تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

بررسی فعالیت آنتی‌باکتریایی فیلم‌های نانوکامپوزیتی برپایه‌ی نانوکیتوزان و حاوی ذرات اکسید روی و لیمونن برای نگهداری نمونه‌های ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استادیار، گروه بهداشت مواد غذایی، واحد نقده، دانشگاه آزاد اسلامی، نقده، ایران
چکیده
فساد میکروبی در ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان زیاد است و نانوکیتوزان، ذرات اکسید روی و لیمونن دارای فعالیت آنتی‌میکروبی هستند که می‌توانند برای نگهداری آن استفاده شوند. بنابراین، این مطالعه با هدف بررسی فعالیت آنتی‌باکتریایی فیلم‌های بر پایه‌ی نانوکیتوزان و حاوی اکسید روی و لیمونن برای نگهداری نمونه‌های ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان انجام شد. در این مطالعه نانوکامپوزیت‌های نانوکیتوزان، نانوکیتوزان/ اکسید روی، نانوکیتوزان/ لیمونن و نانوکیتوزان/ اکسید روی/ لیمونن تهیه شدند و فعالیت آنتی‌باکتریایی آنها علیه لیستریا مونوسیتوژنز، سالمونلا تیفی‌موریوم و اشریشیاکلی با کمک آزمون‌های حدأقل غلظت‌های بازدارندگی و کشندگی (MICs و MBCs) به روش میکرودایلوشن بررسی شد. نمونه‌های فیله ماهی تهیه شد و با کمک فیلم‌های پوششی برای مدت یک هفته پوشش داده شدند. فعالیت آنتی‌باکتریایی علیه باکتری‌های مذکور و بازهای ازته فرار (TVBN) و میزان کل باکتری‌های زنده (TVC) بررسی شد. بیشترین فعالیت آنتی‌باکتریایی برای هر دو آزمون MICs و MBCs به‌ترتیب در تیمارهای نانوکیتوزان/ اکسید روی/ لیمونن، نانوکیتوزان/ لیمونن یا نانوکیتوزان/ اکسید روی و نانوکیتوزان مشاهده شد. بیشترین میزان بازها و کل باکتری‌های زنده و همچنین شمار لیستریا مونوسیتوژنز، سالمونلا تیفی‌موریوم و اشریشیاکلی به‌ترتیب در تیمارهای نانوکیتوزان، نانوکیتوزان/ اکسید روی، نانوکیتوزان/ لیمونن و نانوکیتوزان/ اکسید روی/ لیمونن بیشتر بود (P<0.05). این نتایج نشان می‌دهد که فیلم‌های نانوکامپوزیتی برپایه‌ی نانوکیتوزان و حاوی ذرات اکسید روی و لیمونن دارای فعالیت آنتی‌میکروبی هستند و برای نگهداری نمونه‌های ماهی قزل‌آلای رنگین‌کمان می‌توانند استفاده شوند.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the antibacterial activity of nanocomposite films based on nano-chitosan and containing zinc oxide and limonene for preserving rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) samples

نویسنده English

Davoud Nassiri
Assistant Professor, Department of Food Hygiene, Naghadeh Branch, Islamic Azad University, Naghadeh, Iran
چکیده English

Microbial spoilage is high in rainbow trout and nano-chitosan, zinc oxide and limonene have antimicrobial activity that can be used for its preservation. Therefore, this study was conducted to investigate the antibacterial activity of films based on nano-chitosan and containing zinc oxide and limonene for preserving rainbow trout. In this study, nano-chitosan, nano-chitosan/zinc oxide, nano-chitosan/limonene and nano-chitosan/zinc oxide/limonene nanocomposites were prepared and their antibacterial activities against Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium and Escherichia coli were investigated by microdilution method with the help of minimum inhibitory and/or bactericidal concentration tests (MICs and MBCs). Fish fillet samples were prepared and coated with the help of film for one week. Antibacterial activity against the mentioned bacteria and total volatile basic nitrogen (TVBN) and total viable count (TVC) were investigated. The highest antibacterial activity for both MIC and MBC tests was observed in nanochitosan/zinc oxide/limonene, nano-chitosan/limonene or nano-chitosan/zinc oxide and nano-chitosan treatments, respectively. The highest amount of TVC and TVBN as well as the count of Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium and Escherichia coli were higher in nano-chitosan, nano-chitosan/zinc oxide, nano-chitosan/limonene and nano-chitosan/zinc oxide/limonene treatments, respectively (P<0.05). These results show that nanocomposite films based on nano-chitosan and containing zinc oxide and limonene have antimicrobial activity and can be used to preserve rainbow salmon samples.

کلیدواژه‌ها English

Chitosan
zinc oxide
limonene
rainbow trout
antibacterial
1- Motelica L, Ficai D, Ficai A, Truşcă R D, Ilie CI, Oprea OC, et al. Innovative antimicrobial chitosan/ZnO/Ag NPs/citronella essential oil nanocomposite—Potential coating for grapes. Foods. 2020; 9(12): 1801.
2- Rastiani F, Jebali A, Hekmatimoghaddam SH, Sadrabad EK, Mohajeri FA, Dehghani-Tafti A. Monitoring the freshness of rainbow trout using intelligent PH-sensitive indicator during storage. Nutr. Food Sec. 2019.
3- Motelica L, Ficai D, Oprea OC, Ficai A, Andronescu E. Smart food packaging designed by nanotechnological and drug delivery approaches. Coatings. 2020; 10(9): 806.
4- Lemnaru GM, Truşcă RD, Ilie CI, Țiplea RE, Ficai D, Oprea O, et al. Antibacterial activity of bacterial cellulose loaded with bacitracin and amoxicillin: In vitro studies. Molecules. 2020; 25(18): 4069.
5- Makaremi M, Yousefi H, Cavallaro G, Lazzara G, Goh CBS, Lee SM, et al. Safely dissolvable and healable active packaging films based on alginate and pectin. Polymers. 2019; 11(10): 1594.
6- Flórez M, Guerra-Rodríguez E, Cazón P, Vázquez M. Chitosan for food packaging: Recent advances in active and intelligent films. Food Hydrocolloid. 2022; 124: 107328.
7- Pires J, Paula CDd, Souza VGL, Fernando AL, Coelhoso I. Understanding the barrier and mechanical behavior of different nanofillers in chitosan films for food packaging. Polymers. 2021; 13(5): 721.
8- Radulescu M, Ficai D, Oprea O, Ficai A, Andronescu E, M Holban A. Antimicrobial chitosan based formulations with impact on different biomedical applications.  Curr. Pharma. Biotechnol. 2015; 16(2): 128-36.
9- Devlieghere F, Vermeulen A, Debevere J. Chitosan: antimicrobial activity, interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables. Food Microbiol. 2004; 21(6): 14-25.
10- Cazón P, Vázquez M. Mechanical and barrier properties of chitosan combined with other components as food packaging film. Environ. Chem. Lett.  2020; 18(2): 257-67.
11- Gingasu D, Mindru I, Patron L, Ianculescu A, Vasile E, Marinescu G, et al. Synthesis and characterization of chitosan-coated cobalt ferrite nanoparticles and their antimicrobial activity. J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2018; 28: 1932-41.
12- Anaya-Esparza LM, Ruvalcaba-Gómez JM, Maytorena-Verdugo CI, González-Silva N, Romero-Toledo R, Aguilera-Aguirre S, et al. Chitosan-TiO2: A versatile hybrid composite. Materials. 2020; 13(4): 811.
13- Avramescu SM, Butean C, Popa CV, Ortan A, Moraru I, Temocico G. Edible and functionalized films/coatings—Performances and perspectives. Coatings. 2020; 10(7): 687.
14- Kumar S, Mudai A, Roy B, Basumatary IB, Mukherjee A, Dutta J. Biodegradable hybrid nanocomposite of chitosan/gelatin and green synthesized zinc oxide nanoparticles for food packaging. Foods. 2020; 9(9): 1143.
15- Caputo L, Cornara L, Bazzicalupo M, De Francesco C, De Feo V, Trombetta D, et al. Chemical composition and biological activities of essential oils from peels of three citrus species. Molecules. 2020; 25(8): 1890.
16- Roy S, Rhim J-W. Fabrication of copper sulfide nanoparticles and limonene incorporated pullulan/carrageenan-based film with improved mechanical and antibacterial properties. Polymers. 2020; 12(11): 2665.
17- Gupta A, Jeyakumar E, Lawrence R. Strategic approach of multifaceted antibacterial mechanism of limonene traced in Escherichia coli. Sci. Report. 2021; 11(1): 13816.
18- Lan W, Wang S, Chen M, Sameen DE, Lee K, Liu Y. Developing poly (vinyl alcohol)/chitosan films incorporate with d-limonene: Study of structural, antibacterial, and fruit preservation properties. Int. J. Biol.Macromol. 2020; 145: 722-32.
19- Sun P, Wang Y, Huang Z, Yang X, Dong F, Xu X, et al. Limonene-thioctic acid-ionic liquid polymer: A self-healing and antibacterial material for movement detection sensor. Ind.  Crops Prod. 2022; 189: 115802.
20- Chandra Hembram K, Prabha S, Chandra R, Ahmed B, Nimesh S. Advances in preparation and characterization of chitosan nanoparticles for therapeutics. Artif. cells, Nanomed. Biotechnol. 2016; 44(1): 305-14.
21- Bhanvase B, Veer A, Shirsath S, Sonawane S. Ultrasound assisted preparation, characterization and adsorption study of ternary chitosan-ZnO-TiO2 nanocomposite: Advantage over conventional method. Ultrason. Sonochem. 2019; 52: 120-30.
22- Rostami H, Kazemi M, Shafiei S. Antibacterial activity of Lavandula officinalis and Melissa officinalis against some human pathogenic bacteria. Asian J Biochem. 2012; 7(3): 133-42.
23- Chang S-H, Chen Y-J, Tseng H-J, Hsiao H-I, Chai H-J, Shang K-C, et al. Antibacterial activity of chitosan–polylactate fabricated plastic film and its application on the preservation of fish fillet. Polymers. 2021; 13(5): 696.
24- Amegovu AK, Sserunjogi ML, Ogwok P, Makokha V. Nucleotide degradation products, total volatile basic nitrogen, sensory and microbiological quality of Nile perch (Lates niloticus) fillets under chilled storage. J. Microbiol. Biotechnol. Food Sci. 2012; 2(2): 653-66.
25- Woraprayote W, Pumpuang L, Tosukhowong A, Zendo T, Sonomoto K, Benjakul S, et al. Antimicrobial biodegradable food packaging impregnated with Bacteriocin 7293 for control of pathogenic bacteria in pangasius fish fillets. LWT. 2018; 89: 427-33.
26- Chandrasekaran M, Kim KD, Chun SC. Antibacterial activity of chitosan nanoparticles: A review. Processes. 2020;8(9):1173.
27- Li J, Zhuang S. Antibacterial activity of chitosan and its derivatives and their interaction mechanism with bacteria: Current state and perspectives. Europ. Polym. J. 2020; 138: 109984.
28- Yilmaz Atay H. Antibacterial activity of chitosan-based systems. Functional chitosan: drug delivery and biomedical applications. 2019: 457-89.
29- Dai X, Li S, Li S, Ke K, Pang J, Wu C, et al. High antibacterial activity of chitosan films with covalent organic frameworks immobilized silver nanoparticles. Int. J. Biol.Macromol. 2022; 202: 407-17.
30- Abbasabadi OR, Farahpour MR, Tabatabaei ZG. Accelerative effect of nanohydrogels based on chitosan/ZnO incorporated with citral to heal the infected full-thickness wounds; an experimental study. Int. J. Biol.Macromol. 2022; 217: 42-54.
31- Turina AdV, Nolan M, Zygadlo J, Perillo M. Natural terpenes: self-assembly and membrane partitioning. Biophys. Chem. 2006; 122(2): 101-13.
32- KhoshnoudiNia S, MoosaviNasab M. Comparison of various chemometric analysis for rapid prediction of thiobarbituric acid reactive substances in rainbow trout fillets by hyperspectral imaging technique. Food Sci. Nutr. 2019; 7(5): 1875-83.
33- Moosavi-Nasab M, Khoshnoudi-Nia S, Azimifar Z, Kamyab S. Evaluation of the total volatile basic nitrogen (TVB-N) content in fish fillets using hyperspectral imaging coupled with deep learning neural network and meta-analysis. Sci. Report. 2021; 11(1): 5094.
34- Javan AJ, Bolandi M, Jadidi Z, Parsaeimehr M, Vayeghan AJ. Effects of Scrophularia striata water extract on quality and shelf life of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillets during superchilled storage. Iran. J. Vet. Res. 2015; 16(2): 213.
دوره 7، شماره 1
بهار و تابستان
شهریور 1403
صفحه 65-75

  • تاریخ دریافت 14 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 12 آبان 1402
  • تاریخ پذیرش 19 دی 1402