Resumen

Los agentes antimicrobianos sintetizados químicamente se han utilizado durante largo tiempo como conservantes en la industria alimentaria. Sin embargo, la demanda de productos más naturales por parte de los consumidores ha aumentado con los años, surgiendo la necesidad de encontrar fuentes de agentes antimicrobianos naturales, como hierbas y especias, o sus extractos o aceites esenciales. Los aceites esenciales son productos naturales compuestos de una mezcla de compuestos volátiles y aromáticos extraídos de diferentes partes de las plantas. Una fuente alternativa de dichos aceites esenciales son aquellos extraídos de pimienta gorda (Pimenta dioica), tomillo (Thymus vulgaris) y romero (Rosmarinus officinalis), que han inhibido el crecimiento de diferentes cepas microbianas. La aplicación de los aceites esenciales fue en fase vapor y evaluándose también a difusión de los mismos. En este trabajo se observó que el aceite esencial de tomillo fue el más efectivo entre los aceites esenciales probados (pimienta gorda, tomillo y romero) en sistemas modelo y en semillas de alfalfa, contra Listeria monocytogenes y Salmonella Typhimurium. También se observó que hubo una diferencia significativa (p ≤ 0.05) entre los sistemas (in vitro o en semillas de alfalfa) sin importar el microorganismo o el aceite esencial evaluado. El tratamiento de semillas de alfalfa con aceites esenciales en fase de vapor no afectó la germinación de las semillas, ni la aceptabilidad sensorial de los germinados obtenidos. Tampoco se encontró diferencia significativa (p ≥ 0.05) entre los germinados obtenido a partir de semillas sin tratamiento y los germinados obtenidos de semillas con tratamiento. Además, los aceites esenciales de pimienta gorda y romero no mostraron actividad inflamatoria cuando se expusieron a macrófagos humanos, pero se observó una potente actividad antiinflamatoria cuando el aceite de romero fue expuesto a macrófagos.

Abstract

Chemically synthesized antimicrobial agents have long been used as preservatives in the food industry. However, the demand for more natural products by consumers has increased over the years, leading to the need of finding sources of natural preservatives, such as herbs and spices, or their extracts or essential oils. Essential oils (EOs) are natural products composed of a mixture of volatile and aromatic compounds extracted from different parts of plants. An alternative source of EOs are the ones extracted from allspice (Pimenta dioica), thyme (Thymus vulgaris) and rosemary (Rosmarinus officinalis), which have inhibited the growth of different microorganism. EOs were tested in vapor phase, and their diffusion was also evaluated. Results showed that thyme EO was the most effective of the tested EOs (allspice, thyme and rosemary) on culture media and on alfalfa seeds, against Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium. There also was a significant (p ≤ 0.05) difference between systems (in vitro or on alfalfa seeds) regardless of the microorganism or the evaluated EO. Treatment of alfalfa seed with vapor phase EOs did not affect the seed germination or the sensory acceptability of the sprouts, obtained of treated seeds, were not significant (p ≥ 0.05) different from sprouts obtained from the non-treated seeds. In addition, the allspice and rosemary EOs showed no inflammatory activity when exposed to human macrophages, but a potent anti-inflammatory activity was measured when the oil from Rosmarinus officinalis was exposed to macrophages.

Palabras clave: Antimicrobial, Essential oils, alfalfa seeds.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Abstract

Capítulo 2. General Introduction

Capítulo 3. General Justification

Capítulo 4. Objectives

Capítulo 5. Research Paper I: Evaluation of the efficiency of allspice, thyme and rosemary essential oils on two foodborne pathogens in in-vitro and on alfalfa seeds, and their effect on sensory characteristics of the sprouts

Capítulo 6. Research Paper II: Antimicrobial, cytotoxic, and anti-inflammatory activities of Pimenta dioica and Rosmarinus officinalis essential oils

Capítulo 7. Research Paper III: Vapor phase antibacterial effect of thyme (Thymus vulgaris) and rosemary (Rosmarinus officinalis) essential oils and their major components at selected pH?s and temperatures

Capítulo 8. Research Paper IV: Vapor phase antibacterial activity, composition and diffusion of allspice, thyme and rosemary essential oils and their major components

Capítulo 9. General Conclusions

Capítulo 10. General Recomendations

Referencias

Anexo 1. Evidence of other publications

Anexo 2. Evidence of participation in congresses

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Lorenzo Leal, A. 2019. Antimicrobial, cytotoxic and anti-inflammatory activities of different essential oils, the diffusion of their main components when applied in vapor phase, as well as their effectiveness as antimicrobial agents and sensory effects in alfalfa seeds. Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Junio. Derechos Reservados © 2019.