Οι νέες προοπτικές της βιομηχανίας τροφίμων από τις αντιβακτηριακές και αντιμυκητιακές ιδιότητες των μπαχαρικών

Οι τροφιμογενείς λοιμώξεις απειλούν την ανθρώπινη υγεία σε όλο τον κόσμο. Η αποτελεσματικότητα ορισμένων αντιμικροβιακών παραγόντων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται σήμερα για να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής και να αυξήσουν την ασφάλεια των τροφίμων στη βιομηχανία τροφίμων και να αναστείλουν μικροοργανισμούς που προκαλούν ασθένειες, έχουν εξασθενήσει λόγω της μικροβιακής αντοχής.

Επομένως, πρέπει να ανακαλυφθούν νέοι αντιμικροβιακοί παράγοντες που θα μπορούσαν να ξεπεράσουν αυτήν την αντίσταση. Πολλά μπαχαρικά – όπως το γαρύφαλλο, η ρίγανη, το θυμάρι, η κανέλα και το κύμινο – είχαν σημαντικές αντιβακτηριακές και αντιμυκητιακές δραστηριότητες κατά των βακτηρίων αλλοίωσης των τροφίμων -όπως ο Bacillus subtilis και η Pseudomonas fluorescens -, παθογόνων παραγόντων- όπως Staphylococcus aureus και το Vibrio parahaemolyticus- , επιβλαβών μυκήτων- όπως o Aspergillus flavus- , ακόμα και μικροοργανισών ανθεκτικών στην μεθικιλλίνη – όπως ο Staphylococcus aureus. Ως εκ τούτου, τα μπαχαρικά έχουν μεγάλη δυνατότητα να αναπτυχθούν ως νέοι και ασφαλείς αντιμικροβιακοί παράγοντες.

Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας ανέφερε ότι 55 εκατομμύρια άνθρωποι πέθαναν παγκοσμίως το 2011, με το ένα τρίτο των θανάτων να οφείλονται σε μολυσματικές ασθένειες. Οι ανθεκτικοί στα αντιβιοτικά μικροοργανισμοί μπορούν να αυξήσουν τα ποσοστά θνησιμότητας επειδή μπορούν να επιβιώσουν και να ανακάμψουν μέσω της ικανότητάς τους να αποκτούν και να μεταδίδουν αντίσταση μετά από έκθεση σε αντιβιοτικά φάρμακα, τα οποία είναι μία από τις θεραπείες για μολυσματικές ασθένειες. Τα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια απειλούν την αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών και περιορίζουν τις θεραπευτικές επιλογές ακόμη και για κοινές λοιμώξεις.

Τα μπαχαρικά έχουν χρησιμοποιηθεί ως τρόφιμα και αρωματικές ύλες από την αρχαιότητα, αλλά και ως φάρμακα και συντηρητικά τροφίμων τις τελευταίες δεκαετίες. Πολλά μπαχαρικά – όπως το γαρύφαλλο, η ρίγανη, το θυμάρι, η κανέλα και το κύμινο – έχουν χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία μολυσματικών ασθενειών ή για την προστασία των τροφίμων επειδή αποδείχθηκαν πειραματικά ότι διαθέτουν αντιμικροβιακές ιδιότητες ενάντια σε παθογόνους μικροοργανισμούς αλλά και μικροοργανισμούς που προκαλούν αλλοίωση, όπως μύκητες και βακτήρια. Ως εκ τούτου, τα μπαχαρικά θα μπορούσαν να είναι υποψήφια για να βοηθήσουν στην ανακάλυψη και ανάπτυξη νέων αντιμικροβιακών  παραγόντων κατά των τροφιμογενών παθογόνων, αλλά και γενικότερα των παθογόνων μικροοργανισμών.

 Γαρύφαλλο

Το γαρύφαλλο χρησιμοποιείται ευρέως στην ιατρική ως αντισηπτικό ενάντια σε μολυσματικές ασθένειες όπως η περιοδοντική νόσος λόγω των αντιμικροβιακών δραστηριοτήτων κατά των βακτηρίων του στόματος. Το γαρύφαλλο εφαρμόζεται επίσης συχνά στη βιομηχανία τροφίμων ως φυσικό πρόσθετο για την αύξηση της διάρκειας ζωής, λόγω των αποτελεσματικών αντιμικροβιακών δραστηριοτήτων ενάντια σε ορισμένα τροφιμογενή παθογόνα. Βρέθηκε το κύριο ενεργό συστατικό του λαδιού και του εκχυλίσματος του γαρίφαλου, το οποίο είναι η ευγενόλη.

Οι άμεσες αντιμικροβιακές δραστηριότητες των εξαιρετικά λεπτών σκονών κανέλας και γαρύφαλλου δοκιμάστηκαν εναντίον του Ε . coli , S . aureus , Brochothrix thermosphacta, Lactobacillus rhamnosus και Pseudomonas fluorescens από κρέας, χρησιμοποιώντας μέθοδο αραίωσης ζωμού. Η σκόνη γαρύφαλλου έδειξε ισχυρά  ανασταλτικά αποτελέσματα απέναντι στους πέντε αυτούς μικροοργανισμούς.

Ρίγανη

Η ρίγανη έχει χρησιμοποιηθεί ως καρύκευμα και αρωματική τροφή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα κύρια συστατικά που σχετίζονται με τις αντιμικροβιακές ιδιότητες στο αιθέριο έλαιο της ρίγανης, αποδείχθηκε ότι είναι η καρβακρόλη και η θυμόλη.

Σε σχετικές έρευνες, αξιολογήθηκαν οιι αντιμικροβιακές ιδιότητες του εκχυλίσματος ρίγανης έναντι διαφόρων ορότυπων Salmonella, αλλά και εναντίον έξι στελεχών μικροοργανισμών:  S . aureus ,Bacillus subtilis, Ε. coli ,  Ρ. aeruginosa ,  C. albicans  και  Aspergillus niger.  Τα αποτελέσματα ήταν αρκετά ενθαρρυντικά, και έδειξαν πως οι διαφορετικές θερμοκρασίες των διαλυμάτων του αιθέριου ελαίου ρίγανης δεν προκαλούσαν σημαντική διαφορά ως προς την αντιμικροβιακή δράση τους.

Διερευνήθηκαν επίσης οι αντιμυκητιακές δραστηριότητες τεσσάρων αφεψημάτων μπαχαρικών ενάντια σε έξι μούχλες, Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli,  Macrophomina phaseoli,  Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Alternaria solani, και Alternaria parasiticus. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μυκηλιακή ανάπτυξη παρεμποδίστηκε 100% από αφέψημα ρίγανης 10% σε μέσο καλλιέργειας.

Σε άλλες έρευνες, εξετάστηκαν οι αντιμικροβιακές δραστηριότητες υδατικών εκχυλισμάτων τεσσάρων φυτών έναντι του Ε . coli και Β . subtilis χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διάχυσης δίσκων. Το εκχύλισμα ρίγανης έδειξε τις καλύτερες αντιβακτηριακές επιδράσεις στα δύο βακτήρια σε σύγκριση με τρία άλλα εκχυλίσματα μπαχαρικών και επίσης το Β. subtilis έδειξε μεγαλύτερη ευαισθησία από το Ε. coli.

Θυμάρι

Το θυμάρι είναι ένας θάμνος που προέρχεται από τη δυτική Μεσόγειο. Το θυμάρι χρησιμοποιείται ευρέως ως μπαχαρικό για να προσθέσει ιδιαίτερη γεύση στα τρόφιμα. Σε πρόσφατες μελέτες, το θυμάρι βρέθηκε να έχει αποτελεσματικές αντιμικροβιακές δραστηριότητες και χρησιμοποιήθηκε σε ορισμένα τρόφιμα για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής.

Η κύρια δραστική ένωση του θυμαριού είναι η θυμόλη. Έπειτα από μελέτες, αποδείχθηκε ότι η θυμόλη δρα διαφορετικά κατά των Gram-θετικών και Gram-αρνητικών βακτηρίων. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν από μια σειρά ερευνών έδειξαν ότι το θυμάρι είχε αποτελεσματικές αντιμικροβιακές δραστηριότητες κατά αρκετών παθογόνων βακτηρίων και μυκήτων, όπως ο S. aureus και η  Ε . coli.

Κανέλα

Η κανέλα χρησιμοποιείται ευρέως σε αλμυρά πιάτα, τουρσιά και σούπες . Λόγω των αντιμικροβιακών δραστηριοτήτων της, η κανέλα χρησιμοποιείται επίσης σε καλλυντικά ή προϊόντα διατροφής. Χρησιμοποιείται επίσης ως παράγοντας προαγωγής της υγείας για τη θεραπεία ασθενειών όπως φλεγμονές, γαστρεντερικές διαταραχές και ουρολοιμώξεις.

Οι αντιμικροβιακές δραστηριότητες της κανέλας αξιολογήθηκαν σε ορισμένες μελέτες, οι οποίες έδειξαν πως το κύριο συστατικό της κανέλας, η κινναμαλδεΰδη, έχει αντιμικροβιακές επιδράσεις στους μικροοργανισμούς. Η κανέλα έδειξε πως έχει ένα ευρύ φάσμα αντιμικροβιακών δράσεων, υποδεικνύοντας ότι είχε μεγάλες δυνατότητες να προσφέρει οφέλη για την υγεία μέσω εφαρμογής στη βιομηχανία τροφίμων.

Κύμινο

Το κύμινο είναι ένα αρωματικό φυτό που έχει χρησιμοποιηθεί από την αρχαιότητα ως συστατικό σε τρόφιμα στη Μέση Ανατολή και οι σπόροι κύμινου έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό ως αντισηπτικό και απολυμαντικό στην Ινδία. Η κουμιναλδεΰδη, το κυμένιο και τα τερπενοειδή είναι τα κύρια βιοδραστικά συστατικά των αιθέριων ελαίων του κύμινου. Έρευνες έδειξαν πως το κύμινο είχε αντιμικροβιακές επιδράσεις σε διάφορους μικροοργανισμούς όπως το Ε .coli , S.aureus , και S .faecalis σε χαμηλές συγκεντρώσεις.

Δενδρολίβανο

Το δεντρολίβανο είναι ένας πολυετής θάμνος με ευχάριστη μυρωδιά και αναπτύσσεται σε όλο τον κόσμο. Το δεντρολίβανο έχει χρησιμοποιηθεί σε φαρμακευτικά προϊόντα και στην παραδοσιακή ιατρική, και επίσης χρησιμοποιείται ως αρωματικός παράγοντας σε προϊόντα τροφίμων λόγω της επιθυμητής γεύσης, καθώς και των αντιοξειδωτικών και αντιμικροβιακών δράσεών του. Ορισμένες μελέτες έδειξαν ότι το δεντρολίβανο έδειξε συνεργιστικές επιδράσεις με μερικά μπαχαρικά αλλά και με κάποια αντιβιοτικά πάνω σε μύκητες και βακτήρια.

Σκόρδο

Οι αντιμικροβιακές δράσεις  του σκόρδου έχουν αναγνωριστεί εδώ και πολλά χρόνια και το ενεργό συστατικό του είναι η αλλισίνη.

Σε μια μελέτη, εξετάστηκαν οι αντιμικροβιακές επιδράσεις του φρέσκου σκόρδου, της σκόνης σκόρδου και του ελαίου σκόρδου σε μικροοργανισμούς στο ωμό λουκάνικο κοτόπουλου μέσω της Ολικής Μικροβιακής Χλωρίδας. Οι αντιμικροβιακές δράσεις  του φρέσκου σκόρδου ήταν μεγαλύτερες από αυτές της σκόνης σκόρδου, ενώ τη μικρότερη αντιμικροβιακή δράση έδειξε το έλαιο σκόρδου.

Τζίντζερ

Το τζίντζερ χρησιμοποιείται ευρέως ως συστατικό σε τρόφιμα, αλλά και σε φαρμακευτικές, καλλυντικές και άλλες βιομηχανίες. Ορισμένες πτητικές ενώσεις που είναι υπεύθυνες για αντιμικροβιακές δράσεις του τζίντζερ ήταν το β-πινένιο, η βορνεόλη, το καμφένιο και η λιναλοόλη. Συλλογικά οι μελέτες που πραγματοποιήθηκαν απέδειξαν πως το τζίντζερ σε χαμηλές συγκεντρώσεις διαθέτει σημαντικές αντιμικροβιακές ιδιότητες ενάντια σε ορισμένους κοινούς μικροοργανισμούς όπως η P. aerugenosa τόσο in vivo όσο και in vitro.

Βασιλικός

Ο βασιλικός είναι ένα από τα παλαιότερα μπαχαρικά, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στην ενίσχυση της γεύσης προϊόντων ζαχαροπλαστικής, αρτοσκευασμάτων, καρυκευμάτων κ.λπ. Το έλαιο βασιλικού χρησιμοποιήθηκε επίσης στην αρωματοποιία, καθώς και στα οδοντιατρικά και στοματικά προϊόντα. Ο βασιλικός είναι ένα φυσικό μπαχαρικό που έχει αντιμικροβιακές ιδιότητες  όπως έχουν αναφέρει πολλές μελέτες. Γενικά, ο βασιλικός έχει αποδειχθεί ότι αναστέλλει αποτελεσματικά ορισμένους μικροοργανισμούς, ιδιαίτερα μύκητες όπως ο Α . flavus.

Μάραθος

Ο μάραθος φυτεύεται ευρέως σε εύκρατες ζώνες αλλά και στην τροπική ζώνη για τους αρωματικούς καρπούς του και χρησιμοποιείται ως συστατικό στο μαγείρεμα. Το αιθέριο έλαιο σπόρων μάραθου έχει αναφερθεί πως έχει σημαντικές αντιμυκητιακές και αντιβακτηριακές δράσεις. Το αιθέριο έλαιο του μάραθου και τα εκχυλίσματά του ήταν αποτελεσματικά κατά διαφόρων τροφιμογενών παθογόνων όπως ο S . dysenteriae , ο S . typhimurium και η Ε . coli.

Κόλιανδρος

Ο κόλιανδρος είναι αυτοφυές φυτό της περιοχής της Μεσογείου και καλλιεργείται ευρέως στην Ινδία, τη Ρωσία, την Κεντρική Ευρώπη, την Ασία και το Μαρόκο. Ο κόλιανδρος χρησιμοποιείται ευρέως σε αρωματικές ζύμες, μπισκότα, κουλούρια και προϊόντα καπνού και επίσης για την παρασκευή σκόνης κάρυ, μπαχαρικών τουρσί, λουκάνικων και συντηρητικών τροφίμων . Σε αντίστοιχες έρευνες που πραγματοποιήθηκαν, απεδείχθη πως ο κόλιανδρος είχε σημαντικές αντιμικροβιακές δραστηριότητες σε χαμηλές συγκεντρώσεις έναντι αρκετών παθογόνων παραγόντων όπως A. baumannii , Campylobacter spp.

Άλλα μπαχαρικά που μελετήθηκαν για τις αντιμικροβιακές τους ιδιότητες ήταν το Galangal και το μαύρο πιπέρι.

Τέλος, να σημειωθεί πως ένα σημαντικό στοιχείο που θα πρέπει να αξιολογηθεί για την καλύτερη αξιοποίηση των μπαχαρικών ως αντιμικροβιακοί και αντιμυκητιακοί παράγοντες, είναι η πιθανή τοξικότητα των μπαχαρικών στον άνθρωπο.

Πηγή: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5486105/

*Κατερίνα Κουδούνα Τεχνολόγος Τροφίμων, MSc Διαχείριση Ποιότητας Τροφίμων, ΜSc Νομοθεσία Τροφίμων και Ποτών

Αλλαντίαση (botulism): Η σημασία της εκπαίδευσης των καταναλωτών 

Lidl: Κατάρτιση με μισθό – Καινοτόμο πρόγραμμα εκπαίδευσης και εργασίας 

Οι Ιταλοί φοβούνται το… ελληνικό ακτινίδιο 

Με νέες συσκευασίες και όνομα τα προϊόντα Uncle Ben’s στην ελληνική αγορά  

Ακτίνες Χ: χρήση για την ζύγιση προϊόντων με απίστευτες δυνατότητες 

Food fraud: οδηγίες συμμόρφωσης από το FSSC22000