تعیین بار میکروبی: کشت لیوفلیزه لاکتوکوکوس گارویه (Ir-170A 856bp) (Lactococcus garvieae) از گروه بهداشت و بیماری‌های آبزیان دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران تهیه شد (14). جهت کشت متوالی، از محیط براث BHI و درºC 37 به مدتh 18 استفاده شد. سپس کشت حاصله، به میزان 5 به 1 با گلیسیرین مخلوط و در لوله‌های میکروسانتریفیوژ در ºC 20- نگهداری شد. جهت تعیین بار میکروبی، باکتری در زیر هود به صورت تلقیح نقطه‌ای در 10 نقطه و جمعاً µm 100 به فیله‌ها تلقیح و به دو دمایºC 4 و 8 منتقل شدند. بدین ترتیب در هر بار انجام آزمایش (در شرایط مواد غذایی103 باکتری در mL) با مشخص شدن جذب نوری که تقریباً معادل 105 باکتری در mL بود (که بعد با کشت Pour Plate، کشت مخلوط نیز تایید می‌شد) لوله کووت حاوی تقریباً 105 باکتری mL مشخص گردید. سپس mL 1 از این کووت را برداشته و در شیشه زیمکس،mL 39 از آب پپتونه استریل به آن افزوده گردید تا در نهایت در هر 100µL از محتویات شیشه زیمکس108× 4/1 باکتری موجود باشد (با کشت بر روی آگار این تعداد تایید می‌شود). در زمان تلقیح برش‌های ماهی از µL 100 محتویات شیشه زیمکس استفاده می‌شد تا در cm2 از برش ماهی 103 ×1 باکتری موجود باشد. شمارش باکتری‌ها در روزهای 0، 3، 6، 9، 12 و 15 پس از تلقیح صورت پذیرفت (14).
تجزیه و تحلیل آماری: داده‌های مربوط به نتایج مربوطه با استفاده از نرم افزار SPSS 20.0 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. از تجزیه واریانس یک طرفه جهت مقایسه میانگین‌ها استفاده شد و در مواردی که بین میانگین‌ها اختلاف معنیدار (05/0>P) وجود داشت جهت جداکردن آن‌ها از تست توکی استفاده شد.
نتایج
نتایج آنالیز GC-MS: آنالیز اسانس دارچین نشان داد که E-سینامالدهید با 24/85 درصد و آلفا-کوپائین با 30/2 درصد بیشترین ترکیبات اسانس دارچین را بخود اختصاص داده‌اند (جدول 1).
نتایج آزمون میکروبی: لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین در ºC 4 در فیله قزلآلای رنگینکمان در جدول 2، نشان داده شده است. بر اساس نتایج این جدول، در غلظتهایµg/mL 25/0 و 75/0 با افزایش روز، لگاریتم رشد باکتری تحت تأثیر نایسین به شکل معنی‌داری کاهش یافت (05/0>P) و در بیشترین غلظت نایسین (µg/ mL 75/0) تعداد باکتری از log cfu/g 00/0 ±00/4 به log cfu/g 02/0±88/2 باکتری رسید. همچنین غلظتهای µg/ mL 25/0 و 75/0 از نایسین در دمایCº 4 در فیله ماهی با نتایج لگاریتم تعداد باکتری در گروه کنترل اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P) اما دو گروه µg/ mL 25/0 و 75/0 نایسین به جز روز پانزدهم در سایر روزها با یکدیگر اختلاف معنیدار نداشتند (05/0<P).
لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف اسانس دارچین در دمایCº 4 در فیله قزلآلای رنگینکمان در جدول 3، نشان داده شده است. بر اساس نتایج این جدول، در غلظتهای 4/0 و 8/0 درصد با افزایش روز نگهداری، لگاریتم رشد باکتری تحت تأثیر اسانس دارچین به شکل معنی‌داری کاهش یافت (05/0>P) و در دو غلظت اسانس دارچین (4/0 و 8/0 درصد) تعداد باکتری به کمتر از log cfu/g 2 باکتری رسید. غلظتهای 4/0 و 8/0 درصد از اسانس دارچین در دمایºC 4 در فیله ماهی با نتایج لگاریتم تعداد باکتری در گروه کنترل اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P) اما دو گروه 4/0 و 8/0 درصد به جز در روز 6، با یکدیگر اختلاف معنیدار نداشتند (05/0<P).
جدول 4، نشان می‌دهد که در بررسی سینرژیسم نایسین و اسانس دارچین با هم بر لگاریتم رشد لاکتوکوکوس گارویه (L. garviea) نسبت به تیمار کنترل، نتایج از نظر آماری اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P). همچنین مقایسه لگاریتم رشد باکتری نشان می‌دهد که استفاده توام از دو ماده در مقایسه با استفاده منفرد از این مواد، به شکل معنی‌داری مانع رشد باکتری شد (05/0>P). سطح µg/mL 8/0 نایسین و 75/0درصد اسانس دارچین، بهترین کارکرد را داشت و از روز سوم رشد باکتری در این تیمار مشاهده نشد. مطابق این جدول، بین غلظتهای مختلف استفاده شده، با افزایش سطح نایسین و اسانس دارچین به شکل معنی‌داری رشد لگاریتمی لاکتوکوکوس گارویه کاهش یافت (05/0>P).
لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین در دمایºC 8 در فیله قزلآلای رنگینکمان در جدول 5، نشان داده شده است. بر اساس نتایج این جدول، در غلظت-های µg/mL 25/0 و 75/0 با افزایش روز، لگاریتم رشد باکتری تحت تأثیر نایسین به شکل معنی‌داری افزایش یافت (05/0>P) و در بیشترین غلظت نایسین (µg/mL 75/0) تعداد باکتری از log cfu/g 00/0 ±40/5 به log cfu/g 07/0 ±62/5 باکتری رسید ولی در روزهای نهم و پانزدهم رشد بسیار زیاد بود. همچنین غلظتهای µg/mL 25/0 و 75/0 نایسین در دمایºC 8 در فیله ماهی با نتایج لگاریتم تعداد باکتری در گروه کنترل اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P). همچنین دو گروه µg/mL 25/0 و 75/0 نایسین در روز سوم و ششم نیز با یکدیگر اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P). مطابق جدول 5، در گروه کنترل رشد زیاد باکتری از روز ششم و در دو تیمار 25/0 و 75/0درصد نایسین، از روز نهم رشد زیاد باکتری مشاهد شد.
لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف اسانس دارچین در دمایºC 8 در فیله قزلآلای رنگینکمان در جدول 6، نشان داده شده است. بر اساس نتایج این جدول، در غلظتهای 4/0 و 8/0 درصد اسانس دارچین با افزایش روز نگهداری، لگاریتم رشد باکتری تحت تأثیر اسانس دارچین به شکل معنی‌داری افزایش یافت (05/0>P) و در بیشترین غلظت دارچین (8/0 درصد) تعداد باکتری از log cfu/g 00/0 ±99/4 به log cfu/g 15/0 ±82/5 باکتری رسید، ولی در روزهای نهم و پانزدهم رشد باکتری بسیار زیاد بود. غلظتهای µg/mL 4/0 و 8/0 اسانس دارچین در فیله ماهی با گروه کنترل اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P)، همچنین دو گروه µg/mL 4/0 و 8/0 اسانس در روز سوم و ششم با یکدیگر اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P). مطابق جدول 6، در گروه کنترل رشد زیاد باکتری از روز ششم و در دو تیمار 4/0 و 8/0 درصد دارچین، از روز نهم رشد بالای باکتری مشاهد شد.
جدول 7، نشان می‌دهد که در بررسی سینرژیسم نایسین و اسانس دارچین با هم بر لگاریتم رشد لاکتوکوکوس گارویه نسبت به تیمار کنترل، نتایج از نظر آماری اختلاف معنیدار داشتند (05/0>P). با افزایش روز نگهداری، لگاریتم رشد باکتری افزایش معنی‌داری نشان داد. به جز تیمار µg/mL 4/0 نایسین و 25/0 درصد اسانس دارچین، سایر تیمارهای دارای هر دو ترکیب تا روز ششم توانستند جلوی رشد باکتری را بگیرند، اما از روز نهم رشد بالای باکتری مشاهده شد. مقایسه بین تیمارها در روز ششم نشان داد تیمار µg/mL 8/0 نایسین و 75/0 درصد اسانس دارچین به طور معنی‌داری کمترین رشد باکتری را داشت (05/0>P).
جدول 1. آنالیز GC-MS ترکیبات شیمیایی اسانس دارچین
Table 1. GC-MS analysis of chemical composition of cinnamon essential oil (Cinnamomum verum(
|
ترکیب شیمیایی |
زمان جداسازی |
درصد |
|
Benzaldehyde |
76/13 |
50/0 |
|
bornrol |
35/24 |
17/0 |
|
Cinnamaldehyde-Z |
90/26 |
62/0 |
|
Cinnamaldehyde-E |
82/29 |
24/85 |
|
cyclosativene |
22/33 |
12/0 |
|
Copaene-α |
50/33 |
30/2 |
|
Muurolene-¥ |
79/37 |
43/0 |
|
ar-Curcumene |
38 |
21/0 |
|
-Amorpheneα |
79/38 |
27/1 |
|
Cadinene-ƴ |
42/39 |
16/0 |
|
Cadinene-ȣ |
56/39 |
98/0 |
|
trans-Calamenene |
81/39 |
97/0 |
|
Calacorene-α |
34/40 |
14/0 |
|
p-methoxy-Cinnamaldehyde |
54/40 |
25/1 |
|
- Calacorene ß |
64/40 |
28/0 |
|
Caryophyllenyl alcohol |
08/42 |
17/0 |
|
Gleenol |
42/42 |
10/0 |
|
-Oploenoneß |
11/43 |
22/0 |
|
1,10-di-epi-Cubenol |
38/43 |
20/0 |
|
1 -epi-Cubenol |
05/44 |
51/0 |
|
epi-α- Muurool |
69/44 |
83/0 |
|
Calacorene-ß |
77/44 |
41/0 |
|
Muurool-α |
13/45 |
17/0 |
|
Cadinol |
89/45 |
74/0 |
|
epi-α-Bisabolol |
23/46 |
15/0 |
جدول 2. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین در روزهای مختلف نگهداری در دمایCº 4 در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 2. Logarithm growth of bacteria in different concentrations of nisin in different days of storage at 4 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین(%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0 ±00/4 |
a 02/0 ±60/4 |
a06/0 ±93/5 |
a 05/0 ±12/6 |
a 02/0 ±24/6 |
|
25/0 |
0 |
a00/0 ±00/4 |
b 21/0 ±50/3 |
a20/0 ±19/4 |
b 15/0 ±74/3 |
c 11/0±11/3 |
|
75/0 |
0 |
a00/0 ±00/4 |
b 44/1 ±96/3 |
c 57/1 ±36/3 |
d 88/1 ±17/3 |
d02/0±88/2 |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
جدول 3. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف اسانس دارچین در روزهای مختلف نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 3. Logarithm growth of bacteria in different concentrations of cinnamon essential oil in different days of storage at 4 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین(%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0 ±90/4 |
a 22/0 ±17/4 |
a 16/0 ±79/4 |
a 39/0 ±55/3 |
b 11/0 ±32/3 |
|
0 |
4/0 |
a00/0 ±90/4 |
a 12/0 ±47/3 |
b11/0 ±55/3 |
<2 |
<2 |
|
0 |
8/0 |
a 00/0 ±90/4 |
b 19/0 ±29/3 |
c 15/0 ±62/2 |
<2 |
<2 |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
جدول 4. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین و اسانس دارچین در روزهای مختلف نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 4. Logarithms growth of bacteria in different concentrations of nisine and cinnamon essential oil in different days of storage at 4 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین(%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0±90/4 |
a21/0±23/5 |
a25/0±24/4 |
a 34/0±34/3 |
a 16/0±25/3 |
|
4/0 |
25/0 |
a00/0±90/4 |
b34/0±33/3 |
a43/0±34/4 |
b02/0±55/3 |
c02/0±15/3 |
|
8/0 |
25/0 |
a00/0±90/4 |
b22/0±76/2 |
c 19/0±26/2 |
- |
- |
|
4/0 |
75/0 |
a00/0±90/4 |
b06/0±23/2 |
- |
- |
- |
|
8/0 |
75/0 |
a00/0±90/4 |
- |
- |
- |
- |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
جدول 5. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین در روزهای مختلف کشت در دمایºC 8 در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 5. Logarithms growth bacterial at different concentrations of nisin in different days of storage at 8 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین (%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0 ±40/5 |
a 01/0 ±60/6 |
- |
- |
- |
|
25/0 |
0 |
a00/0 ±40/5 |
b 11/0 ±80/5 |
b02/0 ±98/5 |
- |
- |
|
75/0 |
0 |
a00/0 ±40/5 |
b 04/0 ±50/5 |
c 07/0 ±62/5 |
- |
- |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
جدول 6. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف اسانس دارچین در روزهای مختلف کشت در دمای 8 درجه سانتی‌گراد در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 6. Logarithm growth of bacteria in different concentrations of cinnamon essential oil in different days of storage at 8 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین(%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0 ±99/4 |
b 12/0 ±00/6 |
- |
- |
- |
|
0 |
4/0 |
a00/0 ±99/4 |
b 02/0 ±87/5 |
c01/0 ±35/6 |
- |
- |
|
0 |
8/0 |
a 00/0 ±99/4 |
b 19/0 ±29/5 |
c 15/0 ±82/5 |
- |
- |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
جدول 7. لگاریتم رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین و اسانس دارچین در روزهای مختلف نگهدری در دمایºC 8 در فیله قزلآلای رنگینکمان
Table 7. Logarithm growth of bacteria in different concentrations of cinnamon essential oil and nisin in different days of storage at 8 ° C in rainbow trout
|
(µg/mL نایسین ( |
دارچین(%) |
روز صفر |
روز سوم |
روز ششم |
روز نهم |
روز پانزدهم |
|
0 |
0 |
a00/0±15/4 |
- |
- |
- |
- |
|
25/0 |
4/0 |
a00/0±90/3 |
b34/0±33/5 |
- |
- |
- |
|
25/0 |
8/0 |
a00/0±90/3 |
b22/0±76/4 |
c 19/0±90/5 |
- |
- |
|
75/0 |
4/0 |
a00/0±44/3 |
b06/0±23/4 |
c22/0±74/5 |
- |
- |
|
75/0 |
8/0 |
a00/0±84/2 |
b01/0±33/3 |
c09/0±99/4 |
- |
- |
مقادیر با حروف کوچک متفاوت بیانگر اختلاف معنیدار است (05/0P<).
Values with different superscript lowercase letters are significantly different (P <0.05).
بحث
سرعت بالای فسادپذیری و اکسیداسیون در ماهی سبب می‌شود تا دوره ماندگاری این محصول بخصوص در دمای یخچال بسیار محدود باشد. برای افزایش ماندگاری این گونه محصولات از مواد مختلفی به عنوان نگهدارنده استفاده می‌شود. این مواد نگهدارنده می‌توانند طبیعی و یا شیمیایی باشند (15). اما آن دسته از مواد نگهدارنده که امروز مورد توجه هستند، نگهدارنده‌های طبیعی هستند، از جمله نایسین و انواع اسانس‌های گیاهی نظیر دارچین که در تحقیق حاضر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد، نایسین و اسانس دارچین دارای اثرات ضدباکتری بر روی لاکتوکوکوس گارویه در فیله قزلآلای رنگینکمان در دمایºC 4 و 8 بودند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح اسانس دارچین و نایسین قدرت باکتری‌کشی افزایش یافت. در مورد اسانس دارچین در هر دو دما، تیمار 8/0 درصد بالاترین عملکرد را داشت، هر چند تیمار 4/0 درصد هم در مقایسه با شاهد با اختلاف معنیدار قدرت بازدارندگی بیشتری را نشان داد، که در مجموع نشان دهنده قدرت باکتری‌کشی اسانس دارچین بر باکتری لاکتوکوکوس گارویه است.
Quattara و همکاران در سال 1997 فعالیت ضد میکروبی دارچین را مرتبط با فعالیت سینامالدهید برای جلوگیری از دکربوکسیلاز آمینواسیدها دانستند (18). همچنین Wendakoon و Sakaguchi در سال 1995 که سینامالدهید با الکترونگاتیوی بالا در سیستم‌های بیولوژیکی میکروارگانیسم‌ها تداخل ایجاد کرده و با ایجاد واکنش با ترکیبات نیتروژن‌دار همانند پروتئین از رشد میکروارگانیزم‌ها جلوگیری می‌کند (19). علاوه بر سینامالدهید (17،27)، بنزوویک اسید، بنزآلدهید و سینومیک اسید و اوگنول (22) علاوه بر خاصیت قارچ‌کشی، خاصیت میکروبی اسانس را نیز تقویت می‌کند (5). همچنین اضافه کردن اسانس به محیط دارای نیسین باعث افزایش ناحیه بازداری اطراف محیط می‌شود (32).
تجزیه اسانس دارچین نشان داد که سینامالدهید با 24/85 درصد بیشترین ترکیب را به خود اختصاص داد (13). در پژوهش Taghizadeh Andavari و Rezaei (2012) اثر پوشش ژلاتین همراه با اسانس دارچین (5/1 درصد اسانس) بر دوره ماندگاری فیله قزآلای رنگینکمان در دمای یخچال را مورد بررسی قرار دادند (31). نتایج آن‌ها نشان داد که تعداد باکتری‌های سرمادوست برای تیمار شاهد و پوشش ژلاتینی به صورت معنی‌داری بالاتر از تیمار دارای اسانس دارچین بود و آن‌ها عنوان کردند که با استفاده از پوشش ژلاتینی حاوی اسانس دارچین می‌توان از رشد باکتری در فیله‌های تازه ماهی جلوگیری کرد. در مورد نایسین نیز همانند اسانس دارچین، فعالیت باکتری‌کشی علیه لاکتوکوکوس گارویه مشاهده شد و بالاترین سطح نایسین یعنی µg/mL 75/0 با اختلاف معنیدار (05/0>P)، بهترین عملکرد را در جلوگیری از رشد لاکتوکوکوس گارویه نشان داد. هر چند سطح µg/mL 25/0 نیز در مقایسه با شاهد با اختلاف معنیدار قدرت باکتری کشی بالاتری را نشان داد.
محل اثر نایسین، غشا سیتوپلاسمی باکتری است که با ایجاد منافذی در غشا، ترکیبات ضروری مانند یون‌های پتاسیم و اسیدهای آمینه را خارج کرده و فرآیند بیوسنتزی سلول را متوقف و سلول باکتری را از بین می‌برد (21). نتایج مشابه این تحقیق در کار Mobaseri و همکاران (2009) بر روی تأثیر نایسین در کاهش استافیلوکوکوس ارئوس و لیستریا منوسایتوژنز دیده شد و عنوان کردند که نایسین می‌تواند به عنوان یک نگهدارنده بی‌ضرر در مواد غذایی استفاده شده و غلظت نگهدارنده‌های شیمیایی را کاهش دهدذ(24). Mirshekari و همکاران (2016) تأثیرات آنتی‌باکتریایی و آنتی‌اکسیدانی نایسین (سطح 02/0درصد) را بر روی فیله ماهی سفید درºC 4 مورد بررسی قرار دادند (13). بعد از 16 روز، مقادیر باکتری‌های اسیدلاکتیکی در تمامی تیمارها در محدوده قابل قبول قرار داشتند. نتایج آنالیز شیمیایی و میکروبی نشان دادند که نایسین سبب افزایش ماندگاری فیله و کاهش بار میکروبی فیله ماهی سفید در طول دوره نگهداری شد، که مشابه یافته‌های تحقیق حاضر است. در مطالعه Moosavy و همکاران (2015)، بر روی خواص ضد لیستریایی نایسین، نتایج نشان داد در هر دو غلظتIU/ml 80 وIU/ml 160 دارای اثر ضدباکتری بوده و غلظت بالاتر کاهش بیشتر در بار باکتری را به همراه داشت (05/0>P) (16). همچنین آن‌ها در مطالعه‌ای که به بررسی اثر ضد میکروبی اسانس نعناع و نایسین به صورت ترکیبی بر روی لیستریا (15) انجام دادند عنوان کردند که غلظتهای ترکیبی مورد استفاده به صورت معنی‌داری سبب کاهش میزان باکتری لیستریا مونوسیتوژنر شدند. علت این امر را نیز تأثیر ترکیبی آن‌ها را در افزایش میزان تشکیل حفرات دانستند که در این حالت مرگ سلول سریع‌تر رخ می‌دهد (23). همچنین عنوان شده است که استفاده از اسانس‌ها به همراه نایسین سبب بر طرف شدن محدودیت‌های استفاده از این ماده می‌شود زیرا نایسین حلالیت کمی در آب داشته و بیشترین میزان تأثیر آن در شرایط اسیدی است (4).
کمیته بین‌المللی تعیین ویژگی‌های میکروبیولوژی مواد غذایی یا ICMSF، Log CFU/g 7 را حد مجاز برای میزان بار باکتریایی کل در ماهی خام تعیین کرده است. که بررسی داده‌های بدست آمده نشان می‌دهد در طول دوره مورد بررسی (به غیر از روزهایی با رشد بالای لاکتوکوکوس گارویه در دمایºC 8)، بار میکروبی کمتر از حد مجاز بود که نشان‌دهنده تأثیر فعالیت ضدباکتریایی نایسین و دارچین است. در پژوهش Taghizadeh Andavari و Rezaei (2012) میزان بار باکتریایی برای نمونه‌های شاهد و دارای پوشش ژلاتین در روز 15 به log cfu/g 44/7 و log cfu/g 88/7 رسید که فراتر از حد مجاز بوده ولی در تیمار اسانس دارچین مقدار باکتری از حد مجاز کمتر بود و آن‌ها این امر را ناشی از تأثیر ضدمیکروبی پوشش ژلاتینی حاوی اسانس دارچین دانستند (23).
ترکیب دو ماده نایسین و دارچین، در هر دو دمایºC 4 و 8 نتیجه بهتری در مقایسه با نتایج بررسی قدرت باکتری کشی لاکتوکوکوس گارویه در حالت انفرادی داشت و بهترین عملکرد در حالت ترکیب و در بالاترین سطح آن‌ها یعنی در مورد دارچین 75/0 درصد و در مورد نایسین µg/mL 8/0 مشاهده شد. در این حالت، اثرات ضد باکتریایی آن‌ها با یکدیگر ترکیب و در نتیجه تشدید اثر تخریب‌کنندگی آن‌ها بر غشای باکتری بیشتر می‌شود (28). Qasemi و همکاران (2015)، اثرات ضد میکروبی عصاره رزماری در ترکیب با نایسین بر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس موجود در گوشت چرخ کرده گاو را در یخچال مورد بررسی قرار دادند و عنوان کردند زمانی که رزماری با نایسین ترکیب گردید، در مقادیر پایین‌تر اثرات ضدمیکروبی بالاتری از خود نشان داد (29).Ghaeni و Roomiani (2013)، تأثیر سینرژیستیک نایسین و اسانس زیره سبز (Cuminum cyminum L) بر روی رشد Streptococcus iniae در فیله قزلآلای رنگینکمان را مورد بررسی قرار دادند (7). نتایج آن‌ها نشان داد که ترکیب این دو ماده رشد باکتری را تا روز سوم به تأخیر انداخت، در حالی که استفاده مجزای اسانس زیره یا نایسین توانست رشد باکتری را به ترتیب تا روز ششم و روز سوم به تعویق بیاندازد. همچنین Ghasemi و همکاران (2015) عنوان کردند که تیمارهای استفاده همزمان از نایسین و عصاره رزماری خاصیت ضدمیکروبی بالایی داشته و زمانی که نایسین و اسانس با یکدیگر ترکیب شوند اثر ضد میکروبی بالاتری را از خود نشان می‌دهند که با یافته‌های تحقیق حاضر هم‌خوانی دارد. مطالعات مختلف نشان‌دهنده افزایش کارایی نایسین در حالت ترکیبی با مواد دیگر همانند عصاره‌های گیاهی اشاره داد و علت آن را فراهم آوردن امکان نفوذ نایسین به دورن باکتری‌ها توسط ترکیبات دیگر بیان کرده‌اند (26). برخی محققان اظهار می‌کنند که نایسین و اسانس‌های گیاهی می‌توانند روی غشای سیتوپلاسمی باکتری اثر بگذارد و در نهایت موجب افزایش تخریب ساختاری و عملکردی غشای باکتری‌ها شوند که با یافته‌های تحقیق حاضر هم‌خوانی دارد (30).
مقایسه عملکرد دارچین و نایسین در دمایºC 4 و 8 نشان داد، دارچین عملکرد بهتری را نسبت به نایسین نشان داده است. در مطالعاتGhaeni و Roomiani (2013) نیز زیره سبز در مقایسه با نایسین عملکرد بالاتری داشت. Roomiani (2012) در بررسی تأثیر اسانس رزماری و نایسین بر رفتار رشد استرپتوکوکوس اینیایی عنوان شد که در دمایºC 4 رشد باکتری در غلظتهای مختلف نایسین و رزماری به تنهایی تا روز نهم و در ترکیب با هم تا روز سوم به تأخیر افتاد (24). در دمایºC 8 در تمام غلظتهای نایسین و رزماری از روز سوم به بعد نگهدارنده‌ها نتوانستند مانع رشد باکتری شوند، که دقیقا روندی مشابه پژوهش حاضر دارد. عمده نقش باکتری‌ها در فساد ماهی به خصوص در دمای بالا، آمین‌زدایی اسیدهای آمینه آزاد و تولید ترکیبات نیتروژنی فرار میباشد که علاوه بر کاستن از ارزش غذایی ماهی، بو و طعم نامطبوعی به آن می‌دهد (32).
نتیجه‌گیری: استفاده از مواد نگهدارنده به دلیل اینکه قادر به حفظ کیفیت ماهی بوده و دیگر نیازی به منجمد کردن که بازار پسندی را کاهش می‌دهد ندارد، می‌تواند مفید باشد. همچنین مدت ماندگاری محصول در دمای یخچال که 4 تا 9 روز اعلام شده است را افزایش می‌دهد. در این پژوهش، نایسین و اسانس دارچین هر دو بر روی کاهش بار میکروبی فیله ماهی در هر دو دما مؤثر بودند. اما نتایج نشان داد عملکرد اسانس دارچین بخصوص در دمای ºC 4 بالاتر از نایسین بود. اما در حالت ترکیب عملکرد باکتری‌کشی اسانس دارچین و نایسین در هر دو دمای ºC 4 و 8 افزایش نشان داد که با افزایش دما ازºC 4 به 8، رشد باکتری‌ها غالب شده و در دمای ºC 8 ، فرآورده ماهی از روز 9 از چرخه مصرف خارج شد، در حالی که در دمایºC 4 تا روز 15 بار میکروبی در تیمار شاهد و غلظتهای متفاوت نایسین و اسانس دارچین در حد مطلوب بود. با توجه به نتایج ذکر شده می‌توان گفت که با استفاده از اسانس دارچین و نایسین ماندگاری فیله قزل‌آلا افزایش پیدا می‌کند.
تشکر و قدردانی
در اینجا بر خود لازم می‌دانیم از حوزه معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز تشکر نماییم.
تعارض در منافع
بین نویسندگان هیچ گونه تعارض در منافع گزارش نشده است.
', './data/jvr/coversheet/cover_fa.jpg'))