Bazı esansiyel yağların Campylobacter spp. üzerine antimikrobiyal etkilerinin ve etki mekanizmalarının incelenmesi
Investigation the antimicrobial activities and mechanisms of action of essential oils against Campylobacter spp.
Yazar: AYŞEGÜL MUTLU İNGÖK
Danışman: DOÇ. DR. HATİCE FUNDA KARBANCIOĞLU GÜLER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Tez çalışması kapsamında dereotu, kakule, kekik, fesleğen, kimyon, mercanköşk, rezene ve zencefil esansiyel yağları kullanılmıştır. Kullanılan bu esansiyel yağların kimyasal bileşimleri GC ve GC/MS ile analiz edilmiştir. Esansiyel yağların Campylobacter jejuni ve Campylobacter coli'ye karşı antimikrobiyal etkileri, antimikrobiyal etki çapı ve minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) değerlerinin belirlenmesiyle incelenmiştir. İnhibisyon etki çapları kuyucuk difüzyon yöntemi ile MİK değerleri ise klinik kültürler için agar dilüsyon, standart kültürler için ise broth mikrodilüsyon yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir. Farklı miktarlarda esansiyel yağ ilavesinden sonra klinik ve standart kültürlere karşı değişen oranlarda antibakteriyel etki gözlenmiştir. Campylobacter spp.'ye karşı zencefil, rezene ve fesleğen esansiyel yağları diğer yağlara daha düşük düzeylerde antimikrobiyal etki göstermiştir. En düşük MİK değerinin mercanköşk ve kekik esansiyel yağlarına, en yüksek MİK değerinin ise rezene esansiyel yağına ait olduğu belirlenmiştir. Çalışılan esansiyel yağların besiyerine difüzyon katsayılarının belirlenmesi ile yüksek antimikrobiyal etki çapı değerlerine sahip yağların difüzyon katsayılarının yüksek, damlacık boyutlarının ise düşük olduğu tespit edilmiştir. Zeta potansiyel değerleri ile antimikrobiyal etki arasında bir ilişki belirlenememiştir. Esansiyel yağların antimikrobiyal etki mekanizmasının belirlenmesi amacıyla bağıl elektrik iletkenliği, hücre dışına madde salımı ve hücre dışı ATP konsantrasyonları incelenmiştir. Esansiyel yağ ilavesinin ardından bağıl elektrik iletkenliği, hücre dışı madde salımı ve hücre dışı ATP konsantrasyonlarındaki artış, artan esansiyel yağ konsantrasyonu ile birlikte test edilen tüm yağlarda hem C. jejuni hem de C. coli'ye karşı belirgin bir şekilde artmıştır.  Antimikrobiyal aktivite mekanizmalarının belirlenmesi kapsamında gerçekleştirilen çalışma bulguları antimikrobiyal aktivitenin, membranda meydana gelen geçirgenlik artışı veya membran bütünlüğünün bozulması gibi hücre membranı ile doğrudan ilişkili faktörlere dayandığını göstermiştir.

Abstract:
In this study, cardamom, cumin, dill weed, thyme, oregano, fennel, ginger and basil essential oils were evaluated for their antibacterial activities against Campylobacter jejuni and Campylobacter coli. Additionally, essential oils were tested for their chemical compositions by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. Initial screening of antimicrobial activity of the essential oils was studied using an agar-well diffusion assay by measuring the diameter of the inhibition zone. Minimum inhibition concentration and minimum bacteriocide concentration values were determined by broth microdilution and agar dilution methods for standard and clinical isolates of Campylobacter spp. respectively. Using agar-well diffusion assay, all EOs inhibited the growth of tested bacteria at variable levels. The maximum diameter of inhibition zone and minimum MIC values were obtained for cardamom, cumin, dill weed, oregano, and thyme essential oils. Essential oils were also analysed for their diffusion abilities. Essential oils with low antimicrobial activities also have low diffusion coefficients and high oil droplet sizes. Relative electrical conductivity, release of cell constituents and extracellular ATP concentrations were determined in order to determine the mechanism of antimicrobial action. The results showed that after exposure to esssential oils, relative electrical conductivity, release of cell constituents and extracellular ATP concentrations increased significantly with the increased concentration of the essential oil. These results indicated that tested essentail oils caused disruption of the cytoplasmic membrane which became increasingly permeable and loss of their integrity and might be responsible for the antibacterial activity, led to the losses of cell constituents and cell death.