Attività antibatterica di ac. laurico, monolaurina e lauroilarginato

Spezie, olii essenziali, acido laurico e suoi derivati sono impiegati nell’industria alimentare come agenti

naturali in grado di garantire la salubrità o per aumentare la durata della vita commerciale degli alimenti.

Gli antimicrobici ricavati dai vegetali sono ottenuti con varie tecniche da fiori, boccioli, semi, foglie, ramoscelli, corteccia, erbe, legno, frutti e radici delle  piante.

Alcuni degli estratti esercitano azione  antibatterica per gli olii essenziali particolarmente  presenti in

origano, aglio, cannella, cedro, coriandolo, prezzemolo, rosmarino, limone, salvia e vanillina (Tajkarimi  &coll. 2010).

Gli olii essenziali sono miscele di terpenoidi, sesquiterpeni, diterpeni insieme con idrocarburi aliftici, acidi,

alcoli, aldeidi, esteri aliciclici e lattoni (Fisher & coll.2006) .

Composti diversi, naturalmente presenti in natura o preparati per sintesi, dotati di attività antibatterica

sono l’acido laurico e i suoi due derivati monolaurina e argini nato laurico.

Si ritiene, ad esempio, che l’attività antimicrobica esercitata dal colostro umano sia mediata dall’idrolisi

dei trigliceridi ad opera della lipasi. Questo processo enzimatico libera acidi grassi(FA)e 1-monogliceri

(MG), i quali costituiscono la prima difesa dei neonati contro l’aggressione dei patogeni (Isaacs &coll.

2005).

Tra i componenti del colostro, gli acidi grassi a media catena (C-8 –C-14) ed i loro monogliceridi  sono 

attivi nei confronti di virus e streptococchi provenienti da bocca e naso di coloro che li accudiscono.

Oltre a ciò, è stato dimostrata la capacità di alcuni acidi grassi e dei loro monogliceridi di sopprimere

I geni responsabili dell’antibiotico resistenza e di provocare una frequenza di comparsa minore della

stessa nei batteri (Petshow & coll.1996; Ruzin & coll.!1998).

I composti citati non sono tossici ed è stato attuato il loro uso nel trattamento terapeutico di malattie

Infettive (Bergsson  & coll.2001,Nair & coll.2005;Rouse & coll.2005).

L’acido   laurico C-12) tra quelli a media catena esercita la più intensa attività antibatterica.

L’acido è presente  in alcuni alimenti come le noci di cocco,creme di cocco e  altri derivati in

concentrazioni elevate compreso  tra 11 e 37 g  della specialità e si trova anche nel latte materno in

quantità di 0,23 mg (USDA,1976,1982,1984,1998)

La monolaurina o  glicerolmonolaurato, glicerillaurato o 1_Lauroylac-glicerolo, é un monogliceride ottenuto dalla combinazione di glicerolo ed acido laurico. Il composto ha un effetto antibatterico pronunciato (Isaacs

& coll.2001;Preuss & coll.2005; Lieberman & coll. 2006;Carpo & coll.2007;Batovska

& coll.2009).

L’attivita antibatterica riscontrata dagli autori citati si è esercitata nei confronti di:

-Listeria monocytogenes

-Helycobacter pylori

-Haemophilus influenziate

-Staphylococcus aures

-Streptococcus agalactiae

-Streptococci gruppi A,B,F e G

-Bacillus antracis

-Mycobacterium terreum

In particolare lo studio di Batovska  & coll. (200)9,confermando  l’attività antibatterica di questo mono-

gliceride, ha dimostrato la sua maggiore efficacia rispetto a quella di altri monogliceridi come il  mono-

caprilico , il monocaprinico e il monomiristico .

La  monolaurina è stata utilizzata come conservante in prodotti a base di latte e nei cosmetici.

Un  terzo e nuovo composto  con acido laurico  è stato sintetizzato dai laboratori dai laboratori Miret

SA (LAMIESA,Spagna) ed   è  l’N’-L-arginina estere monoidrato   denominato LAE (Lauroilarginato estere) .

Le caratteristiche principali della molecola sono rappresentate da un’ ampia attività derivante dalla sua

struttura chimica di surfattant e alla sua tensioattività

Il prodotto è un   solido  igroscopico scioglibile in acqua fino alla concentrazione di 247 g/l con un punto

di fusione    compreso tra 50 e 58° C . Il suo coefficiente di partizione tra acqua e olio (soia,girasole,oliva)

è superiore a 10  ciò significa che  la molecola si localizza prevalentemente nella frazione acquosa, ove

si localizzano più facilmente i batteri (LIMA 2000).Tale proprietà avvantaggia LAE rispetto agli altri

conservanti non idrosolubili come  quelli prima citati.

LAE è stabile a pH compresi tra 3 e 7,mantenendo la sua attività antibatterica in questo intervallo.

Nel corpo umano LAE   è idrolizzato in composti naturali comunemente presenti negli alimenti consumati riuscendo innocuo consumatore.  La sua mancanza di tossicità  è stata documentata da molteplici  studi tossicologici (Ruckman & coll.2004 ,LMA031/004276;LMA050/04276.2000) cosicché il 1° settembre 2005 la FDA ha riconosciuto il composto come sostanza GRAS(Generalmente riconosciuta come innocua) permettendo il suo impiego come conservante in parecchie categorie di alimenti fino alla concentrazione ppm. di 200. Precedentemente l’USDA aveva concesso il suo impiego nelle carni, comprese quelle del pollame.

Proprietà antibatteriche in vitro

Nelle tabelle seguenti sono riportate le concentrazioni minime inibenti nei confronti di germi Gram pos

negativi,lieviti e muffe espresse in microgrammi/ml.(Manresa .2004)

Tabella n.1  MIC inibenti germi Gram positivi e Gram negativi.

Germi Gram positivi                                           mcg/ml       Germi Gram negativi                           mcg/ml

Alyciclobacillus acidiphilus  DSMZ 14558               8            Alcaligenes faecalis  ATCC 8750              14

Arthrobacter oxydans .    ATCC                                64          Bordetella bronchiseptica  ATCC 4817 126

Bacillus cereus var.mycoides ATCC  11778            32          Campylobacter jejuni ATCC  29428            8 

Bacillu s subtilis ATCC  6633                                     16          Campylobacter jejuni HC                            16

Clostridium botulinum  ATCC 19397                       64          Citrobacter freundii ATCC 22636              64        

Clostridium perfringens ATCC   77454                    16          Enterobacter aerogenes ATCC 13048       3

Clostridium perfringens ATCC 25601                      16          Enterobacter faecalis ATCC 27285              4

Lactobacillus  curvatus ATCC 25601                        16          Enterobacter sakazakii* ATCC 29544        32

Lactobacillus delbrueckii sp lactis  ATCC 10705     16          Escherichia coli 0157:H7 ATCC8739          32

Lactobacillus paracasei ATCC   25302                      16          Klebsiella pneumoniae  ATCC 4352           32

Lactobacillus plantarum ATCC 8014                         16          Proteus mirabilis   CECT 170                      32

Listeria monocytogenes   B4/97                                8            Pseudomonas aeruginosa ATCC                32

Listeria monocytogenes ATCC 15313                       32          Pseudomonas fluorescens ATCC13430    32

Leuconostoc  mesenteroi  des ATCC  19255             32        Salmonella cholerasuis  ATCC13076         8

Micrococcus luteus ATCC  9631                                128        Salmonella typhimurium ATCC 14928      32

Microbacterium phlei  ATCC 41423                          2            Shigella dysenteriae                                     8

Staphylococcus aureus ATCC 6538                           8            Serratia marcescens ATCC  10759             32

                                                                                                      Yersinia enterocolitica ATCC 27779           16

                                                                                                      Vibrio parahaemolyticus ATCC 17802       128

*Ora Chronobacter.

 

Tabella n 2  MIC inibenti lieviti e  muffe

Lieviti                                                    mcg/ml                                   muffe                                         mcg/ml

Candida albicans ATCC 10231                 10                               Aspergillus niger  ATCC 14604              32

Rhodotorula rubra C4645ECT 1158                 16                      Aureobasidium pullulans ATCC9348    16

Saccharomyces cerevisiae ATCC9763      32                               Gliocadium  virens ATCC 6205               16

                                                                                                          Chaetonium globosum   ATCC 6205      16

                                                                                                           Penicillium chrysogenum ATCC 9480    128

                                                                                                           Penicillium  funiculosum CECT2914       16

Altri esperimenti sono stati eseguiti per valutare  la MIC  sporicide di LAE nei confronti di Geobacillus

stereothermophilus, Thermoanaerobacterium  thermosaccaharolyticum e Clostridium sporogenes.

L’attivita sporicida del composto è risultata di 216 mcg/ml per Geobacillus stearothermophilus, di

102 mcg/ml per Thermobacterium thermosaccharolyticum e di 51 mcg/ml per Clostridium sporoge-

nes (Università di Barcellona. Comunicazione personale).

 

Meccanismo di azione

Le  capacità antimicrobiche   di LAE sono dovute alla sua azione sulla membrane citoplasmatiche

che impedisce i processi metabolici ed il loro ciclo normale senza lisare la cellula microbica (Rodri-

guez & coll.2004). Per esempio, gli effetti di LAE sui batteri Gram negativi (Salmonella  typhimurium

ATCC 14028) e Gram positivi (Staphylococcus aureus ATCC 6538) sono stati esaminati trattando i

due microrganismi con le loro concentrazioni minime inibenti di 32 e 8 mcg/ml rispettivamente

riscontrando alterazioni delle membrane citoplasmatiche con conseguente  modificazione alterati-

va del potenziale  di membrana. Non si è registrata,inoltre,comparsa di resistenza (Rodriguez & coll.

2004)

Conclusione

LAE 8 commercialmente Miramat) è un prodotto antibatterico innocuo  rapidamente idrolizzato nei

suoi due componenti naturali nel tratto gastroenterico:

Numerosi studi tossicologici hanno confermato la sua innocuità: le prove hanno preso in considera zio-

ne  la sua metabolizzazione negli animali   e nell’essere umano,hanno valutato la mutagenicita,la

tossicità acuta,sub cronica e cronica,l’effetto sull’apparato riproduttivo  e lo sviluppo della tossicità

dopo trattamento (Ruckman & coll.2004).Tutti i protocolli sperimentali delle prove sono riportati nelle EFSA

Opinions  SCCP/0873/04,SCCP/1106/0708/ in Efsa  Journal 2012 (14,2652-2666)   e nell’Australian   full

Report STD 130).Attualmente il prodotto   in via di approvazione per essere inserito nella lista degli

additivi per alimenti della UE.

 Riassunto

Vengono descritte le attività antimicrobiche  e in particolare quelle di un nuovo  antibatterico

di  possibile impiego  negli alimenti il Lauorilarginato (LAE)

Summary

Antibacterial  activity of Lauric acid,Monolaurin and Lauoryl arginate

The  antimicrobial  activities of lauric acid,monolaurin  and laourylarginate have been  reported in

the text. The  new  antimicrobial compounds Lauroyl arginate have been outlined in detail.

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