Antibacterial activity of Mexican oregano (Lippia graveolens H.B.K.) essential oil against of bacteria associated with postharvest spoilage of strawberries and tomatoes

Die unsichtbaren Eindringlinge und der grüne Schutzschild

Stellen Sie sich Ihre Küche als eine geschäftige Stadt vor, in der frische Erdbeeren und Tomaten die VIP-Bewohner sind. Sie sind saftig, farbenfroh und voller Leben, aber sie haben eine große Schwäche: Sie sind weich und feucht. Dies macht sie zum perfekten Lebensraum für unsichtbare Eindringlinge – Bakterien. Stellen Sie sich diese Bakterien als winzige, mikroskopisch kleine Hausbesetzer vor, die einziehen, sich niederlassen und beginnen, die Nachbarschaft demoliert, indem sie Ihr knackiges Obst in ein matschiges, stinkendes Chaos verwandeln. Dieser Prozess wird als „Nachernteverderb“ bezeichnet, und er ist ein riesiges Problem, da er bedeutet, dass Unmengen an köstlichem Essen weggeworfen werden, noch bevor es jemals Ihren Teller erreicht.

Wissenschaftler wissen schon lange, dass man, um diese Hausbesetzer zu stoppen, genau wissen muss, wer sie sind. In der Vergangenheit war die Identifizierung von ihnen so, als würde man versuchen, einen Kriminellen anhand seines Schattens zu erkennen; man konnte zwar vermuten, dass er da war, aber man konnte sich nicht über seinen Namen sicher sein. Heute verwenden Wissenschaftler ein Werkzeug namens „16S rRNA-Gensequenzierung“, was wie ein genetischer Fingerabdruckscanner funktioniert. Es liest einen spezifischen Teil der DNA der Bakterien aus, um sie voneinander zu unterscheiden, ganz so, wie ein Barcodescanner im Supermarkt den Unterschied zwischen einer Tüte Chips und einer Schachtel Müsli erkennt. Sobald die Bösewichte identifiziert sind, besteht der nächste Schritt darin, einen Weg zu finden, sie ohne den Einsatz harter, synthetischer Chemikalien zu vertreiben. Hier kommt die Natur ins Spiel, die eine Bibliothek pflanzlicher Abwehrmechanismen bietet, einschließlich ätherischer Öle, die wie konzentrierte, flüchtige Versionen des Immunsystems einer Pflanze wirken.

Die Geschichte der Erdbeer- und Tomaten-Truppe

In dieser Studie beschloss ein Team von Forschern aus Mexiko, im lokalen Markt „El Refugio“ in Durango Detektivarbeit zu leisten. Sie suchten nicht nach irgendwelchen Bakterien; sie jagten nach den spezifischen „Hausbesetzern“, die genau dort in ihrem eigenen Hinterhof die Erdbeeren und Tomaten verdarben. Sie sammelten Proben von Früchten, die bereits Anzeichen von Verfall zeigten – weiche Stellen, Druckstellen und diesen wässrigen Look, der sagt: „Ich bin fertig.“

Die Detektivarbeit: Wer sind die Schuldigen?
Zuerst musste das Team die Bakterien einfangen und im Labor züchten, um einen klaren Blick auf sie zu bekommen. Sie isolierten vier verschiedene Stämme und gaben ihnen coole Codenamen: SB1 und SB2 von den Erdbeeren sowie TB1 und TB2 von den Tomaten.

Um herauszufinden, wer diese Bakterien waren, nutzten die Wissenschaftler einen zweistufigen Identifizierungsprozess. Zuerst betrachteten sie sie unter einem Mikroskop und beobachteten, wie sie auf einer Petrischale wuchsen. Es war wie das Überprüfen der Körpergröße, der Haarfarbe und des Gangs eines Verdächtigen.

• Zwei der Bakterien (SB1 und TB1) waren gramnegativ, was bedeutet, dass sie eine harte Außenhülle besaßen. Basierend auf ihrem Aussehen vermuteten die Wissenschaftler, dass sie zur Familie der Enterobacter gehörten.
• Die anderen beiden (SB2 und TB2) waren grampositiv, mit einer anderen Art von Zellwand. Sie sahen aus wie Mitglieder der Bacillus-Familie.

Doch Aussehen kann täuschen. Um die echte Identität zu ermitteln, nutzten die Forscher den genetischen Fingerabdruckscanner (16S rRNA-Sequenzierung). Sie nahmen ein winziges Stück der DNA der Bakterien und verglichen es mit einer riesigen globalen Datenbank. Die Ergebnisse waren ein wenig wie ein „Gesucht“-Poster, das nur den Vornamen lieferte.

• Die Enterobacter-Stämme waren sehr ähnlich zu Enterobacter cloacae und Enterobacter hormaechei.
• Die Bacillus-Stämme waren eng verwandt mit Bacillus subtilis und Bacillus mycoides.

Die Forscher waren sorgfältig darauf bedacht zu notieren, dass sie, da sie nur ein kurzes DNA-Stück lasen, sich nicht zu 100 % sicher über den exakten Artnamen für jeden einzelnen sein konnten. Es ist, als würde man ein Auto aus der Ferne sehen und wissen, dass es ein „Ford“ ist, aber nicht sagen können, ob es ein Mustang oder ein F-150 ist, ohne näher heranzugehen. Sie waren jedoch zuversichtlich genug, um zu sagen: „Ja, das sind definitiv Enterobacter und Bacillus“, was ein großer Schritt nach vorn ist, um zu verstehen, was unsere Lebensmittel verdirbt.

Der grüne Schild: Mexikanischer Oregano zur Rettung
Nachdem sie wussten, wer die Bösewichte waren, testete das Team eine natürliche Waffe: das ätherische Öl des mexikanischen Oreganos (Lippia graveolens). Dies ist nicht der getrocknete Oregano, den man über die Pizza streut; es ist ein potentes, konzentriertes Öl, das aus der Pflanze extrahiert wurde und vollgepackt ist mit starken Verbindungen namens Carvacrol und Thymol. Betrachten Sie diese Verbindungen als winzige, mikroskopische Vorschlagshämmer, die die Schutzwände der Bakterien zertrümmern, wodurch sie auslaufen und sterben.

Die Forscher mischten das Öl mit Wasser und einem Hilfsstoff (Tween 80), um eine Emulsion zu erzeugen, ähnlich wie bei der Herstellung eines Salatdressings, damit sich Öl und Wasser nicht trennen. Dann testeten sie diese Mischung gegen ihre vier bakteriellen Verdächtigen in verschiedenen Stärken: 0,01 %, 0,05 %, 0,1 %, 0,5 % und 1,0 %.

Die Ergebnisse: Ein großer Sieg für die Natur
Das Ergebnis war beeindruckend. Das ätherische Öl des mexikanischen Oreganos war eine Kraftpakete:

• Bei einer sehr geringen Konzentration von nur 0,05 % stoppte das Öl das Wachstum von drei der vier Bakterien (SB1, SB2 und TB1) vollständig. Es war wie ein Schutzfeld, das die Bakterien nicht durchbrechen konnten.
• Das vierte Bakterium, TB2 (ein Bacillus-Stamm), war etwas zäher. Es benötigte eine etwas höhere Dosis von 0,1 %, um vollständig gestoppt zu werden, aber auch es fiel dem Öl zum Opfer.

Die Forscher fanden heraus, dass das Öl bei beiden Arten von Bakterien wirkte, selbst bei denen mit den harten Außenhüllen (gramnegativ). Dies deutet darauf hin, dass die „Vorschlagshämmer“ im Öl stark genug sind, um fast jede bakterielle Verteidigung zu durchbrechen.

Was das bedeutet
Diese Studie hat nicht nur neue Bakterien gefunden; sie hat bewiesen, dass ein natürliches, lokal bezogenes Öl aus Mexiko ein hocheffektiver Schutzschild gegen die spezifischen Keime sein kann, die Erdbeeren und Tomaten verderben. Die Forscher schlagen vor, dass die Verwendung dieses Öls als natürliches Konservierungsmittel ein großartiger Weg sein könnte, um Lebensmittel länger frisch zu halten, ohne sich auf synthetische Chemikalien verlassen zu müssen. Obwohl sie anmerkten, dass weitere Arbeit nötig ist, um die exakten Artnamen zu bestätigen und dies in der realen Lagerung (nicht nur in einer Petrischale) zu testen, sind die Ergebnisse ein vielversprechender Schritt in Richtung einer Zukunft, in der unsere Lebensmittel dank der Kraft eines einfachen Krauts länger frisch bleiben.