Attività antibatteriche e antimicotiche delle spezie

1. Introduzione

Gli agenti patogeni microbici negli alimenti possono causare il deterioramento e contribuire all’incidenza delle malattie di origine alimentare, e l’emergere di batteri multifarmaci e resistenti ai disinfettanti, come lo Staphylococcus aureus (S. aureus), Escherichia coli (E.coli), e Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa), sono aumentati rapidamente, causando l’aumento della morbilità e della mortalità [1] . Acidi deboli come gli acidi benzoici e sorbici[2], che sono comunemente applicati nell’industria alimentare come conservanti chimici per aumentare la sicurezza e la stabilità degli alimenti prodotti per tutta la loro durata di conservazione, controllando i microrganismi patogeni e il deterioramento degli alimenti[3], possono portare allo sviluppo di resistenza microbiologica[4]. Inoltre, i conservanti chimici non possono eliminare completamente diversi batteri patogeni come la Listeria monocytogenes(L. monocytogenes) nei prodotti alimentari o ritardare la crescita dei microrganismi del deterioramento[5]. I prodotti naturali, come sostituti dei conservanti chimici di sintesi, sono sempre più accettati perché sono innatamente meglio tollerati nel corpo umano e hanno una superiorità intrinseca per l’industria alimentare[4]. Le attività antimicrobiche dei prodotti naturali sono necessarie per essere studiate e applicate nell’industria alimentare.

La morbilità e la mortalità sono causate principalmente da malattie infettive in tutto il mondo. L’Organizzazione Mondiale della Sanità ha riferito che 55 milioni di persone sono morte in tutto il mondo nel 2011, con un terzo dei decessi dovuti a malattie infettive[6]. I microrganismi resistenti agli antibiotici possono aumentare i tassi di mortalità perché possono sopravvivere e recuperare grazie alla loro capacità di acquisire e trasmettere resistenza dopo l’esposizione ai farmaci antibiotici, che sono una delle terapie per le malattie infettive[7]. I batteri resistenti agli antibiotici minacciano l’efficacia degli antibiotici e limitano le opzioni terapeutiche anche per le infezioni comuni[8]. Il declino della ricerca e dello sviluppo di nuovi agenti antibatterici, in grado di inibire i microrganismi resistenti agli antibiotici, come S. aureus, aggrava l’emergente resistenza agli antibiotici[9]. Pertanto, si dovrebbe prestare molta attenzione ai prodotti naturali, che potrebbero essere utilizzati come farmaci efficaci per il trattamento delle malattie umane, con un’elevata efficacia contro gli agenti patogeni e con effetti collaterali trascurabili.

Le spezie sono state usate come cibo e aromi fin dai tempi antichi[10], e come medicina e conservanti alimentari negli ultimi decenni[11,12]. Molte spezie – come chiodi di garofano, origano, timo, cannella e cumino – sono state applicate per trattare malattie infettive o proteggere il cibo perché è stato sperimentalmente dimostrato che possiedono attività antimicrobiche contro funghi e batteri patogeni e di deterioramento [10,13,14]. Inoltre, i metaboliti secondari di queste spezie sono noti come agenti antimicrobici, la maggior parte dei quali sono generalmente riconosciuti come materiali sicuri per alimenti con effetti negativi insignificanti[11]. Pertanto, le spezie potrebbero essere candidate a scoprire e sviluppare nuovi agenti antimicrobici contro agenti patogeni di origine alimentare e umana.

Questa rassegna riassume gli studi scientifici sulle attività antibatteriche e antimicotiche delle spezie e dei loro derivati, e vengono offerti alcuni suggerimenti e prospettive per studi futuri.

2. 2. Chiodo di garofano

Il chiodo digarofano (Eugenia caryohyllata), appartenente alla famiglia delle Myrtaceae, è ampiamente utilizzato in medicina come antisettico contro malattie infettive come la parodontite a causa delle attività antimicrobiche contro i batteri orali[15]. Il chiodo di garofano è anche comunemente applicato nell’industria alimentare come additivo naturale o antisettico per aumentare la durata di conservazione grazie alle efficaci attività antimicrobiche contro alcuni agenti patogeni di origine alimentare[16]. Il principale componente attivo dell’olio e dell’estratto di chiodi di garofano è stato trovato, cioè l’eugenolo[15,17].

2.1. 2.1. Attività antimicrobiche del chiodo di garofano

Le attività antimicrobiche dell’estratto d’acqua di chiodi di garofano sono state studiate in vitro e in vivo contro i microrganismi patogeni(S. aureus ed E. coli, in un modello di pielonefrite)[18]. Uno studio in vitro è stato condotto con il metodo di diffusione a pozzo di agar, e i risultati hanno suggerito che l’estratto di acqua di chiodi di garofano mostrava attività antibatterica contro S. aureus (concentrazione minima inibitoria (MIC): 2 mg/mL) ed E. coli (MIC: 2,5 mg/mL). Mentre in vivo, lo studio è stato condotto su 40 ratti maschi adulti albini e i risultati hanno confermato l’efficacia dell’estratto di chiodi di garofano come antimicrobico naturale. Le attività antimicrobiche dirette di polveri ultrafini di cannella e chiodi di garofano macinati a palla sono state testate da Kuang et al.[19] contro E. coli, S. aureus, Brochothrix thermosphacta(B. thermosphacta), Lactobacillus rhamnosus(L. rhamnosus), e Pseudomonas fluorescens(P. fluorescens) da carne, utilizzando il metodo di diluizione in brodo. La polvere di chiodi di garofano ha mostrato forti effetti inibitori su cinque microrganismi testati con il MIC che vanno dall’1,0% w/v(L. rhamnosus e B. thermosphacta ) al 2,0% w/v(P. fluorescens), e gli effetti inibitori sono stati positivamente associati alle concentrazioni di polvere, che sono aumentate dallo 0,5% al 2,5% w/v.

Il chiodo di garofano potrebbe distruggere le pareti cellulari e le membrane dei microrganismi, e permeare le membrane citoplasmatiche o entrare nelle cellule, quindi inibire la normale sintesi del DNA e delle proteine[16]. L’eugenolo, il componente principale del chiodo di garofano, potrebbe inibire la produzione di amilasi e proteasi nel Bacillus cereus(B. cereus) e ha la capacità di deterioramento delle pareti cellulari e di lisi delle cellule[20].

2.2. 2.2. Confronto delle attività antimicrobiche del chiodo di garofano e di altre spezie

Badei et al.[21] hanno testato le attività antimicrobiche di cardamomo, cannella e oli essenziali di chiodi di garofano (EO) contro nove ceppi batterici Gram-positivi, quattro ceppi batterici Gram-negativi, sette muffe e due lieviti, rispetto al fenolo, utilizzando il metodo di diffusione su disco. Clove EO ha mostrato la più alta attività antimicrobica, e gli spettri antimicrobici (diametro delle zone di inibizione) del 10% di chiodi di garofano EO era 1,48 volte superiore a quello del 10% di fenolo. Schmidt et al.[22] hanno valutato gli effetti antimicotici di EO contenenti eugenolo di 4 spezie su 38 isolati di Candida albicans(C. albicans), di cui 12 isolati da orofaringhe, 16 da vagine e 10 da pelle danneggiata, utilizzando il metodo della microdiluizione. Il chiodo di garofano EO possedeva le più forti attività antimicotiche contro tutti i ceppi di C. albicans tra le spezie testate. L’eugenolo puro da solo ha mostrato attività antimicotiche più deboli rispetto alla foglia di chiodi di garofano EO. Angienda et al.[23] hanno studiato le attività antimicrobiche delle OE di quattro spezie contro Salmonella typhimurium(S. typhimurium), E. coli, B. cereus e Listeria innocua(L. innocua) mediante il test di diffusione dell’agar. Il chiodo di garofano EO ha mostrato la più efficace inibizione sia contro i batteri Gram-positivi che contro i batteri Gram-negativi rispetto ad altri tre EO, con i MIC che vanno dall’1,25% v/v(B. cereus) al 2,50% v/v(S. typhimurium e E. coli). Lomarat et al.[17] hanno riportato le attività antimicrobiche delle LE di nove spezie contro i batteri produttori di istamina, tra cui la Morganella morganii(M. morganii), determinando la MIC e le concentrazioni battericide minime (MBC) con il saggio di diluizione del brodo, e hanno anche trovato i composti antibatterici delle LE mediante isolamento guidato dalla biografia. I risultati hanno indicato che il chiodo di garofano EO era il più efficace contro M. morganii tra le nove spezie testate con MIC 0,13% v/v e MBC 0,25% v/v. L’eugenolo è stato identificato come componente attivo del chiodo di garofano EO mediante il saggio bioautografico in cromatografia a strato sottile.

Shan et al.[24] hanno testato le attività antibatteriche degli estratti di etanolo di cinque spezie ed erbe contro L. monocytogenes, S. aureus e Salmonella enterica(S. enterica) nella carne di maiale cruda, contando l’enumerazione batterica. Se trattati con estratto di chiodi di garofano, i campioni di carne di maiale cruda sono stati trovati con il minor numero di colonie di batteri testati. Bayoub et al.[25] hanno riportato le attività antimicrobiche degli estratti di etanolo di 13 piante tra cui il chiodo di garofano contro L. monocytogenes, i MIC sono stati determinati mediante il test di diffusione del pozzo di agar. I risultati hanno mostrato che l’estratto di chiodi di garofano era l’inibitore più efficace contro L. monocytogenes rispetto agli altri 12 estratti di etanolo vegetale selezionati, con il MIC 0,24 mg/mL. Cui et al.[26] hanno testato l’attività antimicrobica di 90 estratti vegetali (acqua ed estratti di etanolo al 99,5%) contro il Clostridium spp. L’estratto acquoso di chiodi di garofano è stato trovato con la maggiore attività antimicrobica contro il Clostridium botulinum nel brodo di estratto di lievito della tripticase peptone glucosio (pH = 7,0) tra tutti gli estratti di acqua, e la MIC dell’estratto di chiodi di garofano variava dallo 0,1% allo 0,2% contro il Clostridium spp. Gli effetti antimicrobici di 3 estratti (acetato di etile, acetone ed estratti di metanolo) di 12 piante sono stati testati su 2 funghi(Kluyveromycesmarxianus (K. marxianus) e Rhodotorula rubra(R. rubra)) e 8 batteri(Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae ). pneumoniae), Bacillus megaterium(B. megaterium), P. aeruginosa, S. aureus, E. coli, Enterobacter cloacae(E. cloacae), Corynebacterium xerosis (C. xerosis) e Streptococcus faecalis (S. faecalis)) con il metodo di diffusione su disco[27]. Il chiodo di garofano ha mostrato gli impatti inibitori più efficaci. L’estratto di metanolo dal chiodo di garofano ha mostrato inibizione contro i microrganismi (diametro delle zone di inibizione (DIZs): 8-24 mm) testato tranne K. pneumoniae . L’estratto di acetone ha mostrato inibizione contro i microrganismi (DIZs: 8-18 mm) testato tranne R. rubra e K. pneumoniae . L’estratto di acetato di etile ha mostrato solo attività antibatterica contro B. megaterium (DIZ: 7 mm). Liang et al.[28] hanno osservato le attività antimicrobiche di sette spezie, e diverse concentrazioni di estratti e di OE in ogni spezia sono state utilizzate per testare gli effetti sulla crescita di microrganismi di deterioramento nel sidro di mele in base al numero totale di piastre. I prodotti a base di chiodi di garofano hanno mostrato le più forti attività antimicrobiche rispetto alle altre spezie testate. Quasi sette log di riduzione dei microrganismi sono stati osservati a 0,8% v/v nel sidro per l’olio di chiodi di garofano e 2% w/w per la polvere di chiodi di garofano a temperatura ambiente. Badhe et al.[29] hanno testato le attività antimicrobiche di molte spezie e polveri di erbe contro S. aureus, S. typhimurium, E. coli e B. cereus a temperatura refrigerata (8 ± 2 °C) per intervalli di 0, 3, 6, 12, 24 e 48 ore. I risultati indicano che alla concentrazione del 2%, la polvere di chiodi di garofano ha mostrato il massimo effetto su S. aureus seguito da E.coli e S. typhimurium, e a 24 h in refrigerazione, la polvere di chiodi di garofano ha portato ad una significativa riduzione del conteggio dei batteri.

2.3. 2.3. L’applicazione del chiodo di garofano come agente antimicrobico negli imballaggi alimentari

Il chiodo di garofano EO e i suoi estratti funzionali sono stati incorporati nelle pellicole, le cui attività antimicrobiche sono state valutate in alcuni studi. In uno studio, il chitosano ad alta, moderata e bassa massa molecolare è stato elaborato con pellicole antimicrobiche che sono state incorporate con LE ed estratti di due spezie[30]. Poi gli effetti antimicrobici delle pellicole sono stati studiati su E. coli, S. typhimurium, S. aureus, B. cereus e L. monocytogenes. Le pellicole preparate con chitosano a bassa massa molecolare con il 2% di EO e l’estratto di etil eptanoato di chiodi di garofano hanno mostrato attività antimicrobiche contro la maggior parte dei ceppi testati. In un altro studio, i ricercatori hanno testato le attività antimicrobiche delle OE e degli estratti funzionali di cumino, chiodi di garofano ed elettrano contro E. coli, S. typhimurium, B. cereus, S. aureus e L. monocytogenes determinando i MIC e gli MBC[31]. Hanno anche valutato l’attività antibatterica dei film commestibili preparati dalle LE e degli estratti funzionali di spezie a base di polimeri di chitosano contro gli stessi batteri determinando i DIZ. Il chiodo di garofano EO ha mostrato i migliori effetti inibitori con un MIC di 500 mg/L su tutti i batteri testati, gli estratti di chiodo di garofano hanno mostrato MIC molto simili a quelli dell’EO, ad eccezione dell’estratto etil caproato di chiodo di garofano contro L. monocytogenes (MIC di 750 mg/L) e dell’estratto etil eptanoato di chiodo di garofano contro B. cereus (MIC di 250 mg/L). Tra i film di chitosano aggiunti con LE, solo il chiodo di garofano ha mostrato zone di inibizione di tutti i batteri testati ad eccezione di L. monocytogenes. L’estratto di eptanoato di etile della pellicola di chiodi di garofano possedeva anche attività antibatteriche contro tutti i batteri testati, più deboli di quelli della EO del chiodo di garofano. Liu et al.[32] hanno valutato le attività antimicrobiche degli EO delle spezie contro le popolazioni microbiche nella carne di maiale refrigerata conservata nella confezione antimicrobica della pellicola di PE utilizzando il metodo di diffusione su disco per determinare le DIZ e il test di diluizione seriale per determinare le MIC. La LE di chiodi di garofano è stata la più efficace contro i microrganismi testati tra tutte le LE di spezie testate. Le MIC di chiodi di garofano EO sono risultate rispettivamente dello 0,10%, 0,10% e 0,30% v/v contro Enterobacteriaceae, S. aureus e Pseudomonas sp. Spice EOs possedeva la capacità di diminuire il numero di popolazioni di spoilage, ma non la diversità delle specie di microbiota spoilage.

Collettivamente, le LE di chiodi di garofano e gli estratti potrebbero prevenire contro il deterioramento di alcuni alimenti e gli agenti patogeni di origine alimentare(Tabella 1), in particolare i batteri Gram-positivi. I MIC del chiodo di garofano erano meno del 2,5% contro i microrganismi testati come P. fluorescens, S. typhimurium, E. coli, B. cereus e L. innocua. In generale, le qualità delle carte citate sono buone e i risultati sono affidabili.

3. Origano

L’origano(Origanum vulgare), appartenente alla famiglia delle Lamiaceae, è stato usato a lungo come condimento e aromatizzante. I principali componenti associati alle attività antimicrobiche dell’origano EO sono stati dimostrati essere il carvacrolo e il timolo[33].

3.1. 3.1. Attività antimicrobiche dell’origano

Babacan et al.[34] hanno valutato le attività antimicrobiche dell’estratto di origano contro vari sierotipi di Salmonella valutando la crescita batterica con il metodo della diffusione su disco. I risultati hanno mostrato che le DIZ di origano erano rispettivamente di 15, 19 e 16 mm per Salmonella gallinarum(S. gallinarum), Salmonella enteritidis(S. enteritidis) e S. typhimurium. Santoyo et al.[35] hanno osservato le attività antimicrobiche di frazioni di origano ricche di OE che sono state selettivamente precipitate nel secondo separatore in diverse condizioni contro sei ceppi di microrganismi(S. aureus, Bacillus subtilis(B. subtilis), E. coli, P. aeruginosa, C. albicans e Aspergillus niger(A. niger)), utilizzando i metodi di diffusione su disco e di diluizione del brodo. I risultati hanno mostrato che tutte le frazioni di estrazione dei fluidi supercritici hanno mostrato effetti antimicrobici sui microrganismi testati, e la frazione più efficiente è stata ottenuta con il 7% di etanolo a 150 bar e 40 °C. De Souza et al.[36] hanno valutato gli effetti del riscaldamento (alle temperature di 60, 80, 100 e 120 °C, con una durata di 1 h per ciascuno) sulle attività antimicrobiche dell’origano EO contro 9 ceppi di microrganismi (C. albicans , Candida krusei ( C. krusei), Candida tropicalis (C. tropicalis), B. cereus, E. coli, S. aureus, Yersinia enterocolitica(Y. enterocolitica), S. enterica, e Serratia marcescens (S.marcescens)), utilizzando la procedura di diffusione in mezzo solido. I risultati hanno indicato che il trattamento termico non ha mostrato effetti significativi sulle attività antimicrobiche dell’EO, con le DIZ e MIC di EO riscaldate vicine a quelle di EO mantenute a temperatura ambiente (MIC che vanno da 10 a 40 μL/mL).

L’origano potrebbe legarsi agli steroli nelle membrane fungine dei ceppi di C. albicans[37], ma i meccanismi esatti di azione su altri microrganismi devono essere ulteriormente studiati. Il carvacrolo, uno dei principali componenti dell’origano, potrebbe interagire con le membrane cellulari modificando la permeabilità per i piccoli cationi[38]. Poiché i composti chimici presenti nell’OE e negli estratti di origano sono complessi, potrebbero inibire i microrganismi attraverso diversi bersagli cellulari.

3.2. 3.2. Confronto delle attività antimicrobiche dell’origano e di altre spezie

Ozcan et al.[39] hanno studiato le attività antimicotiche di quattro decotti di spezie contro sei muffe(Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli, Macrophomina phaseoli(M. phaseoli), Botrytis cinerea (B. cinerea), Rhizoctonia solani(R. solani), Alternaria sol ani (A. solani), e Alternaria parasiticus (A.parasiticus)). I risultati hanno mostrato che la crescita miceliale è stata inibita al 100% dal 10% di decotto di origano nel terreno di coltura. Ai-Turki et al.[40] hanno testato le attività antimicrobiche di estratti acquosi di quattro piante contro E. coli e B. subtilis utilizzando il metodo di diffusione su disco. L’estratto di origano ha mostrato i migliori effetti antibatterici su due batteri rispetto ad altri tre estratti di spezie, e B. subtilis ha mostrato una maggiore sensibilità rispetto all’E. coli. Marques et al.[41] hanno valutato le attività antimicrobiche delle LE di origano e maggiorana contro S. aureus isolato dalla carne di pollame con il metodo della diffusione su disco, e i MIC e MBC sono stati testati con la tecnica della microdiluizione. Tutti i ceppi di S. a ureus erano suscettibili alle LE di origano con le MIC che vanno da 6,25 a 25 μL/mL, ma quattro degli isolati erano resistenti all’ampicillina e uno era resistente alla tetraciclina. Bozin et al.[42] ha studiato le attività antimicrobiche di 3 spezie EO contro 13 ceppi batterici utilizzando il metodo di diffusione dell’agar hole-plate e 6 funghi con la tecnica della microdiluizione. I risultati hanno indicato che le attività antibatteriche più efficaci sono state espresse dall’origano EO, anche su ceppi multiresistenti di P. aeruginosa e di E. coli. Viuda-Martos et al.[43] hanno studiato le attività antimicrobiche delle OE da sei spezie contro sei batteri(Lactobacillus curvatus(L. curvatus), Lactobacillus sakei(L. curvatus).sakei), Staphylococcus carnosus(S. carnosus), Staphylococcus xylosus(S. xylosus), Enterobacter gergoviae (E. gergoviae) e Enterobacter amnigenus (E.amnigenus)), utilizzando il metodo di diffusione su disco. L’origano EO è stato il più efficace contro i batteri testati, con DIZ che vanno da 35,29 mm(S. xylosus) a 57,90 mm(E. amnigenus). Santurio et al.[44] hanno riportato le attività antimicrobiche delle OE di otto spezie contro i ceppi di E. coli isolati dalle feci di pollame e bovini, determinando le MIC con la tecnica della microdiluizione del brodo. I risultati hanno mostrato che il più efficace contro tutti i ceppi di E. coli nello studio era l’origano EO. Khosravi et al.[45] hanno studiato le attività antimicotiche di Artemisia sieberi e origano EOs contro la Candida glabrata(C. glabrata) isolata da pazienti con candidosi vulvovaginale determinando le MIC e le concentrazioni minime fungicide (MFC), utilizzando il metodo della macrodiluizione in brodo. I risultati hanno indicato che le LE hanno inibito tutti gli isolati di C. glabrata testati in funzione della concentrazione, con le MIC che vanno da 0,5 a 1100 μg/mL (media: 340,2 μg/mL) per l’origano. Dal Pozzo et al.[46] hanno studiato le attività antimicrobiche di 7 spezie EO, e alcuni costituenti della maggioranza di queste spezie come il carvacrolo, timolo, cinnamaldeide e cineolo contro 33 Staphylococcus spp. isolati da branchi di capre da latte, determinando le MIC e MBC con il metodo della microdiluizione del brodo. L’origano e il timo possedevano attività antimicrobiche altrettanto forti tra le LE. Santos et al.[47] hanno valutato le attività antimicrobiche di quattro spezie contro diversi batteri come S. aureus ed E. coli isolati da vongole e batteri standard ATCC (American Type Culture Collection): E. coli, S. aureus e Salmonella choleraesuis(S. choleraesuis), determinando i MIC con il test di diffusione. L’origano e i chiodi di garofano hanno presentato attività antimicrobiche contro tutti i batteri testati, ma l’origano ha presentato DIZ più grandi di 26,7 mm(E. coli) e 29,3 mm(S. aureus). Hyun et al.[48] hanno testato gli effetti antibatterici di varie LE di spezie, tra cui l’origano, sui microrganismi mesofili totali nei prodotti (lattuga a foglia fresca e germogli di ravanello) utilizzando il metodo dell’immersione. Una specie di origano (negli USA) di OE ha mostrato i migliori effetti sul mantenimento dei livelli ridotti di microrganismi mesofili totali nella lattuga a foglia fresca e nei germogli di ravanello rispetto al controllo.

3.3. L’applicazione dell’origano come agente antimicrobico negli imballaggi alimentari

Gli effetti antimicrobici delle PO pure di quattro spezie e delle pellicole di chitosano su L. monocytogenes e E. coli sono stati valutati in vitro mediante test di diffusione dell’agar[49]. Le attività antimicrobiche delle sole LE e incorporate nei film erano simili seguendo l’ordine: origano >> coriandolo > basilico > anice. Quando sono stati utilizzati in campioni di mortadella inoculati a 10 °C e conservati per cinque giorni, i film di chitosano puro hanno portato a una riduzione di 2 log di L. monocytogenes, 3,6-4 log di L. monocytogenes e 3 log di E. coli sono stati osservati in film incorporati con 1% e 2% di origano EO.

Tutti gli studi di cui sopra sono di buona qualità, e l’origano ha mostrato una forte attività antimicrobica contro ceppi di microrganismi come lo Staphylococcus spp. e gli isolati di S. aureus con DIZ più grandi e MIC più bassi, MBC e MFC rispetto a diverse altre spezie(Tabella 2). Gli studi futuri potrebbero concentrarsi sull’applicazione dell’origano e delle sue PO nell’industria alimentare, e anche sulle possibili modalità d’azione.

4. Timo

Il timo(Thymus vulgaris), appartenente alla famiglia delle Lamiaceae, è un sottobosco originario della regione del Mediterraneo occidentale. Il timo è ampiamente usato come spezia per aggiungere un sapore speciale agli alimenti. In studi recenti, il timo è stato trovato in possesso di attività antimicrobiche efficienti ed è stato utilizzato in alcuni alimenti per prolungare la durata di conservazione[50].

4.1. 4.1. Attività antimicrobiche del timo

Uno studio ha valutato le attività antimicrobiche del timo EO contro batteri(B. subtilis, S. aureus, Staphylococcus epidermidis(S. epidermidis), P. aeruginosa, E. coli e Mycobacterium smegmatis (M. smegmatis)) e ceppi fungini(C. albicans e Candida vaginalis)[51]. Il timo EO ha mostrato un’efficace attività battericida e antimicotica contro i ceppi di microrganismi testati con MIC che vanno da 75 a 1100 μg/mL per i batteri e da 80 a 97 μg/mL per i funghi. In un altro studio, le LE ottenute dal timo raccolto in quattro stadi ontogenetici sono state testate per le loro attività antibatteriche contro nove ceppi di batteri Gram-negativi e sei ceppi di batteri Gram-positivi utilizzando il metodo della bioimpedenza per testare le attività batteriostatiche e la tecnica del conteggio delle piastre per studiare gli effetti inibitori per contatto diretto[52]. I risultati hanno indicato che tutte le LE di timo avevano una significativa attività batteriostatica contro i microrganismi testati. Inoltre, le attività antimicrobiche delle LE di quattro specie di timo(T. vulgaris, T . serpyllum, T. pulegioides e T. glabrescens) sono state determinate con il metodo di diffusione dell’agar[53]. T. vulgaris e T. serpyllum EOs sono stati i più efficienti in quanto hanno inibito tutti i batteri testati(P. aeruginosa, Cronobacter sakazakii(C. sakazakii), L. innocua, e Streptococcus pyogenes (S. pyogenes)) e lieviti(C. albicans e Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae)) sia a concentrazioni originali che semidiluite. P. aeruginosa, L. innocua e S. pyogenes erano altamente e ugualmente sensibili agli oli di timo, mentre C. sakazakii mostrava una sensibilità limitata, e la sensibilità dei due ceppi di lievito era simile a quella di C. sakazakii, ma S. cerevisiae era un po’ più sensibile di C. albicans.

Il principale composto attivo del timo è il timolo, che esercitava la sua azione antimicrobica legandosi alle proteine delle membrane tramite legami idrofobici e idrogeno, e modificando quindi la permeabilità delle membrane[20]. Il timolo ha anche diminuito il contenuto intracellulare di adenosina trifosfato (ATP) di E. coli e ha aumentato l’ATP extracellulare, che potrebbe disturbare la funzione delle membrane plasmatiche[54]. Poiché è stato dimostrato che il timolo agisce in modo diverso contro i batteri Gram-positivi e Gram-negativi[20], i meccanismi esatti dell’azione antimicrobica dovrebbero essere ulteriormente studiati.

4.2. 4.2. Confronto delle attività antimicrobiche del timo e di altre spezie

Al-Turki et al.[55] hanno riportato le attività antibatteriche degli idrosolubili di timo, menta piperita, salvia, pepe nero e aglio contro B. subtilis e S. enteritidis, utilizzando il metodo di diffusione su disco di agar. L’idrosol di timo ha dimostrato effetti inibitori più significativi su B. sub tilis e S. ent eritidis rispetto agli idrosol di salvia, menta piperita e pepe nero, con i DIZ medi di 20 mm per B. subtilis e 15 mm per S. enteritidis. Secondo un altro studio, gli effetti antimicrobici dei sei idrosoli vegetali su S. aureus, E. coli, S. typhimurium, P. aerugenosa e C. albicans sono stati testati determinando le zone di crescita microbica su piastre di agar hydrosol e piastre di agar di controllo[56]. I risultati hanno mostrato che al 15% di hydrosol di timo inibisce completamente l ‘E. coli e S. typhimurium, ma C. albicans è inattivo rispetto agli idrosol. Girova et al.[57] hanno valutato le attività antimicrobiche di cinque OE vegetali contro i microrganismi psicrofici(P. fluorescens, Pseudomonas putida(P. putida), P. fragi, B. thermosphacta, e C. albicans) isolati da prodotti a base di carne refrigerata viziata e da alcuni ceppi di riferimento(P. putida). fluorescens ATCC 17397, P. putida NBIMCC (Banca nazionale per i microrganismi industriali e le colture cellulari) 561, P. aeruginosa ATCC 9027, e C. albicans ATCC 10231) utilizzando il metodo della diffusione su disco e della diluizione seriale del brodo. I risultati hanno indicato che gli effetti antimicrobici delle PO erano uguali a 37 °C e 4 °C. Timo OE ha mostrato le più alte attività antimicrobiche con i MIC che vanno da 0,05% a 0,8% w / v. Hajlaoui et al.[58] hanno osservato le attività anti-Vibrioalginolyticus(V. alginolyticus) di cinque piante aromatiche OE utilizzando il test di diffusione del pozzo di agar, e le MIC e MBC sono stati esaminati utilizzando il metodo di microdiluizione del brodo di suscettibilità. Timo EO è stato dimostrato di essere il più efficiente contro 13 ceppi V. alg inolyticus rispetto a 4 altri 4 EO, con gli intervalli di MICs di 0,078-0,31 mg / ml e MBCs intervalli di 0,31-1,25 mg / ml. Inoltre, Viuda-Martos et al.[59] hanno valutato l’inibizione della crescita di alcuni indicatori di ceppi batterici di spoilage(L. innocua, S. marcescens, e P. fluorescens) e gli effetti di concentrazione di cinque spezie EOs utilizzando il metodo di diffusione del disco di agar. Solo la PO di timo ha mostrato effetti inibitivi su tutti i batteri testati a tutte le dosi aggiunte (100%, 50%, 25%, 12,5% e 5%). Aliakbarlu et al.[60] hanno valutato le attività antibatteriche delle OE di timo, Thymus kotschyanus, Ziziphora tenuior, e Ziziphora clinopodioides, contro due batteri Gram-positivi(B. cereus e L. monocytogenes) e due batteri Gram-negativi(S. typhimurium e E. coli), utilizzando il test di diffusione su disco di agar e di diluizione a micropozzetti. L’EO del timo ha mostrato le più alte attività antibatteriche, con le più ampie zone di inibizione e le più basse MIC (0,312-1,25 μL/mL), e B. cereus è stato il batterio più sensibile testato. Hyun et al.[48] hanno studiato gli effetti antibatterici di diverse LE su 18 batteri patogeni e 15 batteri di spoilage tramite il test di diffusione su disco di agar. I risultati hanno mostrato che il timo-1(T. vulgaris) EO e il timo-2(T. vulgaris ct linalolo) EO esercitavano la più alta attività antibatterica contro 18 ceppi di batteri patogeni rispetto ad altre spezie, ad eccezione della P. aeruginosa. Il Timo-1 EO ha anche dimostrato i migliori effetti antibatterici sui batteri del deterioramento. Inoltre, gli effetti antimicrobici di 17 spezie ed erbe contro i ceppi di Shigella sono stati testati in un altro studio[61]. Le MIC sono state determinate con il metodo di diluizione dell’agar con spezie ed erbe macinate essiccate aggiunte al brodo e all’agar, e i risultati hanno mostrato che le MIC del timo erano dello 0,5-1% p/vper i ceppi di Shigella. Lo studio ha anche utilizzato varie combinazioni di temperature (12, 22 e 37 °C), valori di pH (5,0, 5,5 e 6,0) e concentrazioni di NaCl (1%, 2%, 3% e 4% p/v ), e l’inclusione o l’esclusione di timo o basilico all’1% p/vin un sistema di modello di agar Mueller-Hinton per testare gli effetti inibitori di timo e basilico. In presenza di timo, Shigella flexneri(S. flexneri) non ha sviluppato unità di formazione del colon (CFU) durante il periodo di incubazione di sette giorni per 16 delle 18 combinazioni testate.

Alcuni studi hanno confrontato le attività antimicrobiche di diversi estratti di timo. Martins et al.[62] hanno valutato e confrontato le attività antimicrobiche dell’infusione, del decotto e degli estratti idroalcolici preparati a partire dal timo contro S. aureus, S. epidermidis, E. coli, Klebsiella spp., P. aeruginosa, Enterobacter aerogenes(E. aerogenes), Proteus vul garis (P. vulgaris) e Enterobacter sakazakii (E.sakazakii) utilizzando il test dell’alone di diffusione del disco. Per le specie Gram-positive, estratti di timo presentato solo l’attività contro S. epidermidis, e l’estratto idroalcolico ha mostrato una minore attività antibatterica rispetto agli estratti di decotto e infusione, che ha mostrato le attività simili. Per le specie Gram-negative, gli estratti di timo hanno mostrato attività antimicrobiche nell’ordine di E. coli > P. vulgaris , P. aeruginosa > E. aerogenes = E. sakazakii ; il decotto e gli estratti idroalcolici hanno avuto effetti simili contro i batteri tranne P. aeruginosa , mentre l’attività più bassa è stata osservata negli estratti per infusione. Inoltre, sono stati valutati gli effetti antimicotici degli estratti di timo EO, idrosol e propoli sul micobiota naturale sulla superficie del sucuk[63]. I risultati hanno mostrato che il sorbato di potassio (15% w/v, in acqua), il timo EO (10 mg/mL, in dimetilsolfossido) e l’estratto di propoli (50 mg/mL, in dimetilsolfossido) hanno ridotto di 4,88, 2,45 e 2,05 log CFU/g nel conteggio dei lieviti rispetto all’acqua sterile, rispettivamente.

Aman et al.[64] hanno analizzato le frazioni polifenoliche e le frazioni di olio di semi oleosi di 4 spezie, tra cui il timo, per la loro attività antimicrobica contro 35 ceppi batterici. I risultati hanno mostrato che le frazioni di olio di tutti i semi oleosi di tutte le spezie erano più attive delle loro frazioni polifenoliche, e la frazione di olio di timo aveva la più alta attività antibatterica rispetto ad altri semi oleosi di spezie. Aznar et al.[65] hanno studiato la crescita della Candida lusitaniae(C. lusitaniae) su diverse concentrazioni di nisina (0,1-3 mmol/L), timolo (0,02-1,5 mmol/L), carvacrolo (0.02-1 mmol/L), o cimene (0,02-3 mmol/L) in brodo (pH = 5, 25 °C), e anche valutato l’attività inibitoria del timolo contro C. lusitaniae nel succo di pomodoro. Timolo, carvacrolo, e cimene totalmente inibito la crescita del lievito per più di 21 giorni a 25 ° C quando le concentrazioni erano superiori a 1 mmol / L. Rispetto al controllo senza timolo, l’attività del timolo contro C. lusitaniae nel succo di pomodoro è stata significativa.

In conclusione, i risultati ottenuti da una serie di indagini con buona qualità hanno indicato che il timo possedeva attività antimicrobiche efficaci contro diversi batteri e funghi patogeni e di deterioramento, come S. aureus e E. coli, con un basso MIC (≤1100 μL/mL) (Tabella 3).

5. Cannella

La cannella(Cinnamomum zeylanicum), appartenente alla famiglia delle Lauraceae, è ampiamente applicata in piatti salati, sottaceti e zuppe[66]. Cinnamaldeide, acetato di cinnamile e alcol cinnamilico sono i tre principali composti della cannella[67]. Grazie alle sue attività antimicrobiche, la cannella è usata anche nei cosmetici o nei prodotti alimentari[11], ed è anche usata come agente di promozione della salute per trattare malattie come le infiammazioni, i disturbi gastrointestinali e le infezioni urinarie[68,69].

5.1. 5.1. Attività antimicrobiche della cannella

Le attività antimicrobiche della cannella sono state valutate in alcuni studi. Gupta et al.[70] hanno confrontato le attività antimicrobiche dell’estratto di cannella (50% di etanolo) e dell’EO contro 10 batteri e 7 funghi con il metodo di diffusione del pozzo di agar. La cannella EO è risultata più efficace dell’estratto di cannella contro i microrganismi testati, con i MIC che vanno dall’1,25% al 5% v/v. La cannella OE ha esercitato il più forte effetto su B. cereus tra i batteri, e Rhizomucor sp. tra i funghi. L’estratto di cannella ha mostrato le più alte attività contro B. cereus tra i batteri, e Penicillium sp. tra i funghi. Ceylan et al.[71] hanno testato gli effetti antibatterici di cannella, benzoato di sodio, sorbato di potassio e le loro combinazioni su E. coli a 8 e 25 °C nel succo di mela. I risultati hanno mostrato che lo 0,3% p/v di cannella ha fornito una riduzione di 1,6 log CFU/mL su E. coli a 8 °C e una riduzione di 2,0 log CFU/mL a 25 °C. La cannella ha avuto effetti sinergici con il benzoato di sodio e il sorbato di potassio sull’E. coli a 8 e 25 °C. Recentemente, gli effetti anti-biofilm della cannella EO e della cannella incapsulata in liposomi su S. aureus resistente alla meticillina (MRSA) sono stati valutati in uno studio mediante microscopia elettronica a scansione e analisi microscopiche confocali a scansione laser[72]. La cannella EO possedeva un’efficace attività antibatterica e un’importante attività anti-biofilm contro l’MRSA. In presenza di liposomi, la stabilità e il tempo di azione della cannella EO sono stati ulteriormente migliorati.

Il componente principale della cannella, la cinnamaldeide, possiede effetti antimicrobici sui microrganismi, in quanto inibisce la biosintesi della parete cellulare, la funzione di membrana e le attività enzimatiche specifiche. Obiettivi cellulari più specifici della cinnamaldeide devono ancora essere studiati in dettaglio[73].

5.2. 5.2. Confronto delle attività antimicrobiche della cannella e di altre spezie

Mvuemba et al.[74] hanno valutato gli effetti inibitori degli estratti acquosi di quattro spezie (cannella, zenzero, noce moscata e rafano) sulla crescita miceliale di vari agenti patogeni del deterioramento(A. niger, Fusarium sambucinum(F. sambucinum), Pythium sulcatum (P. sulcatum) e Rhizopus stolonifera (R. stolonifera)). Alla concentrazione di 0,05 g/mL, estratto di cannella totalmente inibito A. niger e P. sulcatum, mentre a livello di 0,10 e 0,15 g/mL F. sambucinum e R. stolonifera sono stati completamente inibiti, rispettivamente. Un altro studio condotto da Wang et al.[75] ha testato gli effetti antibatterici di cinque estratti acquosi vegetali su cinque batteri(S. aureus, Lactobacillus sp., B. thermosphacta, Pseudomonas spp. e E. coli) con il metodo del conteggio aerobico delle piastre e della diffusione su disco. L’estratto acquoso di cannella è stato l’unico ad inibire tutti i microrganismi testati alla concentrazione dell’1% w/v. Gli effetti inibitori sono stati più forti con l’aumento delle concentrazioni di estratto dall’1% al 5% p/v. Allo stesso modo, sono state testate le attività antimicrobiche degli idrosol di sei spezie (basilico, chiodi di garofano, cardamomo, cannella, senape e timo) contro cinque microrganismi(S. aureus, E. coli, S. typhimurium, P. aeruginosa e C. albicans)[56]. La percentuale di inibizione dell’idrosol di cannella è stata del 10-33,8% al 5% v/vhydrosol, del 10-66,5% al 10% v/v hydrosol, e del 10-100% al 15% v/v hydrosol contro i microrganismi testati tranne C. albicans. Inoltre, S. aureus era il ceppo più sensibile all’idrosol di cannella, mentre P. aeruginosa era il ceppo meno sensibile. Agaoglu et al.[76] hanno esaminato le attività antimicrobiche degli estratti di etere dietilico di sei spezie utilizzate nei prodotti a base di carne contro otto ceppi di batteri(S. aureus, K. pneumoniae, P. aeruginosa, E. coli, Enterococcus faecalis(E. faecalis), M. smegmatis, Micrococcus luteus (M. luteus) e C. albicans), attraverso la diffusione del disco. Tra tutte le spezie testate, solo la cannella esercitava attività inibitorie contro tutti i microrganismi testati. S. aureus e C. albicans erano i più sensibili alla cannella, mentre l ‘E. coli era il meno sensibile. Keskin et al.[27] hanno studiato gli effetti antimicrobici dell’acetato di etile, dell’acetone e degli estratti di metanolo di 12 specie di piante su 8 specie di batteri e 2 specie di funghi utilizzando il test del disco. L’estratto di metanolo della cannella ha esercitato effetti antimicrobici su tutti i microrganismi testati, mentre l’estratto di acetato di etile ha mostrato inibizione contro i microrganismi testati tranne P. aeruginosa e R. rubra, e l’estratto di acetone ha mostrato inibizione contro i microrganismi testati tranne R. rubra. Revati et al.[77] hanno esplorato le attività antimicrobiche di sette estratti di etanolo di spezie indiane contro gli Enterococchi (compresi 215 ceppi enterococchi) isolati da campioni clinici umani con il metodo di diffusione a pozzo di agar. L’estratto di etanolo grezzo di cannella è stato il più efficace contro tutti gli isolati clinici di Enterococchi, con i DIZ che vanno da 31 a 34 mm. Inoltre, le attività antimicrobiche di 8 OE di spezie contro 6 specie batteriche e 10 specie fungine sono state testate in uno studio con il saggio di diffusione su disco e le MIC sono state determinate con il test di diluizione dell’agar[78]. Cannella EO possedeva i più forti effetti di inibizione su tutti i microrganismi testati tra tutte le spezie esaminate con gli intervalli di MICs di 0,015-2,0 mg/mL. Rispetto ai batteri, i funghi erano più sensibili alla cannella EO.

Collettivamente, tutti gli studi citati con buona qualità hanno dimostrato che la cannella ha mostrato attività antimicrobiche che coprono una vasta gamma di specie, come MRSA e A. niger, a basse MIC(Tabella 4), indicando che la cannella ha un grande potenziale per fornire benefici per la salute attraverso l’applicazione nell’industria alimentare.

6. Cumino

Il cumino(Alluminio cyminum) è una pianta aromatica appartenente alla famiglia delle Apiaceae. Il cumino è stato usato fin dall’antichità come ingrediente negli alimenti in Medio Oriente, e i semi di cumino sono stati a lungo utilizzati come antisettico e disinfettante in India[80]. Cuminaldeide, cimene e terpenoidi sono i principali costituenti bioattivi del cumino EOs[81].

6.1. 6.1. Attività antimicrobiche del cumino

In uno studio, le attività antimicrobiche del cumino EO contro E. coli, S. aureus, S. faecalis, P. aeruginosa e K. pneumoniae sono state studiate con metodi di diffusione e diluizione dell’agar[81]. E. coli, S. aureus e S. faecalis erano sensibili a varie diluizioni di EO di cumino, mentre P. aeruginosa e K. pneumoniae erano resistenti. In un altro studio, sono state testate le attività antimicotiche dei semi di cumino EO contro 1230 funghi isolati da campioni di cibo[82]. L’EO era fungicida per la maggior parte delle specie fungine ed esercitava un ampio spettro di tossicità fungina a MIC (0,6 μL/mL) contro tutti i 19 ceppi di funghi di origine alimentare ad eccezione di R. stolonifer. Inoltre, Abd El Mageed et al.[83] hanno esplorato gli effetti delle microonde sulla EO dei semi di cumino sulle sue attività antimicrobiche contro E. coli, S. aureus, P. aeruginosa, A. niger, A. parasiticus e C. albicans utilizzando il metodo di diffusione su disco. Sia gli oli di cumino arrostiti a microonde che quelli convenzionali (da forno) hanno avuto effetti antimicrobici simili sui microrganismi testati e sono stati più efficaci di quelli degli oli grezzi. Reza et al.[80] hanno studiato gli effetti dell’irradiazione ã-irradiazione (10 e 25 kGy) sulle attività antibatteriche del cumino contro E. coli, P. aeruginosa , B. cereus, e S. aureus , con il metodo di diffusione del pozzo di agar e il metodo di diffusione su disco. I risultati hanno indicato che il cumino EO esercitava effetti antibatterici sui batteri testati, e ã-irradiazione (10 e 25 kGy) ai semi di cumino non ha avuto effetti significativi sulle attività antimicrobiche del cumino.

6.2. 6.2. Confronto tra le attività antimicrobiche del cumino e di altre spezie

Chaudhry et al.[84] hanno determinato gli effetti antibatterici di infusi acquosi e decotti acquosi di 3 spezie su 188 batteri di 11 generi isolati dal cavo orale di individui apparentemente sani, mediante il test di diffusione del disco. Il decotto acquoso di cumino possedeva la più alta attività antimicrobica per questo ha mostrato effetti inibitori sul 73% dei ceppi batterici testati. Cumino EO è stato anche più efficace di alcune spezie EO come riportato. Iacobellis et al.[85] hanno valutato le attività antimicrobiche delle LE di cumino e Carum carvi L. contro l’E . coli e i generi Pseudomonas, Clavibacter, Curtobacterium, Rhodococcus, Erwinia, Xanthomonas, Ralstonia e Agrobacterium utilizzando il test di diffusione dell’agar. Il cumino EO ha mostrato effetti antibatterici sia sui batteri Gram-positivi che Gram-negativi ad eccezione dello Pseudomonas viridiflava, che è risultato resistente a 8 μL EO, il livello più alto testato. Ozcan et al.[86] hanno esaminato le attività antimicrobiche di nove spezie EO a tre concentrazioni (1%, 10% e 15% v/v) contro S. typhimurium, B. cereus, S. aureus, E. faecalis, E. coli. Y. enterocolitica, S. cerevisiae, Candida rugosa, Rhizopus oryzae e A. niger. I risultati hanno dimostrato che il cumino EO è efficace contro tutte le specie batteriche testate, così come contro S. cerevisiae e Candida rug osa tra i funghi. Stefanini et al.[87] hanno analizzato le attività antimicrobiche delle LE delle spezie (semi di finocchio, aneto, cumino e coriandolo) determinando le DIZ. I risultati hanno indicato che il cumino era efficace contro E. coli, P. aeruginosa e Salmonella sp. con DIZs di 18, 10 e 23 mm, rispettivamente. In un altro studio, le attività antimicrobiche delle LE di sei spezie contro L. curvatus, L. sakei, S. carnosus, S. xylosus, E. gergoviae ed E. amnigenus sono state valutate utilizzando il metodo di diffusione del disco di agar[43]. Il cumino EO è stato il secondo efficace contro i batteri testati con DIZ che vanno da 31,23 mm(L. sakei) a 38,17 mm(E. gergoviae). Inoltre, un altro studio ha valutato le attività antimicrobiche delle LE di cinque spezie contro diverse specie di microrganismi con il metodo della diffusione discale e ha discusso i possibili effetti in vitro tra piante e antibiotici[88]. Il cumino ha inibito tutti i batteri e i funghi testati. L’applicazione di cumino con gentamicina, cefalotina e ceftriaxone ha mostrato effetti sinergici contro Pseudomonas pyocyaneus(P. pyocyaneus) e Aeromonas hydrophila(A. hydrophila), ma ha mostrato effetti antagonisti contro altri batteri testati. Allo stesso modo, le possibili interazioni sinergiche di alcune OE delle spezie sulle attività antibatteriche contro sei batteri di origine alimentare – B. cereus , L. monocytogenes, M. luteus, S. aureus, E. coli e S. typhimurium – sono state valutate con metodi di micro diluizione del brodo, titolazione a scacchiera e time-kill [89]. I risultati hanno mostrato che la combinazione di coriandolo e olio di semi di cumino ha mostrato interazioni sinergiche sulle attività antibatteriche.

Di conseguenza, il cumino ha avuto effetti antimicrobici su diversi microrganismi come E. coli, S. aureus, e S. faecalis a basse concentrazioni(Tabella 5). In futuro, i meccanismi dell’azione antimicrobica del cumino e dei suoi principali componenti – cumaldeide e cimene – su altri microrganismi dovrebbero essere ulteriormente studiati.

7. 7. Rosmarino

Il rosmarino(Rosmarinus officinalis), appartenente alla famiglia delle Lamiaceae, è un arbusto perenne dall’odore gradevole e cresce in tutto il mondo. Il rosmarino è stato utilizzato nei prodotti farmaceutici e nella medicina tradizionale, ed è stato anche usato come aromatizzante nei prodotti alimentari grazie al suo sapore desiderabile, alle attività antiossidanti e alle attività antimicrobiche[90,91].

7.1. Attività antimicrobiche del rosmarino

Tavassoli et al.[91] hanno riportato che il rosmarino EO ha soppresso Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus delbruekii, S. cerevisia e C. krusei. I risultati hanno indicato che il rosmarino EO ha mostrato maggiori effetti inibitori sui batteri (MIC: 0,5-1,5 mg/mL) rispetto ai lieviti. Bozin et al.[92] hanno identificato le attività antimicrobiche delle OE di rosmarino e salvia contro 13 ceppi batterici e 6 funghi con la tecnica della microdiluizione. Rispetto al bifonazolo, il rosmarino EO ha mostrato una migliore attività antimicotica soprattutto contro C. albicans, Trichophyton tonsurans(T. tonsurans), e Trichophyton rubrum a MICs inferiore (15,0-30,2 μL). Il rosmarino EO ha anche espresso importanti attività antibatteriche su E. coli, S. typhimurium, S. enteritidis e Shigella sonei. Weerakkody et al.[93] hanno confrontato gli effetti antibatterici degli estratti di sette spezie ed erbe su E. coli, S. typhimurium, L. monocytogenes e S. aureus con il test di diffusione del disco di agar e diluizione del brodo. I risultati di entrambi i metodi hanno indicato che l’estratto esano di rosmarino ha mostrato attività antibatteriche significativamente più elevate rispetto agli estratti di etanolo e acqua contro tutti i batteri testati tranne S. typhimurium con i MIC che vanno da 1,25 a 5,0 mg/mL.

7.2. Confronto delle attività antimicrobiche del rosmarino e di altre spezie

Inoltre, Krajcova et al.[94] hanno osservato le attività antimicrobiche di cinque estratti di etanolo vegetale contro B. cereus, E. coli, P. aeruginosa, S. aureus e L. monocytogenes utilizzando il metodo di diluizione e la descrizione delle curve di crescita dei batteri testati. L’estratto di rosmarino si è dimostrato il più efficace a tutte le concentrazioni (0,1%, 0,05%, 0,02% e 0,01% p/p). Alla concentrazione dello 0,01% in peso, l’estratto di rosmarino ha inibito solo la P. aeruginosa e l’E. coli, mentre le concentrazioni di estratto più elevate sono state efficaci contro tutti gli altri batteri. Zhang et al.[95] hanno esaminato gli effetti antimicrobici di 14 estratti di etanolo di spezie e delle loro miscele su L. monocytogenes, E. coli, P. fluorescens e L. sake utilizzando il test di diffusione del pozzo. Singolo estratto di rosmarino ha mostrato una forte attività antimicrobica, e la combinazione di estratti di rosmarino e liquirizia ha mostrato i migliori effetti inibitori su tutti i microrganismi testati. Kozlowska et al.[96] hanno testato le attività antimicrobiche degli estratti acquosi di 5 spezie contro 8 batteri Gram-positivi e 12 batteri Gram-negativi con il test di diffusione del disco. Il rosmarino ha mostrato i suoi effetti inibitori con uno spettro più ampio rispetto alle altre quattro spezie, in quanto i MIC erano 0,125-0,5 mg/mL per tutti i batteri Gram-positivi testati e 0,25-0,5 mg/mL per quattro batteri Gram-negativi. Weerakkody et al.[97] hanno studiato le attività antimicrobiche di due combinazioni di estratti contro L. monocytogenes e S. aureus e la microflora di deterioramento naturale su gamberi istantanei conservati per 16 giorni a 4 o 8 °C. Entrambe le combinazioni (galangal, rosmarino e limone; galangal e rosmarino) hanno diminuito significativamente i livelli di batteri aerobici e batteri lattici, ma non hanno mostrato effetti su L. monocytogenes o S. aureus. Azizkhani et al.[90] hanno valutato gli effetti antimicrobici del rosmarino, della menta e di una miscela di tocoferoli contro i microrganismi delle salsicce. L’applicazione del rosmarino ha inibito in modo significativo la crescita dei microrganismi e sono stati ottenuti i più bassi conteggi microbici in campioni contenenti sia rosmarino che menta, indicando i possibili effetti sinergici. Toroglu[88] ha valutato le attività antimicrobiche di cinque spezie PO con il metodo della diffusione su disco e ha discusso i possibili effetti delle piante e degli antibiotici. Il rosmarino ha avuto effetti antimicrobici su tutti i funghi e batteri testati. La combinazione di rosmarino EO e antibiotici cefalotina ha mostrato effetti sinergici su S. aureus, mentre la combinazione di rosmarino EO e antibiotici ceftriaxone non ha mostrato alcun effetto.

Soprattutto, i documenti citati sono di buona qualità e hanno indicato che il rosmarino EO e gli estratti sono stati trovati antimicrobici a bassa MIC contro alcuni batteri e funghi, soprattutto batteri Gram-positivi come S. a ureus(Tabella 6). Alcuni studi hanno indicato che il rosmarino ha mostrato effetti sinergici con alcune spezie e antibiotici come il galangal e la cefalotina. I meccanismi di azione antimicrobica sia del rosmarino che dei suoi principali componenti dovrebbero essere ulteriormente studiati.

8. Aglio

L’aglio(Allium sativum) appartiene alla famiglia delle Liliaceae[98]. Le attività antimicrobiche dell’aglio sono state riconosciute per molti anni, e il componente attivo è stato identificato come allicina, un tiosolfinato diallil tiosolfinato (2-propenil-2-propenetiolo solfonato)[99].

8.1. 8.1. Attività antimicrobiche dell’aglio

In uno studio, Sallam et al.[100] hanno esaminato gli effetti antimicrobici dell’aglio fresco, dell’aglio in polvere e dell’olio di aglio sui microrganismi della salsiccia di pollo cruda mediante il conteggio aerobico dei piatti. I materiali dell’aglio hanno mostrato attività antimicrobiche in tale ordine: aglio fresco > aglio in polvere > aglio in polvere > aglio in olio > idrossianisolo butilato. Un altro studio ha anche valutato le attività antimicrobiche delle polveri di aglio essiccate realizzate con diversi metodi di essiccazione contro S. aureus, E. coli, S. typhimurium, B. cereus e una coltura lattica mista contenente Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e Streptococcus thermophilus[99]. L’aglio fresco ha mostrato le attività più elevate, seguite da polvere liofilizzata. Il mantenimento dei componenti attivi responsabili delle attività antimicrobiche è stato influenzato principalmente dalla temperatura e dal tempo di essiccazione.

L’aglio tritato in concentrazioni comprese tra lo 0% e il 10% è stato studiato per gli effetti antimicrobici nella carne di manzo macinata (conservata a temperatura ambiente e in frigorifero) e nelle polpette di carne crude (conservate a temperatura ambiente), determinando la conta delle colonie di batteri mesofili aerobici totali, lieviti e muffe a 2, 6, 12 e 24 ore dopo la conservazione[101]. I risultati hanno indicato che l’aglio tritato ritardava la crescita di microrganismi nella carne macinata, che dipendeva dalle concentrazioni di aglio. L’aggiunta di aglio (5% o 10%) al mix di polpette crude ha ridotto il conteggio dei microrganismi, in termini di conteggio totale di batteri aerobici mesofili, lieviti e muffe.

Aglio EO penetrato le membrane cellulari e anche le menbrane di organelli come mitocondri, organelli danneggiati, e ha portato alla morte di C. albicans[102]. Inoltre, l’aglio EO ha indotto l’espressione differenziale di diversi geni critici, compresi quelli coinvolti nei processi di ossido-riduzione, e la risposta cellulare ai farmaci e la fame.

8.2. 8.2. Confronto delle attività antimicrobiche dell’aglio e di altre spezie

Alcuni studi hanno confrontato le attività antimicrobiche di diverse spezie. Indu et al.[103] hanno studiato gli effetti antimicrobici di 5 estratti di spezie su 20 sierogruppi di E. coli, 8 sierotipi di Salmonella, L. monocytogenes e A. hydrophila utilizzando il metodo del pozzo di agar e il metodo della carta da filtro. L’estratto di aglio ha mostrato una significativa attività antibatterica a tutte le concentrazioni (100%, 75%, 50% e 25%) contro tutti i microrganismi di prova ad eccezione di L. monocytogenes, e l’attività contro l’E. coli era linearmente dipendente con la concentrazione. Joe et al.[104] hanno riportato gli effetti antimicrobici degli estratti di etanolo di aglio, zenzero e pepe su K. pneumoniae, S. aureus, M. morgani, C. albicans, E. coli e P. vulgaris utilizzando il saggio su carta da filtro. L’estratto di aglio esercitava attività antibatteriche superiori a tutte le concentrazioni (1000, 1500 e 2000 ppm), specialmente contro P. vulgaris e M. morgani, e le attività erano una funzione lineare delle concentrazioni. Geremew et al.[105] hanno esaminato le attività antimicrobiche di sei estratti grezzi di spezie (acetone, etanolo ed estratti di esano) contro E. coli, S. aureus, S. flexneri e Streptococcus pneumoniae con il metodo di diffusione del pozzo di agar. L’aglio è stato il più efficace contro tutti gli agenti patogeni testati tranne S. flexneri. Tra i diversi estratti di solvente utilizzati, l’estratto di acetone di aglio ha mostrato la più alta attività antibatterica. Touba et al.[106] hanno testato le attività antimicrobiche di estratti grezzi di sette spezie contro tre agenti patogeni Roselle con la tecnica del cibo avvelenato. I risultati hanno indicato che l’estratto d’acqua fredda dell’aglio ha mostrato una buona attività antimicotica contro tutti e tre i funghi testati, mentre l’estratto d’acqua calda dell’aglio ha mostrato la migliore attività antimicotica. Nejad et al.[98] hanno riportato l’effetto antibatterico dell’estratto acquoso di aglio su S. aureus nell’hamburger. I campioni trattati con l’estratto acquoso di aglio sono stati conservati in frigorifero per una e due settimane, e sono stati congelati per uno, due e tre mesi, prima di essere testati dalla conta microbica. I campioni della prima e della seconda settimana sono stati significativamente ridotti di tutti gli estratti da 1, 2 e 3 ml, che sono stati aggiunti a 100 g di campioni di hamburger, rispettivamente, con estratti da 2 e 3 ml. Nel trattamento di campioni di uno, due e tre mesi, la crescita di S. aureus è stata significativamente ridotta dagli estratti da 2 e 3 ml. Al-Turki[55] ha esplorato le attività antimicrobiche di cinque idrosol di spezie (timo, menta piperita, salvia, pepe nero e aglio) contro B. subtilis e S. enteritidis utilizzando il metodo di diffusione su disco di agar. L’idrosol dell’aglio ha mostrato una maggiore attività antibatterica contro B. subtilis e S. enteritidis rispetto agli idrosol di timo, menta piperita, salvia e pepe nero.

In conclusione, l’aglio ha mostrato una grande attività antimicrobica a basse concentrazioni contro diversi microrganismi patogeni come E. coli e S. aureus(Tabella 7). L’aglio fresco è risultato possedere una maggiore attività antimicrobica rispetto all’aglio in polvere e all’olio.

9. Zenzero

Lo zenzero(Zingiber officinale), appartenente alla famiglia delle Zingiberaceae[107], è ampiamente utilizzato come ingrediente nelle industrie alimentari, farmaceutiche, cosmetiche e in altre industrie. Alcuni composti volatili responsabili delle attività antimicrobiche dello zenzero erano á-pinene, borneolo, canfene e linalolo [108].

9.1. 9.1. Attività antimicrobiche dello zenzero

È stato dimostrato che lo zenzero possiede attività antimicrobiche in diversi studi. Singh et al.[109] ha determinato le attività antimicotiche di EO e oleoresina di zenzero contro Aspergillus terrus, A. niger, Aspergillus flav us(A. flavus), Trichothecium roseum(T.). roseum), Fusarium graminearum(F. graminearum), F. oxysporum, Fusarium oxysporum(F. monoliforme), e Curvularia palliscens, da veleno alimentare e petri-plate tecnica invertita. I risultati hanno mostrato che l’EO 100% inibito F. oxysporum, mentre l’oleoresina 100% inibito A. niger. Park et al.[107] hanno confrontato l’etanolo e gli estratti di n-esano dello zenzero e di cinque costituenti dello zenzero contro tre batteri anaerobici Gram-negativi, Porphyromonas gingivalis(P. gingivalis), Porphyromonas endodontalis, e Prevotella intermedia. I risultati hanno indicato che gli estratti di zenzero hanno mostrato attività antibatteriche contro tre batteri testati. Due gingeroli altamente alchilati hanno mostrato una significativa inibizione contro la crescita di questi patogeni orali con MIC che varia da 6 a 30 µg/mL, e hanno anche ucciso i patogeni orali a un intervallo MBC di 4-20 µg/mL. Sa-Nguanpuag et al.[108] hanno valutato le attività antimicrobiche in vitro e in vivo degli oli di zenzero ottenuti per idrodistillazione e metodo di estrazione con solvente. I risultati hanno mostrato che gli oli estratti con entrambi i metodi possedevano attività antimicrobiche contro B. subtilis, Bacillus nutto, P. aerugenosa, Rhodoturola sp., Samonella newport, S. enteritidis, e Fusarium sp.; tranne E. coli, Campylobactor coli, e Campylobactor jejuni(C. jejuni) in vitro. Nel caso della papaia verde triturata, quando la confezione è stata aggiunta con 5 e 10 μL di olio di zenzero, la crescita dei microrganismi è stata ben inibita, mentre con 15 μL di olio di zenzero si è osservata una riduzione del tasso di crescita.

9.2. 9.2. Confronto delle attività antimicrobiche dello zenzero e di altre spezie

Yoo et al.[110] hanno studiato le attività antibatteriche delle LE dello zenzero e della senape contro le specie di Vibrio a varie temperature. I risultati hanno indicato che le LE da zenzero e senape potrebbero inibire la crescita di Vibrio parahaemolyticus e Vibrio vulnificus a 5 °C di conservazione. Indu et al.[103] hanno testato le attività antibatteriche di 5 estratti di spezie contro 20 sierogruppi di E. coli, 8 sierotipi di Salmonella, L. monocytogenes, e A. hydrophila con il metodo del pozzo di agar e il metodo della carta da filtro. I risultati hanno indicato che l’estratto di zenzero possedeva effetti inibitori su due sierogruppi di E. coli. Mvuemba et al.[74] hanno valutato le attività antimicrobiche di quattro estratti di acqua speziata contro la crescita miceliale di A. niger, F. sambucinum, P . sulcatum, o R. stolonifera. I risultati hanno dimostrato che l’estratto di zenzero ha soppresso significativamente la crescita miceliale dei microrganismi testati, e il P. sulcatum è stato inibito al 100% da 0,05 g/mL di estratto di zenzero. Touba et al.[106] hanno testato l’attività antimicotica di estratti grezzi di sette spezie di acqua fredda e acqua calda contro Phoma exigua(P. exigua), Fusarium nygamai(F. nygamai), e R. solani con la tecnica del cibo avvelenato. I risultati hanno mostrato che gli estratti di acqua calda da aglio e zenzero possedevano le migliori attività antifungine. Estratti di acqua fredda erano comunemente più efficaci degli estratti di acqua calda su patogeni testati. In un altro studio, le attività antibatteriche di 7 estratti di etanolo di spezie contro 215 ceppi enterococchi resistenti alla gentamicina ad alti livelli isolati da campioni clinici sono stati valutati con il metodo della diffusione a pozzo[77]. I risultati hanno indicato che solo gli estratti di cannella e di zenzero sono risultati avere attività contro tutti gli isolati, con i DIZ di zenzero variavano da 27 a 30 mm.

Collettivamente, lo zenzero è stato dimostrato di possedere significative attività antimicrobiche contro alcuni microrganismi comuni come P. aerugenosa sia in vivo che in vitro a basse concentrazioni(Tabella 8). Lo zenzero potrebbe anche inibire i patogeni come la P. gingivalis e gli isolati enterococcici con basse MIC e MBC. Gli esatti meccanismi d’azione dello zenzero su batteri e funghi sono stati raramente studiati e necessitano di ulteriore esplorazione.

10. Basilio

Il basilico(Ocimum basilicum basilicum) è una delle spezie più antiche, ampiamente utilizzata per aromatizzare dolciumi, prodotti da forno, condimenti, ecc. L’olio di basilico veniva utilizzato anche in profumeria, così come nei prodotti dentali e orali[112]. Il basilico è una spezia naturale che possiede attività antimicrobiche come molti studi hanno riportato.

10.1. 10.1. Attività antimicrobiche del basilico

In uno studio, le attività antimicrobiche delle LE provenienti da parti aeree di basilico (raccolte a piena fioritura durante l’estate, l’autunno, l’inverno e la primavera) contro S. aureus, E. coli, B. subtilis e Pasteurella multocida, così come i funghi patogeni A. niger, Mucor mucedo, Fusarium solani(F. solani), Botryodiplodia theobromae e R. solani sono stati valutati con il metodo della diffusione su disco e i MIC sono stati determinati con un test di suscettibilità al brodo di microdiluizione[113]. I risultati hanno indicato che le LE di basilico possedevano attività antimicrobiche contro tutti i microrganismi testati. Le attività antimicrobiche delle LE variano significativamente al variare delle stagioni, e le LE delle colture invernali e autunnali hanno mostrato una maggiore attività antimicrobica. In un altro studio, le attività antimicrobiche di cloroformio, acetone e 2 diverse concentrazioni di estratti di metanolo di basilico contro 10 batteri e 4 lieviti sono state determinate dal test di diffusione su disco[114]. Gli estratti di metanolo hanno fornito zone di inibizione su P. aeruginosa, Shigella sp., L. monocytogenes, S. aureus, e due ceppi di E. coli, ma gli estratti di cloroformio e acetone non hanno mostrato effetti. Kocic-Tanackov et al.[115] hanno riportato gli effetti antimicotici dell’estratto di basilico sulle specie di Fusarium(Fusarium oxysporum, Fusarium proliferatum, Fusarium subglutinans, e Fusarium verticillioides isolato dai dolci), mediante il test della piastra di agar. Estratto di basilico ha mostrato attività significative contro F. proliferatum e F. subglutinans alla concentrazione di 0,35 e 0,70% v / v, ma ha mostrato attività inferiori contro altre specie testate Fusarium. L’estratto di basilico ha inibito al 100% il micelio aereo di tutte le Fusarium spp. testate a 1,50% v/v. Beatovic et al.[116] hanno studiato le attività antimicrobiche delle LE di 12 cultivar di basilico contro 8 specie batteriche(B. cereus, Micrococcus flavus, S. a ureus e E. faecalis, E. coli, P. aeruginosa, S. typhimurium, e L. monocytogenes) e 7 funghi(Aspergillus fumigatus(A. fumigatus), A. niger, Aspergillus versicolor (A.versicolor), Aspergillus ochraceus (A. ochraceus), Penicillium funiculosum, Penicillium ochrochloron e Trichoderma viride) con una tecnica di microdiluizione modificata. Tutte le LE di basilico testate hanno mostrato significative attività antimicrobiche, con MIC che vanno da 0,009 a 23,48 μg/mL per i batteri e 0,08-5,00 μg/mL per i funghi. Tutte le LE hanno mostrato un’attività antibatterica 100 volte superiore a quella dell’ampicillina per alcuni batteri e un’attività antimicotica da 10 a 100 volte superiore a quella degli agenti antimicotici commerciali, come il ketoconazolo e il bifonazolo.

10.2. 10.2. Confronto tra le attività antimicrobiche del basilico e di altre spezie

El-Habib[117] ha studiato le attività antimicotiche di sette spezie EO contro A. flavus e aflatossina prodotte dal ceppo A. flavus. I risultati hanno mostrato che il basilico EO ritarda la crescita di A. flavus. A 150 μL/100 mL, il basilico EO ha completamente inibito A. flavus, e ha controllato efficacemente la produzione di aflatossina B1. Lomarat et al.[17] hanno testato le attività antibatteriche di otto OE contro M. morganii, un batterio produttore di decarbossilasi istidina, mediante un test di microdiluizione. Il basilico OE possedeva l’attività antibatterica contro il M. morganii (MIC: 2,39 mg/mL, MBC: 4,77 mg/mL), e il composto attivo dell’olio di basilico era il metilcavicolo.

In generale, il basilico ha dimostrato di possedere effetti di inibizione di alcuni microrganismi a bassa MIC soprattutto funghi come A. flavus(Tabella 9), ma i meccanismi di azione sono stati raramente esplorati. Pertanto, sono necessari studi futuri.

11. Finocchio

Il finocchio(Foeniculum vulgare), appartenente alla famiglia delle Ombrellifere[118], è ampiamente piantato nelle zone temperate e nella fascia tropicale per i suoi frutti aromatici, ed è utilizzato come ingrediente in cucina[119]. La LE di semi di finocchio è stata segnalata con significative attività antimicotiche e antibatteriche.

11.1. 11.1. Attività antimicrobiche del finocchio

In uno studio sono state testate le attività antibatteriche dei semi di finocchio EO contro i ceppi di Streptococcus mut ans(S. mutans)[120]. I risultati hanno mostrato che le crescite di tutti i ceppi di S. mutans testati sono state completamente inibite dai semi di finocchio EO a concentrazioni superiori a 80 ppm. Diao et al.[119] hanno anche determinato le attività antibatteriche di EO dai semi di finocchio contro diversi agenti patogeni di origine alimentare con il metodo del test della curva del tempo di uccisione. I risultati hanno mostrato che i semi di finocchio EO esercitavano effetti antibatterici su Streptomyces albus(S. albus), B. subtilis, S. typhimurium, Shigella dysenteriae(S. dysenteriae). e E. coli, tra cui S. dysenteriae era il più sensibile con il più basso MIC (0,125 mg/mL) e MBC (0,25 mg/mL). In un altro studio, l’attività antimicrobica dell’estratto grezzo di finocchio è stata determinata utilizzando il metodo di diffusione dell’agar contro E. coli, S. blanc, P. merabilis, P. vulgaris, S. epidemidis, S. saprophyticus, A. versicolor, A. fumigates e Penicilium camemberti[121]. I risultati hanno indicato che l’estratto grezzo di finocchio aveva un grande potenziale come materiale antimicrobico contro tutti i nove microrganismi testati, specialmente contro i ceppi fungini. Alcuni studi hanno anche testato il metanolo, etanolo e acetone estratti di finocchio. In uno studio, le attività antimicotiche dell’EO e dell’estratto di acetone di finocchio contro 10 funghi sono state valutate con il metodo della pietrificazione invertita[118]. I risultati hanno mostrato che il finocchio EO finocchio completamente inibito A. niger, A. flavus, F. graminearum, e Fusarium moniliforme(F. moniliforme) a 6 μL (in 20 mL mezzo di coltura), ed è stato efficace su A. niger anche a 4 μL.

Semi di finocchio EO potrebbe rompere la permeabilità della membrana cellulare di S. dissenteriae e causare la perdita di elettroliti, perdite di proteine, riducendo gli zuccheri, ecc, e alla fine portare alla decomposizione e la morte delle cellule[119].

11.2. 11.2. Confronto delle attività antimicrobiche del finocchio e di altre spezie

Le attività antimicrobiche delle LE di cumino e finocchio su S. typhimurium ed E. coli sono state confrontate con il metodo di diffusione su disco e il metodo di diluizione[122]. Il finocchio EO è stato più efficace del cumino EO, con il più basso MIC dello 0,031% e dello 0,062% v/v contro S. typhimurium ed E. coli, rispettivamente. Nguyen et al.[123] hanno valutato le attività antimicrobiche degli estratti di metanolo ed etanolo di otto spezie contro B. subtilis, E. faecalis, L. innocua, E. coli, P. putida, Providencia stuartii, e Acetobacter calcoaceticus(A. calcoaceticus) con il metodo di diffusione del disco di Kirby-Bauer. Il metanolo e gli estratti di etanolo dai semi di finocchio hanno mostrato i migliori effetti antimicrobici con i più grandi DIZ su sei dei sette batteri eccetto l’E. coli.

Finocchio EO ed estratti di finocchio erano efficaci contro diversi agenti patogeni di origine alimentare con basso MIC e MBC come S. disenteriae, S. typhimurium, e E. coli(Tabella 10). I meccanismi del finocchio e dei suoi principali componenti necessitano di ulteriori studi.

12. Coriandolo

Il coriandolo(Coriandrum sativum), appartenente alla famiglia delle Ombrellifere, è una pianta originaria della regione mediterranea ed è ampiamente coltivata in India, Russia, Europa centrale, Asia e Marocco. Il coriandolo è stato ampiamente utilizzato per la produzione di chutney e salse, per aromatizzare la pasticceria, biscotti, focacce e prodotti del tabacco, e ampiamente impiegato per la preparazione di curry in polvere, spezie per il decapaggio, salsicce, condimenti e conservanti per alimenti[4.118].

12.1. 12.1. Attività antimicrobiche del coriandolo

Duarte et al.[124] hanno studiato le attività antimicrobiche del coriandolo EO e del suo composto principale, il linalolo, contro i ceppi di C. jejuni e C. coli mediante il test di diffusione su disco, il metodo della fase vapore e il metodo della microdiluizione. I MIC di coriandolo EO e linalolo contro i ceppi di C . jejuni e C. coli variavano tra 0,5 e 1 μL/mL. Il coriandolo EO ha mostrato anche effetti inibitori sulla formazione di biofilini di Campylobacter spp. Inoltre, le attività antimicrobiche del coriandolo EO contro il patogeno multifarmaco resistente ai farmaci, Acinetobacter baumannii(A. baumannii), sono stati testati[125]. I MIC e gli MBC sono stati determinati con un test di suscettibilità al brodo di microdiluizione. Le MIC e MBC di coriandolo EO contro i ceppi di A. ba umannii variavano entrambi tra 1 e 4 μL/mL. Un altro studio ha studiato gli effetti sinergici antibatterici del coriandolo EO e sei farmaci antibatterici (cefoperazone, cloramfenicolo, ciprofloxacina, gentamicina, tetraciclina e piperacillina) contro due ceppi di A. ba umannii[126]. I risultati hanno indicato che il coriandolo EO ha mostrato un’azione sinergica con il cloramfenicolo, la ciprofloxacina e la tetraciclina e ha contribuito a resensibilizzare A. ba umannii all’azione del cloramfenicolo. Freires et al.[127] hanno studiato le attività antimicotiche dell’EO da foglie di coriandolo contro la Candida spp. I risultati hanno mostrato che il MIC variava da 15,6 a 31,2 µg/mL, e il MFC variava da 31,2 a 62,5 µg/mL contro la Candida spp. per l’ EO di coriandolo. Sliva et al.[128] hanno valutato le attività batteriche del coriandolo EO contro 12 ceppi batterici mediante il test di suscettibilità del brodo di microdiluizione. I risultati hanno indicato che il coriandolo EO ha mostrato attività antimicrobiche contro tutti i batteri testati e ha mostrato attività battericida contro i batteri ad eccezione di B. cereus e E. faecalis. La MIC del coriandolo contro tutti i batteri testati variava dallo 0,1% all’1,6% v/v, e la MBC variava dallo 0,1% al 3,2% v/v eccetto B. cere us ed E. faecalis. Acimovic et al.[129] hanno valutato le attività antimicotiche delle LE di sei adesioni di coriandolo di origini diverse contro Colletotrichum acutatum e Colletotrichum gloeosporioides utilizzando il metodo della pietrificazione inversa. I risultati hanno indicato che le LE di coriandolo potrebbero inibire il genere Colletotrichum a tassi di applicazione più elevati (≥0,16 μL/mL di aria).

Singh et al.[130] hanno riportato gli effetti antimicotici del coriandolo EO e oleoresina su otto funghi con le tecniche di pietrificazione invertita e veleno alimentare. I risultati del primo metodo hanno mostrato che l’EO era altamente attivo contro la Curpularia palliscens, F. oxysporum, Fusarium monitiforme, e Aspergillus terreus(A. terreus), e l’oleoresina inibiva più del 50% delle zone miceliali per F. oxysporum, A. niger, e A. terreus. I risultati di quest’ultimo metodo hanno indicato che l’OE inibiva al 100% la crescita di A. terreus, A. niger, F. graminearum e F. oxysporum, ma l’oleoresina mostrava attività fungitossiche più deboli, che inibivano solo al 100% la crescita di F. oxysporum. In un altro studio, le attività antimicrobiche dell’etanolo e degli estratti acquosi-etanici di coriandolo sono state studiate contro B. subtilis, S. aureus, P. vulgaris, E. coil, P. aeruginosa, K. peunomonia, L. monocytogenes e C. albicans[131]. L’estratto di etanolo ha rivelato le elevate attività antimicrobiche contro P. vul garis e C. albicans, ed era più potente contro i microrganismi testati. Inoltre, l’estratto di etanolo acquoso ha mostrato le più alte attività contro B. subtilis e L. monocytogenes. Inoltre, è stato testato anche l’effetto delle microonde sull’EO del coriandolo sulle sue attività antimicrobiche[83]. Gli effetti antimicrobici contro i microrganismi sia degli oli a microonde che degli oli arrostiti in modo convenzionale erano simili e più efficaci di quelli degli oli grezzi.

Il coriandolo EO permeava le membrane cellulari, con conseguente perdita di tutte le funzioni cellulari[4]. I meccanismi di azione antibatterica del coriandolo EO sui batteri Gram-positivi e Gram-negativi sono diversi e devono essere ulteriormente esplorati. Il coriandolo EO è stato trovato per legarsi all’ergosterolo di membrana e aumentare la permeabilità ionica, causando in ultima analisi la morte cellulare di C. albicans[127] .

12.2. 12.2. Confronto tra le attività antimicrobiche del coriandolo e di altre spezie

Le attività antimicrobiche di quattro spezie EO contro campioni clinici isolati sono state confrontate con il metodo di diffusione[87], e i risultati hanno mostrato che l’olio di coriandolo era attivo solo contro la Salmonella sp. Dimic et al.[132] hanno testato le attività antimicotiche delle OE di limone, dell’estratto di coriandolo e dell’estratto di cannella contro cinque muffe(A. parasiticus, Cladosporium cladosporioides(C. cladosporioides), Eurotium herbariorum, Penicillium chrysogenum, e Aspergillus carbonarius) con il metodo di diluizione dell’agar e il metodo della fase a vapore. I risultati hanno indicato che l’estratto di coriandolo ha avuto le migliori attività antifungine nella fase di vapore in quanto ha completamente inibito A. parasiticus, C. cladosporioides, E. herbariorum, e P. chrysogenum a 4,17 μL/mL.

I documenti citati sono di alta qualità e hanno indicato che il coriandolo possedeva significative attività antimicrobiche a basse concentrazioni contro diversi agenti patogeni come A. baumannii, Campylobacter spp. a basse MIC, MBC e MFC(Tabella 11).

13. Galangal

Il galangal(Alpinia galangal)(Tabella 12) è stato utilizzato come additivo alimentare in Thailandia e in altri paesi asiatici fin dall’antichità[133]. In uno studio, le attività antimicrobiche degli estratti di sette spezie ed erbe contro E. coli, S. typhimurium, L. monocytogenes e S. aureus sono state confrontate con i saggi di diffusione del disco di agar e di diluizione del brodo[93]. Gli estratti di esano ed etanolo del galangal hanno avuto una forte attività antimicrobica contro S. aureus (MIC < 0.625 mg/mL) e L. monocytogenes ( MIC < 0.625 mg/mL a 24 ore e 1.25 mg/mL a 48 ore). Inoltre, sono stati valutati gli effetti antimicrobici sinergici della combinazione di estratti (galanga, rosmarino e corteccia di ferro di limone) su S. aureus, L. monocytogenes, E. coli, S. typhimurium e Clostridium perfringens[134]. Galangal e rosmarino hanno mostrato attività sinergiche contro S. aureus e L. monocytogenes, mentre galangal e corteccia di ferro di limone hanno mostrato attività sinergiche contro E. coli e S. typhimurium. Inoltre, Rao et al.[133] hanno testato le attività antibatteriche di metanolo galangal, acetone ed estratti di etere dietilico contro B. subtilis, E. aerogenes, E . cloacae, E. faecalis, E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa, S. typhimurium, S. aureus e S. epidermis utilizzando il metodo di diffusione a pozzo di agar e il metodo della macrodiluizione. Tra i tre solventi utilizzati, l’attività dell’estratto di metanolo a pH 5,5 è stata eccellente contro tutti gli agenti patogeni (MIC: 0,04-1,28 mg/mL, MBC: 0,08-2,56 mg/mL). Un altro studio ha anche valutato le attività antimicrobiche degli estratti di metanolo di quattro ceppi di Alpinia contro sei ceppi di batteri e quattro ceppi di funghi, utilizzando il test di diffusione su disco[135]. I risultati hanno dimostrato che il fiore galangale possedeva i migliori effetti sul M. luteus e solo l’estratto dal rizoma galangale ha mostrato attività antimicotica verso A. niger. I meccanismi d’azione del galangal sono stati raramente esplorati fino ad ora.

14. 14. Pepe nero

Il pepe nero(Piper nigrum)(Tabella 13) è ampiamente utilizzato come aromatizzante negli alimenti. Gli effetti antimicotici dell’EO e dell’estratto di acetone del pepe nero su vari funghi patogeni sono stati testati con la tecnica della pietrificazione invertita e con la tecnica dell’avvelenamento da cibo[136]. I risultati hanno mostrato che l’EO era al 100% controllato la crescita miceliale di F. graminearum, mentre l’estratto di acetone 100% inibito la crescita miceliale di Penicillium viridcatum e A. ochraceus. In un altro studio, gli effetti batterici delle OE e degli estratti di acetone di quattro spezie su S. aureus, B. cereus, B. subtilis, E. coli, S. typhi e P. aeruginosa sono stati studiati utilizzando il saggio di diffusione su disco e di veleno alimentare[137]. I risultati hanno mostrato che gli estratti di pepe nero hanno ridotto completamente le colonie di S. aureus, B. cereus, B. subtilis e B. subtilis a livelli di 5 e 10 μL utilizzando il metodo del veleno alimentare. Zarai et al.[138] hanno valutato gli effetti antimicrobici di vari estratti di solvente, piperina e acido piperico del pepe contro E. coli, K. pneumonia, S. enterica, S. aureus, S. epidermidis, E. faecalis e B. subtilis mediante il test di diffusione dell’agar e il test di diluizione a micropozzetti. I risultati hanno mostrato che l’estratto di etanolo è stato il più efficace per i batteri testati con i MIC che vanno da 156,25 μg/mL (S.aureus e B. subtilus) a 1250 μg/mL (E. coli e K. pneumonia) .

Pepe nero EO potrebbe causare alterazioni fisiche e morfologiche nelle pareti cellulari e le membrane di E. coli, e quindi causare la perdita di elettroliti, ATP, proteine e materiali DNA[139]. I componenti chimici del pepe nero e i suoi meccanismi di azione antimicrobica devono essere ulteriormente esplorati.

15. Altre spezie

Le attività antimicrobiche delle spezie sopra menzionate contro diversi microrganismi comuni sono riassunte nella Tabella 14. Altre spezie – come Allium roseum L., Cinnamomum verum, Laurus nobilis, Myristica fragrans e Pimpinella anisum – hanno dimostrato di possedere anche significative attività antimicotiche e antibatteriche (Tabella 15).

16. Conclusioni

Le attività antibatteriche e antimicotiche delle spezie di uso comune sono state riassunte. Diverse spezie – come chiodi di garofano, origano, timo, cannella e cumino – hanno mostrato significative attività antimicrobiche contro i batteri del deterioramento degli alimenti come B. subtilis e P. fluorescens; agenti patogeni come S. aureus , V. parahaemolyticus e S. typhimurium ; funghi nocivi come A. flavus e A. niger ; e anche microrganismi resistenti agli antibiotici come il MRSA. Pertanto, queste spezie potrebbero essere utilizzate per ridurre la possibilità di avvelenamento e deterioramento degli alimenti, per aumentare la sicurezza alimentare e la durata di conservazione dei prodotti e per curare alcune malattie infettive. In futuro, poiché è stato dimostrato che le combinazioni di diverse spezie possiedono effetti inibitori più elevati su specifici batteri rispetto a quelli delle singole spezie, le interazioni di più spezie dovrebbero essere studiate e valutate per inibire diversi microrganismi in diversi prodotti alimentari. Inoltre, le spezie potrebbero essere utilizzate nelle confezioni di alimenti così come pubblicate, ma sono necessari ulteriori studi per prendere in considerazione gli altri aspetti, come ad esempio come prevenire il trasferimento di odore/sapore dalle confezioni contenenti estratti naturali di spezie agli alimenti confezionati. Inoltre, i prodotti a base di spezie possono essere considerati un’alternativa ai comuni antibiotici per il trattamento delle malattie infettive. Poiché la maggior parte degli studi si è concentrata sulle attività in vitro delle spezie contro i batteri patogeni per l’uomo, in futuro saranno necessari studi in vivo e sperimentazioni cliniche. I meccanismi dell’azione antimicrobica delle spezie devono ancora essere chiariti per poter utilizzare al meglio le spezie. Inoltre, occorre valutare la potenziale tossicità delle spezie sull’uomo.

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