Evaluación de la actividad antimicrobiana in vitro de aceites esenciales frente a microorganismos patógenos y del deterioro de alimento

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Date

2025-02

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Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Biotecnología

Abstract

Essential oils (EOs) are volatile compounds, rich in secondary metabolites such as monoterpenes and sesquiterpenes, noted for their antimicrobial activity, attributed to their hydrophobicity and high concentration of active phenols (thymol, carvacrol, and eugenol). These compounds alter the integrity of microbial membranes, increasing their permeability and generating oxidative stress. The agar diffusion method is used to categorize antimicrobial activity into four levels (+++; fully inhibited, ++; partially inhibited, +; slightly inhibited, and -; no inhibition). However, this method presented limitations due to the volatility and hydrophobicity of EOs, which affected their uniform diffusion. The in vitro evaluation of 50 EOs against 12 microorganisms revealed greater efficacy against Gram-positive bacteria due to their more permeable cell wall. Although Gram-negative bacteria are more resistant due to their complex outer membrane. EOs such as thyme and oregano were able to inhibit them thanks to their bioactive compounds. In contrast, anaerobic Clostridium perfringens showed complete resistance, likely due to their spore-forming capacity and the reduced production of reactive oxygen species (ROS) in the absence of oxygen, which limits the antimicrobial action of EOs. In fungi, thyme and cinnamon showed significant activity, while against beneficial bacteria the action was minimal. Their efficacy depends on the active compounds, oil volatility, and experimental conditions. Finally, EOs represent a sustainable and natural alternative as antimicrobial agents, aligning with the Sustainable Development Goals (SDGs). Their application in the food and pharmaceutical industries can improve food safety and meet the demand for natural preservatives in consumer products.

Description

Los aceites esenciales (AE) son compuestos volátiles, ricos en metabolitos secundarios como monoterpenos y sesquiterpenos, destacados por su actividad antimicrobiana, atribuida a su hidrofobicidad y alta concentración de fenoles activos (timol, carvacrol y eugenol). Estos compuestos alteran la integridad de las membranas microbianas, aumentando su permeabilidad y generando estrés oxidativo. El método de difusión en agar, utilizado para categorizar la actividad antimicrobiana en cuatro niveles (+++; totalmente inhibido, ++; parcialmente inhibido, +; ligeramente inhibido, y -; sin inhibición). Sin embargo, este método presentó limitaciones por la volatilidad e hidrofobicidad de los AE, que afectó su difusión uniforme. La evaluación in vitro de 50 AE contra 12 microorganismos reveló mayor eficacia frente a bacterias Gram positivas, por su pared celular más permeable. Aunque las Gram negativas, son más resistentes por su membrana externa compleja, AE como tomillo y orégano lograron inhibirlas gracias a sus compuestos bioactivos. En contraste, el Clostridium perfringens anaeróbico, mostraron resistencia total probablemente por su capacidad de formar esporas y reducir especies reactivas de oxígeno (ROS) en ausencia de oxígeno. En hongos, el tomillo y canela demostraron actividad significativa, mientras que contra bacterias beneficiosas la acción fue mínima. Su eficacia depende de los compuestos activos, la volatilidad de los aceites y las condiciones experimentales. Finalmente, los AE representan una alternativa sostenible y natural como compuestos antimicrobianos, alineándose con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Su aplicación en la industria alimentaria y farmacéutica puede mejorar la seguridad alimentaria y satisfacer la demanda de conservantes naturales en productos de consumo.

Keywords

BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA, SEGURIDAD ALIMENTARIA, ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA, ACEITES ESENCIALES, CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS, DETERIORO DE ALIMENTOS, CONSERVANTES NATURALES, MICROORGANISMOS PATÓGENOS

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