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Proprietà biologiche di piante aromatiche della Sicilia Antonella Saija Dipartimento Farmaco-Biologico Università di Messina.

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Presentazione sul tema: "Proprietà biologiche di piante aromatiche della Sicilia Antonella Saija Dipartimento Farmaco-Biologico Università di Messina."— Transcript della presentazione:

1 Proprietà biologiche di piante aromatiche della Sicilia Antonella Saija Dipartimento Farmaco-Biologico Università di Messina

2 DERIVATI DI PIANTE AROMATICHE Prodotti vegetali bioattivi : modificatori di risposte biologiche agenti antimicrobici Aumento della richiesta: Aumento della richiesta: Tendenza delle scelte verso il naturale Tendenza delle scelte verso il naturale Modifiche delle abitudini di vita, es. dietetiche Modifiche delle abitudini di vita, es. dietetiche Ricerca di nuovi farmaci Ricerca di nuovi farmaci Poter garantire un miglior diritto alla salute Poter garantire un miglior diritto alla salute Limitato spettro antibatterico ed effetti collaterali dei principali antimicrobici in uso Limitato spettro antibatterico ed effetti collaterali dei principali antimicrobici in uso Aumento della resistenza di microorgamismi prima sensibili Aumento della resistenza di microorgamismi prima sensibili Emergenza di infezioni precedentemente non comuni Emergenza di infezioni precedentemente non comuni

3 Phytochemicals Their role in the plant Study of their biological and pharmacological profile Their impact on human health

4 Plant chemical defence mechanisms Antioxidant compounds against physical and chemical agents Bitter compounds antifeedant Surface-coating agents against fungal attack Surfactant compounds (Alcohol, Aldehyde and terpenes) against microbial attack against herbivore attack

5 Use of aromatic plant derivatives food food flavourings, antimicrobial additives, antioxidants flavourings, antimicrobial additives, antioxidants perfumes perfumes pharmaceuticals (for their functional properties) pharmaceuticals (for their functional properties) PROPERTIES: - antioxidant/radical scavenger activities - antimicrobial activities

6 Vantaggi Si ritrovano in piante e/o loro derivati commestibili Si ritrovano in piante e/o loro derivati commestibiliquindi La loro sicurezza è dimostrata dai moltissimi anni di uso e consumo da parte delluomo La loro sicurezza è dimostrata dai moltissimi anni di uso e consumo da parte delluomo World Health Organization Guidelines for the assessment of herbal medicines Per i prodotti naturali luso prolungato nelluomo può comunque rappresentare evidenza della sua sicurezza Per i prodotti naturali luso prolungato nelluomo può comunque rappresentare evidenza della sua sicurezza

7 FOOD SAFETY 30% of people in industrialized countries suffer for a food borne disease each year 30% of people in industrialized countries suffer for a food borne disease each year In 2000 at least 2,000,000 people died from diarrhoeal disease worldwide In 2000 at least 2,000,000 people died from diarrhoeal disease worldwide Necessity of new methods of reducing or eliminating food borne pathogens also in combination with existing methods Necessity of new methods of reducing or eliminating food borne pathogens also in combination with existing methods

8 Use of aromatic plants in foods and diet GREEN consumerism, desiring fewer synthetic food additives and products with a smaller impact on the environment GREEN consumerism, desiring fewer synthetic food additives and products with a smaller impact on the environment A world-wide reduction in the consumption of salt in order to reduce the incidence of cardiovascular diseases A world-wide reduction in the consumption of salt in order to reduce the incidence of cardiovascular diseases

9 Active packing Shelf life extension of packaged foods (bakery, meat, poultry, seafood, cheese) Shelf life extension of packaged foods (bakery, meat, poultry, seafood, cheese) Odor/flavour transfer from packages to packaged foods Odor/flavour transfer from packages to packaged foods Es.: Autosterilization of homemade mayonnaise by acidulants and olive oils Es.: Autosterilization of homemade mayonnaise by acidulants and olive oils

10 Vantaggi Agenti multifunzionali AntiossidantiAntimicrobiciSurfattanti Inibitori di fattori di virulenza (es. elastasi e tirosinasi)

11 Testing methods Diffusion methods (agar diffusion, paper disk assay) Diffusion methods (agar diffusion, paper disk assay) qualitative results: resistant, intermediate, susceptible microrganisms qualitative results: resistant, intermediate, susceptible microrganisms Dilution methods (agar or broth) Dilution methods (agar or broth) MIC : minimum concentration able to inhibit growth of a microrganism after a specified incubation period MIC : minimum concentration able to inhibit growth of a microrganism after a specified incubation period Microatmosphere method (essential oil in vapour phase) Microatmosphere method (essential oil in vapour phase) Bioautographic methods Bioautographic methods

12 TEST LIMITATIONS Differences in methods ( inoculum volume, growth phase, culture medium, medium pH, incubation time and temperature, amount of test substances, agar layer thickness ), test microorganisms and vegetable materials Differences in methods ( inoculum volume, growth phase, culture medium, medium pH, incubation time and temperature, amount of test substances, agar layer thickness ), test microorganisms and vegetable materials Low water solubility of essential oils Low water solubility of essential oils Emulsifiers (Tween 20, Tween 80 and Triton x 100) and solvents (ethanol, DMSO) Emulsifiers (Tween 20, Tween 80 and Triton x 100) and solvents (ethanol, DMSO) Direct action of emulsifiers and solvents on microrganisms Direct action of emulsifiers and solvents on microrganisms Micelles formed by non-ionic surfactants Micelles formed by non-ionic surfactants Generally emulsifiers and solvents decrease the antimicrobial activity of essential oils Generally emulsifiers and solvents decrease the antimicrobial activity of essential oils Tween 80 has been recommended as a neutraliser of phenolic disinfectants Tween 80 has been recommended as a neutraliser of phenolic disinfectants

13 Mode of antimicrobial action Degradation of the cell wall Degradation of the cell wall Damage to cytoplasmic membrane Damage to cytoplasmic membrane Damage to membrane proteins Damage to membrane proteins Leakage of cell contents Leakage of cell contents Coagulation of cytoplasm Coagulation of cytoplasm Depletion of the proton motive force Depletion of the proton motive force

14 VANTAGGI e SVANTAGGI Largo spettro di azione antimicrobica Gram-negativi Gram-negativi Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus Ceppi antibiotico-resistenti Ceppi antibiotico-resistenti Interazioni tra i componenti del materiale vegetale

15 Synergism and antagonism between components of plant metrices between components of plant metrices Minor components are critical to the activity Minor components are critical to the activity between plant components and food preservatives/ preservation methods between plant components and food preservatives/ preservation methods Low pH, low water activity, chelators, low oxygen tension, raised pressure, mild heat Low pH, low water activity, chelators, low oxygen tension, raised pressure, mild heat

16 Vantaggi Stabilità agli agenti fisici Riscaldamento (es. cottura) Esposizione raggi UV (es. prodotti topici) Gamma-irradiazione (es. sterilizzazione)

17 Materiale esaminato: Provenienza: DOFATA (CT), CORISSIA e DAAT (PA) Materiale vegetale: timo, origano, rosmarino, salvia, finocchio, coriandolo Processazione ed analisi chimica del materiale vegetale: CNR (Valverde, CT) estratti con tre solventi a diversa polarità etanolo (acido rosmarinico) esano (luteina, beta-carotene) acetato di etile (flavonoidi, acidi organici, terpeni) - oli essenziali Test biologici (Dip. Farmaco-Biologico, ME) - Valutazione attività antiossidante SOD-mimetica UV-protettiva - Attività antimicrobica verso S. aureus 6538P, E. coli 25922, C. albicans Alone di inibizione MIC Un esempio di progetto di filiera

18 UV-IP test Determinazione dellMDA come prodotto della perossidazione lipidica

19 Salvia Salvia officinalis: piante fornite dallUO CT nel triennio oli essenziali 72 estratti Salvia spp. (S. triloba ???) – piante spontanee campioni di salvia spontanea del territorio di Avola (SR) Timo : piante provenienti dalla UO PA (2004). 45 oli essenziali 132 estratti Rosmarino: piante provenienti dalle UO PA (2004) 29 oli essenziali 171 estratti ottenuti da 57 lotti di rosmarino Origano: piante provenienti dalle UO PA (2004) 52 oli essenziali 171 estratti ottenuti da 57 lotti di piante Finocchio: piante provenienti dalle UO PA (2004) 11 oli essenziale Coriandolo: piante provenienti dalle UO PA (2004) 25 oli essenziali 66 estratti Campioni esaminati

20 Timo Ottima attività antimicrobica soprattutto nei confronti di S. aureus (MIC < a 8 µg/ml) ma anche di E. coli e C. albicans Origano Buona attività antimicrobica su tutti e tre i ceppi e buona attività antiossidante Rosmarino Discreta efficacia simile nei confronti di S. aureus, E. coli e C. albicans (MIC = 62,50 µg/ml) Coriandolo Buona attività antimicrobica su E. coli e C. albicans (MIC pari a 31,25 µg/ml per tutti i campioni) ma minore su S. aureus Salvia (provenienza: UO CT) attività antimicrobica solo verso C. albicans Finocchio Nessuna attività antimicrobica Oli essenziali Timo estratti EtOH nessuna efficacia antimicrobica estratti con esano e AcEt discreta attività su tutti i ceppi patogeni testati. Origano Buona attività su E. coli e C. albicans Scarsa attività su S. aureus Rosmarino Tutti e tre le tipologie di estratti hanno discreta efficacia su S. aureus Nessuna attività su E. coli e C. albicans Salvia 2004: Nessuna attività su E. coli e C. albicans, ma buona attività su S. aureus degli estratti in esano e AcEt 2005 e 2006: attività antibatterica solo su E. coli Coriandolo Nessuna attività antimicrobica Estratti Attività antimicrobica

21 Oli essenziali n.d. n.d. = non determinabile * Attività antiossidante Contenuto di polifenoli (espressi come ac. gallico)

22 c. a. Attività antiossidante Estratti in acetato di etile * * Anni n.d. Estratti in etanolo n.d. Estratti in esano n.d. * * Anni c.a. campioni assenti n.d. non determinabili

23 nd Attività antiossidante di estratti di salvia

24 Salvia lavandulaefolia Vahl. (Spanish sage) Relavant for dementia therapy Relavant for dementia therapy Constituents with anticholinesterase, antioxidant, anti-inflammatory oestrogenic and sedative effects Constituents with anticholinesterase, antioxidant, anti-inflammatory oestrogenic and sedative effects Only trace amounts of the convulsant thujone Only trace amounts of the convulsant thujone

25 Constituents present in S. lavandulaefolia and their putative pharmacological activities.

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