Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli wytwarzanych z udziałem substancji bioaktywnych

Transkrypt

1 Karolina Semeriak * Jagoda Ambroziak-Haba ** Anna Zimoch *** Andrzej Jarmoluk **** Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli wytwarzanych z udziałem substancji bioaktywnych Wstęp W przeciągu kilku ostatnich lat, konsumenci kładą coraz większy nacisk na jakość i bezpieczeństwo produktów żywnościowych. Wzrost samoświadomości i zainteresowania składem oraz pochodzeniem dodatków do żywności, wymusza na producentach wytwarzanie produktów naturalnych, zawierających minimalne dodatki syntetycznych konserwantów. Obecnie, jednym z głównych kierunków badań jest poszukiwanie nowych, naturalnych, metod zabezpieczania produktów przed szeregiem niekorzystnych zmian zachodzących w czasie wytwarzania i przechowywania żywności. Jedną z głównych przemian chemicznych, warunkujących znaczne pogorszenie jakości poprzez obniżenie wartości żywieniowej i sensorycznej oraz powstawanie toksycznych produktów reakcji, do których zaliczamy wolne rodniki i produkty ich rozpadu jest proces jełczenia. Efektem działania wolnych rodników jest proces oksydacji lipidów zawartych w żywności. Najpopularniejszym zabiegiem, pozwalającym ograniczać procesy jełczenia, jest stosowanie przeciwutleniaczy. Dotychczas wykorzystanie znalazło wiele antyoksydantów syntetycznych m.in. takich jak BHA i BHT, o sinych właściwościach zapobiegającym utlenianiu tłuszczy. Jednakże tok- * Mgr inż., Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością, Wydział Nauk o Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ksemeriak@gmail.com ** Mgr inż., Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością, Wydział Nauk o Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, jagoda.ambrozik@up.wroc.pl *** Dr inż., Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością, Wydział Nauk o Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, anna.zimoch@up.wroc.pl **** Dr hab. inż., Katedra Technologii Surowców Zwierzęcych i Zarządzania Jakością, Wydział Nauk o Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, andrzej.jarmoluk@up.wroc.pl

2 260 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk syczne oddziaływanie syntetycznych przeciwutleniaczy, spowodowało wniesienie szeregu restrykcji w ilości oraz sposobie ich stosowania, pociągając za sobą negatywne nastawnie konsumentów. Sytuacja ta zmusza producentów do częstszego wykorzystywania antyoksydantów pochodzenia naturalnego [Fasseas, 2007]. Naturalne przeciwutleniacze są to np. fenole roślinne, występujące we wszystkich częściach roślin, ekstrahowane podczas procesów chemicznych i fizycznych[pratt, 1990]. Najpowszechniejszymi z nich są tokoferole, kwas galusowy i jego sole (gallusany), związki z grupy flawonoidów, flawonów, antocyjanów czy polifenoli. Głównym źródłem tych związków są zioła i przyprawy takie jak: rozmaryn, szałwia, goździk, oregano, papryka, cynamon, bazylia, czarny i biały pieprz i tymianek [Fasseas, 2007]. Spośród preparatów wytwarzanych na bazie rozmarynu, najszersze zastosowanie ma ekstrakt rozmarynu. Karnozol, epirozmanol i izorozmanol są najaktywniejszymi substancjami, wyizolowanymi z liści rozmarynu, których działanie oparte jest na zdolności do hamowania łańcuchowej reakcji wolnych rodników poprzez oddanie atomu wodoru [Basaga, 1997]. W badaniach nad oksydacją lipidów, wykazano, iż antyoksydacyjna aktywność izorozmanolu jest porównywalna z aktywnością syntetycznego BHA i BHT. W ciągu ostatnich lat, istotnie wzrosło zainteresowanie produktami wytwarzanymi z czosnku, wynikające z szerokiego potencjału chemicznego i leczniczego aktywnych związków obecnych w czosnku[lawson, 1998]. Silne działanie przeciwutleniające wykazano dla organicznych związków siarki takich jak siarczek i disiarczek diallilu, allicyna i S-allilo cysteina stanowiących 79% masy ekstraktu czosnku [Szajdek, 2004]. Wykazano, iż wodne roztwory surowego czosnku, bądź jego ekstrakty, współuczestniczą w wiązaniu wolnych rodników hydroksylowych (OH*) oraz anionów nadtlenkowych (O2 - ), ograniczając procesy peroksydacji lipidów, utleniania lipoprotein indukowanych jonami Ca 2+ oraz wytwarzania wodoronadtlenków [Prasad, 1996; Kim, 2001, Pedraza-Chaverri, 2004]. Podczas produkcji, przetwarzania i przechowywania artykuły spożywcze poddawane są procesom biologicznym, enzymatycznym, chemicznym, fizycznym czy mikrobiologicznym, generującym niekorzystne zmiany ograniczające ich przydatność i trwałość [Mielnik, 2003]. Dotychczas, najskuteczniejszym sposobem przedłużania jakości produktów spożywczych jest stosowanie chemicznych środków konserwujących. Dodatek konserwantów powinien być ograniczony do niezbędnego minimum i jest

3 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli 261 uzasadniony tylko wtedy, gdy niewystarczające lub niemożliwe jest zastosowanie fizycznych metod utrwalania żywności [Rutkowski, 1997]. W dobie popularyzacji żywności pochodzenia naturalnego, bez syntetycznych dodatków, producenci obligowani są do stosowania konserwantów pochodzenia roślinnego bądź zwierzęcego. Lizozym (muramidaza) jest białkiem globularnym, pozyskiwanym z białka jaja, wykazującym wysoką aktywność enzymatyczną. Sklasyfikowany do grupy hydrolaz, odpowiada za hydrolityczny rozkład łańcuchów polisacharydowych do dwucukrów poprzez rozszczepienie wiązania β-1-4 glikozydowego pomiędzy kwasem N-acetylomuraminowym i N-acetyloglukozaminą w peptydoglikanie [Cunningham, 1991]. Aktywność lityczna lizozymu oparta jest na rozkładzie ściany komórkowej bakterii gram-dodatnich, np. Salmonella, Brucella, Pseudomonas, Escherichia, Listeria czystaphylococcus aaureus [Cunningham, 1991]. Kolejnym związkiem aktywnym, izolowanym z białka jaja, jest cystatyna, posiadająca aktywność inhibitorową wobec proteinaz cysteinowych jak ficyna, papaina i bromelanina. Ze względu na wysoką termostabilność, może znaleźć zastosowanie, jako środek konserwujący w produktach żywnościowych. Oprócz substancji aktywnych pochodzenia zwierzęcego, do czynników ograniczających działanie mikroflory patogennej obecnej w żywności należą bakteriocyny. W naturalnych warunkach, są to produkty metabolizmu białek, syntetyzowane przez mikroorganizmy w celu zahamowania rozwoju konkurencyjnej mikroflory. Wśród powszechnie znanych substancji bakteriostatycznych pochodzenia mikrobiologicznego, nizyna posiada największe znaczenie technologiczne. Aktywność tych związków zależy od wielkości por w błonach mikrobiologicznych, potencjału błony czy powinowactwa do lipidów, dlatego też główną wadą bakteriocyn jest zmienność charakteru aktywności z biobójczej na biostatyczną w zależności od składu żywności. W pracy zweryfikowano aktywność przeciwutleniającą i antymikrobiologiczną hydrozoli zawierających substancje biologicznie aktywne pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, bakteriocyny oraz chemiczny środek konserwujący. Wśród substancji pochodzenia roślinnego wykorzystano ekstrakty rozmarynu i czosnku a jako bioaktywne składniki pozyskane z surowców zwierzęcych lizozym i cystatynę. Nizyna była przedstawicielem grupy bakteriocyn, natomiast jako syntetyczny konserwant zastosowano heksametylenotetraminę(urotropina).

4 262 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk W celu oznaczenia aktywności przeciwutleniającej eksperymentalnych hydrozoli, przeprowadzono analizę z użyciem odczynnika DPPH (1,1- difenylo-2-pikrylohydrazyl), który jest stabilnym wolnym rodnikiem dezaktywowanym przez antyoksydanty. Aktywność przeciwdrobnoustrojową weryfikowano przy wykorzystaniu metody testu dyfuzyjnego wobec wybranych szczepów bakterii: Pseudomonas fluorescens i Staphylococcus aureus oraz drożdży Candida albicans. Praca wykonana w ramach projektu pt. Innowacyjne technologie produkcji biopreparatów na bazie nowej generacji jaj (OVOCURA), finansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, Materiały i metody badań Do wytwarzania eksperymentalnych hydrozolizatów wykorzystano: hydroksypropylometylocelulozę METHOCEL SX (Dow Wolff Cellulosics),lizozym o aktywności wyjściowej 1680 U/mg białka(ovopol), mieszaninę lizozym-cystatyna odpowiednio o aktywnościach: lizozym 1410 U/mg białka, cystatyna 3,77 U/mg białka, urotropinę (STANLAB), ekstrakt z czosnku FlavocapsKnoblauch i ekstrakt z rozmarynu Stabiloton WS (RAPS GmbH&Co. KG), nizynę Chrisin (Chr. Hansen), glicerynę roślinną (STANLAB) oraz 80 % kwas mlekowy Purac PCC80 (Purac). Układ doświadczenia umożliwiający ocenę interakcyjnego oddziaływania 6 czynników zmienności, zaprojektowano w oparciu o plan statystyczny o najmniejszym stopniu uwikłania i abberacji. Jako predykatory jakościowe przyjęto udział w eksperymentalnych hydrozolach ekstraktu z rozmarynu i czosnku, heksametylenotetraminy, nizyny, lizozymu oraz mieszaniny lizozym-cystatyna na dwóch poziomach zmienności tj.: 0% (poziom 0 czynnika) oraz odpowiednio: 0,1, 0,1, 1, 1, 0,5 i 0,5 (poziom doświadczalny czynnika) (tablica 1). Bazową substancję strukturotwórczą hydrozolizatów stanowił 1% roztwór hydroksypropylomeylocelulozy (HPMC) rozpuszczony w 0,25% wodnym roztworze kwasu L-mlekowego. Wszystkie składniki wprowadzano do hydrozolu w postaci roztworów wodnych. Udział plastyfikatora gliceryny roślinnej wynosił 25%, w stosunku do suchej masy składników. Zawartość w recepturze hydrozolu, gliceryny roślinnej pełniącej funkcję plastyfikatora, stanowił 25% w stosunku do suchej masy składników. Eksperymentalne zole i roztwory składników mieszano w takich proporcjach,

5 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli 263 aby uzyskiwać finalnie stężenia HPMC, kwasu L-mlekowy i gliceryny na stałych poziomach, zaś komponentów pełniących rolę predykatorów jakościowych, na poziomach założonych w modelu doświadczenia (tablica 1). Tablica 1. Układ doświadczalny urotropina ekstrakt czosnku Poziom czynnika [%] ekstrakt rozmarynu lizozym cystatyna Nr wariantu lizozym nizyna , , ,5 0, , ,5 0 0, ,1 0, ,5 0,1 0, ,5 10 0, , , ,5 12 0,5 0, , , ,5 14 0,5 0 0, , ,1 0, ,5 16 0,5 0,1 0, ,5 Źródło: Opracowanie własne Oznaczenie aktywności przeciwutleniającej jako zdolność zmiatania wolnych rodników DPPH Aktywność przeciwutleniającą oznaczano wprowadzając do 1 ml hydrozolu 1 ml 96% etanolu. Następnie do mieszaniny dodawano 0,5 ml 0,3 mm etanolowego roztworu rodników DPPH i poddawano 30 minutowej inkubacji. Po tym czasie dokonywano pomiaru absorbancji przy długości fali λ=517 nm. Aktywność wyliczano w oparciu o krzywą wzorcową sporządzoną dla Troloxu [mg/ml] [Chen, 2007] Oznaczenie aktywności przeciwdrobnoustrojowej metodą testu dyfuzyjnego

6 264 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk Oznaczenie przeprowadzone na wybranych szczepach bakterii: Pseudomonas fluorescens PCM 1889(G-) i Staphylococcus ureus PCM 1932(G+), pozyskanych z kolekcji Państwowej Akademii Nauk we Wrocławiu. Inokulum: 25ml podłoża TSB (w kolbach stożkowych) zaszczepiano komórkami bakterii przechowywanymi na skosie w temp. chłodniczej. Hodowlę prowadzono 24 godziny w wytrząsarce z łaźnią wodną (38 C, 120 rpm). Następnie pobierano 500 μl zawiesiny do kolby stożkowej z 25 ml podłoża, pozostawiono w łaźni wodnej z wytrząsarką (38 C, 120 rpm) przez 2 godziny. Stężenie gęstwy bakteryjnej oznaczano poprzez pomiar absorbancji przy λ= 550 nm (próbę odniesienia stanowiła pożywka). Gęstość wyliczano ze wzoru (skala McFarlanda): absorbancja x 12,05 (x 10 8 jtk/ml). Hodowla właściwa: zawiesinę komórek bakterii poddawano standaryzacji do i posiewano na podłoże stałe TSB w ilości 100μl. Na tak przygotowane podłoże nanoszono sterylne krążki bibułowe, na które wprowadzano badany czynnik (poszczególne warianty zoli) w ilości ok.100μl. Tak przygotowane płytki przechowywano w cieplarce (37 C przez 24h). Po tym czasie odczytywano wielkość średniej strefy hamowania wokół krążka [Pasupuleti, 2009]. Oznaczenie przeprowadzone na wybranym szczepie drożdży: Candida albicans PCM 2566, pochodząca z kolekcji Państwowej Akademii Nauk. Inokulum: 25ml podłoża z ekstraktem drożdżowym, maltozowym oraz bactopeptonem (w kolbach stożkowych) zaszczepiano komórkami drożdży przechowywanymi na skosie w temp. chłodniczej. Hodowlę prowadzono 24 godziny w wytrząsarce z łaźnią wodną (30 C, 120 rpm). Następnie pobierano 500 μl zawiesiny do kolby stożkowej z 25 ml podłoża, pozostawiono w łaźni wodnej z wytrząsarką (30 C, 120 rpm) przez 2 godziny. Stężenie gęstwy bakteryjnej oznaczano poprzez pomiar absorbancji przy λ= 550 nm (próbę odniesienia stanowiła pożywka). Gęstość wyliczano ze wzoru (skala McFarlanda): absorbancja x 12,05 (x 10 8 jtk/ml). Następnie zawiesinę (w ilości 100μl) posiewano na podłoże agarowe z ekstraktem drożdżowym, maltozowym, bactopeptonem oraz glukozą. Po upływie 10 minut nanoszono na podłoże sterylne krążki bibułowe, na które wprowadzano poszczególne warianty zoli w ilości ok.100μl. Płytki przechowywano w cieplarce (30 C przez 24h). Po tym czasie odczytywano wielkość średniej strefy hamowania wokół krążka [Pasupuleti, 2009].

7 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli Statystyczna analiza wyników Wyniki badań poddano analizie statystycznej stosując program statystyczny Statistica wersja 6.0. Wykorzystując statystyki nieparametryczne wyznaczono korelacje porządku rang Spearmana dla p 0,05 oraz średnie krańcowe dla badanych wielkości wejściowych. Korelacja rang Spearmana jest nieparametryczną miarą monotonicznej zależności statystycznej między zmiennymi losowymi. Współczynnik korelacji rang przyjmuje wartości z przedziału [-1;1], gdzie wartość -1 określa dokładną korelacje ujemna, 0 brak korelacji, a +1 dokładną korelacje dodatnią. 3. Omówienie wyników Analizując wyniki uzyskane w metodzie DPPH, najwyższe wartości średnich krańcowych zanotowano dla hydrozoli zawierających w swym składzie nizynę lub ekstrakt rozmarynu. Wykazano ujemną korelację dla wartości DPPH od dodatku ekstraktu czosnku (współ. R Spearmana = - 0,418) (tablica 2). Tablica 2. Wyniki korelacji porządku rang Spearmana wpływ substancji aktywnych na zdolność wymiatania wolnych rodników przez eksperymentalne hydrozole Predykator jakościowy Trolox [mg/ml] Urotropina 0,1037 Ekstrakt z czosnku -0,4180* Ekstrakt rozmarynu 0,6165* Lizozym 0,2361 Lizozym-cystatyna 0,0105 Nizyna 0,4481* * - istotność przy p 0,05 Źródło: Opracowanie własne. Pedraza-Chavierri [2006],stwierdzili istotną zależność pomiędzy wzrostem dodatku ekstraktu czosnku a zmniejszeniem zawartości wolnych rodników w układzie badawczym. Eksperymentalne hydrozole, sporządzone z dodatkiem ekstraktu rozmarynu i nizyny charakteryzowały się największą aktywnością przeciwutleniającą. Właściwości antyoksydacyjne ekstraktu rozmarynu porównywalne są do aktywności syntetycznych przeciwutleniaczy jak butylohydroksyanizol, czyniąc je jednymi z najintensywniejszych, naturalnych przeciwutleniaczy [Basaga, 1996, Almela, 2006].

8 266 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk W badaniach własnych, substancje biologiczne pochodzenia zwierzęcego wykazywały zbliżoną zdolność do wymiatania wolnych rodników, przy czym aktywność antyoksydacyjna lizozymu była o 10% wyższa niż mieszaniny lizozym-cystatyna (rysunek 1). Poddając analizie wyniki uzyskane dla substancji biologicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, nie wykazano właściwości hamujących wobec Pseudomonas fluorescens. Jasir [2004], w swych badaniach dotyczących cystatyny, potwierdzili brak właściwości inhibujących wobec bakterii Gram ujemnych. Istotną powierzchnię hamowania oznaczono dla nizyny i urotropiny, przy czym strefa hamowania obliczona dla eksperymentalnych zoli wytwarzanych z dodatkiem heksametylotetraminy była większa o 26% (rysunek 2). Analogiczne wyniki uzyskali Shirazinejad [2010], dowodząc jednoczenie zwiększonego działania inhibującego bakteriocyny w obecności kwasu mlekowego. Do odmiennych wyników doszli Chung [1989], stwierdzając brak aktywności antymikrobiologicznej nizyny, wobec bakterii z grupy Gram ujemnych. Rysunek 1. Wpływ dodatku substancji aktywnych na zdolność wymiatania wolnych rodników ; ekstrakt czosnku, ekstrakt rozmarynu, lizozym, mieszanina lizozym-cystatyna, nizyna, urotropina Źródło: Opracowanie własne. Jedynym związkiem aktywnym biologicznie, wykazującym zdolność hamowania wzrostu Staphylococcus aureus była nizyna. Średnia wielkość strefy hamowania, oznaczona dla wariantu zawierającego bakteriocynę, wynosiła 480 mm 2 (rysunek 3). Uzyskane wyniki znalazły potwierdzenie w badaniach Chung [1989] i Tippayatum [2007]. Nie wykazano aktywności antymikrobiologicznej w zolach zawierających mieszaninę lizozym-

9 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli 267 cystatyna. Do odmiennych wyników doszli Jasir [2004], dowodząc wpływu cystatyny pochodzenia zwierzęcego na aktywność wzrostu bakterii Gram dodatnich. Gołab [2005] stwierdzili zdolność lizozymu do ograniczenia wzrostu Staphylococcus aureus, jednakże wyniki te nie znalazły potwierdzenia w przedmiotowej pracy. Spośród ekstraktów roślinnych, uzyskiwanych z substancji aktywnych biologicznie, właściwości inhibujące wobec Candida albicans obserwowano dla ekstraktu rozmarynu. Mieszanina lizozym-cystatyna nie wykazywała zdolności hamowania wzrostu drożdży, w odróżnieniu od samego lizozymu, dla którego wielkość strefy hamowania wynosiła ok. 70 mm 2 (rysunek 4). Zastosowana substancja aktywna pochodzenia mikrobiologicznego, charakteryzowała się największą aktywnością hamowania wzrostu drobnoustrojów, w szerokim spektrum tj. bakterii i drożdży (rysunek 2,3,4). Rysunek 2. Wpływ dodatku substancji aktywnych na wielkość strefy hamowania wzrostu Pseudomonasfluorescens ; ekstrakt czosnku, ekstrakt rozmarynu, lizozym, mieszanina lizozym-cystatyna, nizyna, urotropina Źródło: Opracowanie własne.

10 268 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk Rysunek 3. Wpływ dodatku substancji aktywnych na wielkość strefy hamowania wzrostu Staphylococcusaureus ; ekstrakt czosnku, ekstrakt rozmarynu, lizozym, mieszanina lizozym-cystatyna, nizyna, urotropina Źródło: Opracowanie własne. Rysunek 4. Wpływ dodatku substancji aktywnych na wielkość strefy hamowania wzrostu Candida albicans ; ekstrakt czosnku, ekstrakt rozmarynu, lizozym, mieszanina lizozym-cystatyna, nizyna, urotropina Źródło: Opracowanie własne. Zarówno w przedmiotowej pracy jak i w badaniach Ignacio [2005] nie stwierdzono zdolności ograniczania wzrostu drożdży w preparatach wyprodukowanych z udziałem ekstraktu czosnku.

11 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli 269 Tablica 3. Wyniki korelacji porządku rang Spearmana, wpływ substancji aktywnych na hamowanie wzrostu drobnoustrojów Predykator jakościowy Staphylococcus aureus Candida albicans Pseudomonas fluorescens Urotropina -0,0782 0,0090 0,9259* Ekstrakt z czosnku 0,0421-0,0782 0,0321 Ekstrakt z rozmarynu 0,0150 0,3819* 0,0482 Lizozym 0,3579* 0,4872* 0,0417 Lizozym-cystatyna 0,0541 0,0000-0,0643 Nizyna 0,8662* 0,4000* 0,2314 * istotność przy p 0,05 Źródło: Opracowanie własne. Na podstawie wyznaczonych średnich krańcowych zaobserwowano, że dodatek substancji biologicznie aktywnych ekstraktu rozmarynu i lizozymu, ogranicza rozwój Candida albicans. Najwyższe wartości średnich krańcowych oznaczono w teście dyfuzyjnym wobec Pseudomonas fluorescens, dla eksperymentalnych hydrozoli zawierających urotropinę. W oparciu o uzyskane wyniki, stwierdzono istotną zależność pomiędzy dodatkiem bakteriocyny oraz lizozymu do biokompozytu a aktywnością wzrostu bakterii zarówno Gram dodatnich jak i Gram ujemnych (tablica 3). W oparciu o wyniki uzyskane w przeprowadzonych analizach, nie wykazano wpływu dodatku ekstraktu czosnku do zolu HPMC na polepszenie aktywność antymikrobiologicznej produktów. Odmienne wyniki uzyskał Daka [2009], dowodząc wpływu ekstraktu z czosnku na ograniczenie wzrostu Staphylococcus aureus. Zakończenie Spośród wszystkich analizowanych substancji aktywnych biologicznie, największą zdolność wymiatania wolnych rodników wykazywały eksperymentalne hydrozole zawierające ekstrakt rozmarynu. Hydrozole sporządzone z dodatkiem nizyny lub lizozymu charakteryzowały się najwyższą aktywnością hamowania wzrostu Staphylococcus aureus i Candida albicans. Jedynym czynnikiem ograniczającym rozwój Pseudomonas fluorescens był syntetyczny konserwant-heksametylenotetramina. Najwyższą aktywnością przeciwutleniającą i antymikrobiologiczną cechowała się nizyna.

12 270 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk Literatura 1. Almela L., Sanchez-Munoz B. (2006), Liquid chromatograpic mass spectrometric analysis of phenolics and free radical scavenging activity of rosemary extract from different raw material, Journal of Chromatography, nr Basaga H., Tekaya C. (1996), Antioxidative and free radical scavenging properties of rosemary extract, Lebensmettel, nr Chen J.C., Yeh Y.J. (2007), Phenolic content and DPPH radical scavenging activity of yam-containing surimi gels influenced by salt and heating, Asian Journal of Health and Information Sciences, nr Chung K.-T., Dicson J. (1989), Effect of nisin on growth of bacteria attached to meat, Applied and Enviromental Microbiology. 5. Cunningham S.E., Proctor V.A. (1991), Egg white lysozyme as a food preservative:an overview, World s Poultry Science Journal, nr Daka D. (2011), Antibacterial effect of garlic (Allium sativum) on Staphyloccus aureus: an in vitro study, African Journal of Biotechnology, nr Fasseas M., Mountzouris K. (2007), Antioxidant activity in meat treated with oregano and sage essential oils, Food Chemistry, nr Gołab K., Warwas M. (2005), Białka jaja kurzego właściwości biochemiczne i zastosowania, Żywność, Jakość, Nauka, Technologia, nr Ignacio D., Thai D. (2005), Comperative analysis of antifugal activity of natural remedies versus miconazole nitra te salt against Candida albicans, Biological Sciences Departament, California Polytechnic State University, San Luis Obispo. 10. Jasir A., Kasprzykowski J. (2004), New antimicrobial peptide active agains Gram-positive pathogens, Indian Journal Medicine Research, nr Kim, K.M., Chun, S.B. (2001), Differential regulation of NO availability from macrophages and endothelial cells by the garlic component S-allyl cysteine, Free Radical Biology & Medicine, nr Lawson, L.D. (1998), Garlic: a review of its medicinal effects and indicated active compounds, Phytomedicines of Europe: Chemistry and Biological Activity, nr Mielnik M. B., Aaby K. (2003), Commercial antioxidants control lipid oxidation in mechanically deboned turkey meat, Meat Sciences, nr Pasupuleti M., Davoudi M. (2009), Antimicrobial activity of a C-terminal peptide from human extracellular superoxide dismutase, BMC Research Notes, nr 136.

13 Przeciwdrobnoustrojowe i antyoksydacyjne właściwości hydrozoli Pedraza-Chaverri J., Medina-Campos O.N. (2006), Reactive oxygen species scavenging capacity of different cooked garlic preparations, Life Sciences, nr Prasad K., Laxdal V.A. (1996), Evaluation of hydroxyl radical-scavenging property of garlic, Molecular and Cellular Biochemistry, nr Pratt D., Hudson B. (1990), Natural antioxidants not exploited commercially, Food Antioxidants, Elsevier, Amsterdam. 18. Rutkowski A., Gwiazda S., Dąbrowski K. (2003), Kompendium dodatków do żywności, Wyd. Hortimex, Konin. 19. Shirazinejad A.R., Noryati I. (2010), Inhibitory effect of lactic acid and nisin on bacterial spoilage of chilled shrimp, World Academy of Science, Engineering and Technology, nr Szajdek A., Borowska J. (2004), Właściwości przeciwutleniające żywności pochodzenia roślinnego, Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, nr Tippayatum P., Chonhenchob V. (2007), Antibacterial activities of thymol, eugenol and nisin against some food spoilage bacteria, Kasetsart Journal, nr 41. Streszczenie Produkcja żywności pochodzenia naturalnego jest trendem, obowiązującym producentów do stosowania naturalnych konserwantów, takich jak: bakteriocyny lub związków pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. W pracy weryfikowano właściwości przeciwutleniające i antymikrobiologiczne hydrozoli zawierających substancje aktywne biologicznie pochodzenia roślinnego, zwierzęcego i mikrobiologicznego. Wykorzystano nizynę, lizozym oraz mieszaninę lizozymu i cystatyny. Ekstrakt rozmarynu i ekstrakt czosnku stanowiły substancje pochodzenia roślinnego. Składnikiem bazowym eksperymentalnych hydrozoli była hydroksypropylometyloceluloza. Uzyskane wyniki weryfikowano w odniesieniu do syntetycznego konserwantu heksametylenotetraminy. Aktywność antyoksydacyjną analizowano jako zdolność wymiatania wolnych rodników metodą DPPH. O właściwościach antymikrobiologicznych doświadczalnych biokompozytów wnioskowano w oparciu o wyniki testu dyfuzyjnego wobec Pseudomonas fluorescens, Staphylococcus aureus i Candida albicans. Ekstrakt rozmarynu wykazywał największą aktywność przeciwutleniającą (28 mg Troloxu/ml). Najszersze spektrum hamowania drobnoustrojów oznaczono dla nizyny. Największą strefę hamowania wzrostu wobec Staphylococcus aureus oraz Candida albicans (odpowiednio: ok. 480 mm 2 i ok.80 mm 2 ) stwierdzono dla biokompozytów sporządzonych z dodatkiem nizyny lub lizozymu. Spośród analizowanych substancji biologicznie aktywnych pochodzenia roślin-

14 272 K. Semeriak, J. Ambroziak-Haba, A. Zimoch, A. Jarmoluk nego, jedynie ekstrakt rozmarynu wykazywał działanie inhibujące wobec bakterii Gram dodatnich i drożdży. Słowa kluczowe lizozym, cystatyna, rozmaryn, nizyna, antymikrobiologiczne, przeciwutleniające Antimicrobial and antioxidant properties of hydrosols produced with biologically active substances (Summary) Production of natural food is a trend, which obligate producers to use natural preservatives such as: bacteriocins or plant or animal compounds. Antioxidant and antimicrobial properties of hydrosols containing biologically active substances of plant, animal and microbial origin were verified in the study. Nisin, lysozyme and a mixture of lysozyme and cystatin were used as bioactive substances. The rosemary and garlic extracts were used as substances of plant origin. Hydroxypropylmethylcellulose was used as the basic substance. The results of experimental hydrosols were verified in relation to synthetic preservatives hexamethylenetetramine. Antioxidant property was analyzed as the DPPH free radical scavenging activity. Diffusion test was used to check antimicrobial properties of experimental biocomposites against Pseudomonas fluorescens, Staphylococcus aureus and Candida albicans. The highest antioxidant activity (28 mg Troloxu / ml) was observed for rosemary extract. The best inactivation effect of microorganism growth was obtained for biocomposites with nisin. The largest zones of growth inhibition against Staphylococcus aureus and Candida albicans (480 mm 2 and 80 mm 2 respectively) were observed for biocomposites with nisin or lysozyme. Reduction of Gram-positive bacteria and yeast was noted for rosemary extract as one from plant origin bioactive substances used in experiment. Keywords lysozyme, cystatin, rosemary, nisin, antimicrobial, antioxidant