Antibakteriální účinky rostlinných olejů s obsahem mastných kyselin o střední délce řetězce

Klára Laloučková

Master's thesis

Antibacterial effect of plant oils containing medium-chain fatty acids

Abstract:

Předložená diplomová práce se zabývá studiem antibakteriálních účinků rostlinných olejů s obsahem mastných kyselin o střední délce řetězce (MCFA). Minimální inhibiční koncentrace (MIC) osmi vybraných olejů byly stanoveny jako modus nejnižších zaznamenaných koncentrací olejů, které vedly k 80% úbytku růstu 13 kmenů patogenních a 6 komenzálních bakterií oproti kontrole. Testovány byly kokosový (Cocos nucifera), palmový (Elaeis guineensis), palmový červený (Elaeis guineensis), palmojádrový (Elaeis guineensis), Cuphea (C. lanceolata a C. ignea), babassu (Attalea speciosa, syn. Orbignya speciosa), tucuma (Astrocaryum vulgare) a muru-muru (Astrocaryum murumuru) olej. Jejich antibakteriální aktivita byla stanovena vůči bakteriím Bifidobacterium animalis, B. longum, Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Enterococcus cecorum, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus, L. fermentum, Listeria monocytogenes, Salmonella enteritidis, S. infantis, S. typhimurium a Staphylococcus aureus. U všech olejů byly plynovou chromatografií identifikovány hodnoty koncentrací jednotlivých mastných kyselin v nich obsažených. MIC jednotlivých olejů byly stanoveny na základě mikrodilučního testu v 96-jamkové mikrotitrační destičce. Byla zjištěna nutnost štěpení vybraných olejů lipázou pro aktivaci jejich antibakteriálních účinků. Žádný z olejů nebyl účinným inhibitorem růstu gramnegativních bakterií ani po naštěpení. Palmový a palmový červený olej nebyl aktivní vůči žádnému z testovaných bakteriálních kmenů. Nejnižší stanovená MIC byla 0,14 mg/ml oleje tucuma vůči C. perfringens; ostatní oleje poté inhibovaly růst C. perfringens v koncentracích od 0,25 do 4,5 mg/ml. Kokosový, babassu, Cuphea, palmojádrový, muru-muru a tucuma olej inhiboval bakterie E. cecorum při koncentracích 1,12 - 4,5 mg/ml. Citlivost L. monocytogenes byla prokázána pouze u oleje ze semen rostliny Cuphea v koncentraci 1,12 mg/ml. MIC olejů inhibujících S. aureus nabývaly hodnot od 0,56 do 2,25 mg/ml a byly jimi kokosový, babassu, Cuphea, palmojádrový, muru-muru a tucuma olej. Příznivým efektem byla nezjištěná citlivost bakterií B. animalis, B. longum, L. acidophilus a L. fermentum vůči žádnému z testovaných olejů. Lze konstatovat, že rostlinné oleje s obsahem MCFA mají po naštěpení lipázou antibakteriální účinky vůči grampozitivním bakteriím, aniž by ovlivňovaly komenzální mikrobiotu trávicího traktu.

Abstract:

This diploma thesis focuses on antibacterial effect of plant oils containing medium-chain fatty acids (MCFA). The minimum inhibitory concentration (MIC) of eight chosen plant oils was defined as the mode of the lowest concentrations that were able to reduce the bacterial growth of 13 pathogenic and 6 beneficial intestinal strains of bacteria by 80 %. Coconut (Cocos nucifera), palm, red palm and palm kernel (Elaeis guineensis), Cuphea (C. lanceolata and C. ignea), babassu (Attalea speciosa, syn. Orbignya speciosa), tucuma (Astrocaryum vulgare), and muru-muru (Astrocaryum murumuru) oils were selected. Their antibacterial activity was tested towards following bacteria: Bifidobacterium animalis, B. longum, Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Enterococcus cecorum, Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus, L. fermentum, Listeria monocytogenes, Salmonella enteritidis, S. infantis, S. typhimurium and Staphylococcus aureus. To identify the fatty acids composition of tested oils a gas chromatography was used. Consequently, the MIC of each oil towards all the bacteria was determined by a broth-microdilution test in 96-well microtitration plates. The essentiality of cleavage of selected oils by lipase was observed, in order to activate their antibacterial effect. None of the tested oils exhibited any potential to inhibit the growth of Gramnegative bacterial strains even after cleavage. Furthermore palm and palm red oil did not exhibit any antibacterial action towards any of the tested bacterial strains. The strongest antibacterial activity was observed in tucuma oil, that inhibited C. perfringens by MIC=0.14 mg/ml. Other oils inhibited the growth of C. perfringens in concentrations from 0.25 to 4.5 mg/ml. The growth of E. cecorum was inhibited by coconut, babassu, Cuphea, palm kernel, muru-muru and tucuma oil in MIC range between 1.12 - 4.5 mg/ml. The only compound active against L. monocytogenes was Cuphea oil (MIC 1.12 mg/ml). Oils that were able to inhibit the growth of S. aureus strain showed MIC from 0.56 to 2.25 mg/ml (coconut, babassu, Cuphea, palm kernel, muru-muru and tucuma oil). Undetected susceptibility of B. animalis, B. longum, L. acidophilus and L. fermentum bacterial strains to tested oils was evaluated as a positive effect. According to the foregoing statements, it can be concluded that the plant oils containing MCFA show antibacterial effect towards Grampositive strains of bacteria after their cleavage by lipase. No showed influence to beneficial intestinal microflora can be a big advantage.

Keywords

výživa, mastné kyseliny, bakterie, inhibice, antibakteriální

Keywords

bacteria, inhibition, antibacterial, nutrition, fatty acids

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: doc. MVDr. Eva Skřivanová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Animal Nutrition and Dietology