چرا عسل خاصیت ضد میکروبی دارد؟

خاصیت ضد میکروبی عسل مربوط به کدام ترکیبات است؟

پتاسیل خاصیت ضد میکروبی عسل متکی به اجزای تشکیل دهنده ی آن است. در عسل اجزایی وجود دارند که اثر ضد میکروبی غیرمستقیم را القا می کنند، با عفونت میکروبی از طریق فعال کردن سیستم ایمنی ، خواص ضد التهابی و پری بیوتیک مبارزه می گردد، و همچنین اجزا یا ویژگی هایی که فعالیت ضد میکروبی مستقیم را القا می کنند. این یکی توسط 2 نوع فعالیت ضد میکروبی، که به طور کلی در عسل پذیرفته شده است، ارائه می گردد: فعالیت پراکسید هیدروژن و فعالیت غیر پراکسیدی آن.

فعالیت پراکسید هیدروژن عسل از طریق آنزیمی به نام گلوکز اکسیداز (که در گذشته اینهیبین  inhibine نامیده می شد) پراکسید هیدروژن   (H2O2) را تولید می کند. زنبورها به شهدی که از گل ها جمع آوری کرده اند آن را اضافه می کنند تا گلوکز موجود در آن را اکسید کنند. و گلوکونولاکتون تولید می شود (که با اسید گلوکونیک، اسید اصلی عسل در تعادل است) و همچنین پراکسید هیدروژن تولید می گردد که فقط در طول زمان رسیده شدن عسل موثر است، زیرا یک عسل رسیده با قدرت کامل دارای سطح ناچیز و تقریبا غیرقابل شناسایی از هیدروژن پراکسید می باشد.

پراکسید اکسیداز در عسل رسیده به دلیل PH بسیار پایین آن غیر فعال می ماند. این آنزیم دارای pH بهینه 6.1 و با فعالیت خوب در محدوده  pH 5/5 تا 8  است، اما فعالیت آن به شدت زیر 5/5 کاهش و در 4 به نزدیک صفر افت می کند، به همین دلیل است که در عسل رسیده غیرفعال می ماند.

هنگامی که عسل با آب رقیق می شود یا در تماس با مایعات بدن موجود در زخم باز قرار می گیرد، دوباره فعال می گردد. در رقیق‌سازی، فعالیت با ضریب 2500-50000 افزایش می‌یابد.

 متأسفانه این ویژگی به عوامل زیادی بستگی دارد: گلوکز اکسیداز می تواند توسط آنزیم دیگری به نام کاتالاز که گاهی به مقدار زیاد در شهد برخی از گل ها وجود دارد، از بین برود. اولین بار در سال 1962 توسط Adcock گزارش داده شد. گلوکز اکسیداز در صورت قرار گرفتن در معرض نور از بین می رود (در برخی از عسل ها حتی مقدار بسیار کمی نور مرئی برای از بین بردن کامل آن کافی است، در حالی که برخی دیگر حتی تحت نور شدید خورشید تحت تأثیر قرار نمی گیرند).

در عسل معمولی، نتیجه ای بین این دو است. آنزیم ها مقدار پراکسید عسل را تعیین می کنند. گلوکز اکسیداز نیز به گرما بسیار حساس است (حتی به حرارت ایجاد شده توسط فرهای مایکروویو). تا دمای 55 درجه سانتیگراد تقریباً پایدار در نظر گرفته می شود. برخی از عسل ها فعالیت پراکسید بسیار بالایی از خود نشان می دهند، عسل درخت جره نمونه ای گویاست،

 اما برخی دیگر به هیچ وجه پراکسید هیدروژن را ذخیره و انباشته نمی کنند. عسل مانوکا در این دسته قرار می گیرد. تفاوت در انباشتگی پراکسید هیدروژن در عسل ها به دلیل تغییر در مقادیر گلوکز اکسیداز است. هیچ مطالعه ای برای ارزیابی غلظت گلوکز اکسیداز در عسل انجام نشده است. به طور کلی، برای عسل های تیره فعالیت پراکسید بالاتری در نظر گرفته می شود.

پراکسید هیدروژن نیز یک عامل سیتواستاتیک شناخته شده است. اما غلظت آن در عسل در سطح بسیار پایینی است، هزار بار کمتر از محلول ضد عفونی کننده رایج 3 درصدی موجود در داروخانه ها، بنابراین برای انسان و حیوانات بی خطر است.

تغییر در مقدار پراکسید هیدروژن در عسل ها به دلیل تفاوت در سطوح گلوکز اکسیداز است. هیچ مطالعه ای برای ارزیابی غلظت گلوکز اکسیداز در عسل انجام نشده است. به طور کلی، عسل های تیره دارای فعالیت پراکسید بالاتری در نظر گرفته می شوند.

اما تولید مستمر آن باعث فعالیت طولانی مدت می شود که می تواند به عنوان یک مزیت در نظر گرفته شود. (لازبی و همکاران، 2002) غلظت پراکسید هیدروژن در اندازه غیر سمی و پایدار احتمالاً توسط آنتی اکسیدان ها و کاتالاز مشتق شده از گرده تنظیم می گردد بطوری که مقادیر اضافی H2O2 را از بین می برد.

 فعالیت غیر پراکسیدی به تمام عوامل دیگری که در عسل وجود دارند و دارای فعالیت ضد میکروبی هستند، اما به فعالیت پراکسید مرتبط نیستند، اطلاق می شوند. با توجه به منبع گیاهی و جغرافیایی، عسل ها دارای خواص شیمیایی متفاوت و ویژگی های متنوعی هستند که باعث فعالیت ضد میکروبی آن ها می گردد.

خواص ضد میکروبی عسل

  1. PH اسیدیته عسل ها pH پایینی است.

 عسل های شکوفه دارای PH بین 3.3 تا 4.6 هستند (عسل شاه بلوط یک استثنا است، با pH بین 5 تا 6) و عسل های عسلک دارای pH  نسبتاً بالاتری بین 4.5 تا 6.5 هستند. عسل مانند یک بافر عمل می کند، به این معنی که pH آن با افزودن مقادیر کمی اسید و باز تغییر نمی کند. ظرفیت بافر به دلیل محتوای فسفات ها، کربنات ها و سایر نمک های معدنی موجود در عسل می باشد.

در سال 1984 توسط یاتسونامی و همکارانش نشان داده شد که pH پایین عسل دارای اثر ضد باکتریایی است. و دانشمندان دیگر اهمیت آن را به عنوان یک عامل ضد میکروبی تایید کردند. توضیح اصلی این است که عسل بهترین عملکرد را در برابر باکتری ها در محیط اسیدی دارد و محیط زخم اسیدی می باشد. با این حال، برخی با این نظریه مخالف بودند. 

   pH پایین در درجه اول به دلیل محتوای اسیدهایی است که بیشتر آنها توسط زنبورها اضافه گردیده است. اسید اصلی گلوکونیک اسید (گلوکونولاکتون) محصول اکسیداسیون گلوکز توسط آنزیم گلوکز اکسیداز با مقادیر متوسط ​​0.23-0.98٪ است. با این حال، این اسید به عنوان استر حلقوی یک لاکتون است و به اسیدیته فعال عسل کمک نمی کند.

اسیدهای دیگر در مقادیر جزئی یافت شده اند: فرمیک، استیک، سیتریک، لاکتیک، مالئیک، مالیک، اگزالیک، پیروگلوتامیک و سوکسینیک

خواص ضد میکروبی عسل

 2. محتوای آب کم:

  محتوای قند بالا. اسمولاریته بالا قندها عامل اصلی می باشد.

ترکیبات عسل که حدود 95 درصد وزن خشک عسل را تشکیل می دهند. حدود 25 قند مختلف در عسل شناسایی شده است . قندهای اصلی مونوساکاریدهای فروکتوز و گلوکز می باشند (که محصولات حاصل از هیدرولیز دی ساکارید ساکارز هستند.) الیگوساکاریدهای اصلی در عسل های شکوفه دی ساکاریدها هستند: ساکارز، مالتوز، تورانوز، ارلوز. عسل های عسلک حاوی تری ساکاریدها هستند: ملزیتوز و رافینوز. مقادیر کمی از تترا و پنتاساکارید نیز جدا شده است.

 میزان آب عسل بسیار کم است و معمولاً بین 15 تا 21 درصد می باشد. این دو ویژگی، محتوای کم آب و مقدار زیاد قند، از نظر برخی دانشمندان برای جلوگیری از رشد میکروب ها کافی است. برهم کنش قوی مولکول های قند با مولکول های آب باعث می شود تعداد کمی از مولکول های آب برای میکروارگانیسم ها در دسترس باشد.

اگرچه ممکن است برخی از مخمرها در عسل‌هایی با محتوای آب بیشتر زیست کنند که باعث فساد عسل می‌گردد، اما محتوای آب موجود برای رشد هر گونه‌ای بسیار کم است، اگر میزان آب کمتر از 17.1% باشد تخمیر رخ نمی‌دهد. قارچ‌ها معمولاً نسبت به باکتری‌ها نسبت به محتوای کم آب مقاوم‌تر هستند.

استافیلوکوکوس اورئوس تحمل فوق‌العاده بالایی نسبت به محتوای کم آب دارد، اما یکی از حساس‌ترین گونه‌ها به فعالیت ضد باکتریایی عسل است. مطالعات به وضوح نشان داد که در مهار کامل آن خیلی بیشتر اثر اسمزی دخیل است.

خواص ضد میکروبی عسل

3- اسیدهای آروماتیک ضد باکتریایی

 آقایان مولان ، راسل و دیگران د ر سال 1988 نشان داده اند که اسیدهایی در عسل وجود دارد که به فعالیت ضد باکتریایی آن کمک می کند: 10-HDA که اصلی ترین اسید ژل رویال با خواص ضد باکتریایی است در عسل نیز یافت شد. 3،5-دی متوکسی-4-هیدروکسی بنزوئیک اسید (سیرینژیک اسید)، متیل 3،5-دی متوکسی-4- هیدروکسی بنزوات (متیل سیرینگات)، و 3،4،5-تری متوکسی بنزوئیک اسید. 2-هیدروکسی-3-فنیل پروپیونیک اسید،

اسید فنولیک که به عنوان جزء اصلی عصاره ی اتری عسل مانوکا شناخته شده است، و 1.6-3.2 درصد از فعالیت غیر پراکسید آن را تشکیل می دهد. 1،4-دی هیدروکسی بنزن، جزء اصلی عصاره اتری عسل افعی. برخی از دانشمندان ادعا می کنند که کل فعالیت غیر پراکسیدی افعی ها به دلیل این جزء است.

4- چه ترکیباتی به عسل عطر می دهند؟

فنول ها و فلاونوئیدها بسیاری از پلی فنول ها از جمله اسیدهای فنولیک و فلاونوئیدهای موجود در عسل فعالیت ضد باکتریایی دارند. آقای آلوارز و همکاران در مطالعه‌ای با عسل‌های تک‌گل کوبایی، عسل‌هایی با محتوای فنلی بالاتر تمایل به فعالیت ضد باکتریایی بالاتری داشتند اثر قارچ کش عسل علیه نمونه آلبیکنس به دلیل اثر فلاونوئیدهای عسل است.

آقای کاندیراچی و همکارانش 2011 نشان دادند پینوسمبرین یک فلاونوئید اصلی در بره موم است و ترکیب فلاونوئیدی عسل و بره موم الگوی مشابهی دارند. با این حال، فلاونوئیدها فقط کمی در عسل حل می شوند: سطح پینوسمبرین تنها 1-2٪ از آنچه برای توضیح فعالیت غیر پراکسید مشاهده شده مورد نیاز است، مشخص شد.

با این حال، برخی از دانشمندان آن را در تصویر کلی از فعالیت ضد میکروبی عسل مهم می دانند. چرا عسل اینقدر ارزشمند است؟ پلی فنول ها چیست و برای چه چیزهایی مفید هستند؟

5- متیل گلیوکسال

عسل مانوکا به دلیل وجود متیل گلیوکسال با نام مستعار MGO یا MG به عنوان یک عسل ضد میکروبی قوی شناخته شده است. این ماده ای است که از قندها در طی عملیات حرارتی نگهداری طولانی مدت غذاها و نوشیدنی های حاوی کربوهیدرات تشکیل می شود. غلظت MGO در محصولات شیر ​​تخمیر شده، شراب، آبجو و قهوه بوداده در محدوده 3 تا 47 میلی گرم بر کیلوگرم یافت شده است.

 در عسل مانوکا و سایر عسل‌هایی که از درختان لپتوسپرم تهیه می‌شوند، MGO  از تبدیل دی هیدروکسی استون (DHA) موجود در غلظت‌های فوق‌العاده بالا در شهد گل‌های درختان تشکیل می‌شود. عسل مانوکا رسیده دارای هر دو نوع MGO و DHA است و به مرور DHA نیز به MGO تبدیل می شود و مقدار آن افزایش می یابد.

در مانوکا عسل MGO نیوزلند می تواند به 1282 میلی گرم بر کیلوگرم برسد و عسل برینگا استرالیا حتی می تواند بیش از 1700 میلی گرم در کیلوگرم باشد. MGO یک متابولیت واکنشی است که می تواند اثرات سمی داشته باشد. در حالی که اثرات مفید آن بر زخم ها به خوبی شناخته شده است، هنوز نگرانی هایی در مورد سمیت بالقوه MGO رژیم غذایی در عسل وجود دارد.

6- دفنسین-1

 این یک پروتئین عسل ضد باکتری است که منشا آن ژل رویال است و در عسل نیز یافت شده است این ماده توسط زنبور عسل (در غده هیپوفارنکس آن) ترشح می شود و مقدار موجود در عسل از عسلی به عسل دیگر متفاوت است. · سباستین ای.جی. زات و همکاران، در مطالعه‌ای در سال 2010 با عنوان «عسل به‌عنوان آنتی‌بیوتیک: دانشمندان یک ماده ناشناخته در عسل را شناسایی کردند که باکتری‌ها را می‌کشد» روشی را برای خنثی‌سازی انتخابی عوامل ضد باکتریایی شناخته‌شده در عسل و تعیین سهم آنتی‌باکتریایی هر کدام از آن‌ها را توسعه دادند. محققان جدا شدند

پروتئین defensin-1 که بخشی از سیستم ایمنی زنبور عسل است و توسط زنبورها به عسل اضافه می شود. · مطالعه سال 2011 “دو عسل اصلی دارویی دارای مکانیسم های مختلف فعالیت باکتریایی هستند” توسط کواکمن و همکاران، با هدف ارزیابی فعالیت باکتری کشی و مکانیسم اثرشان بررسی گردیدند..

 دو نوع عسل درجه طبی، تایید شده برای کاربرد در مدیریت زخم: عسل مانوکا و عسل روامیل Revamil +UMF16. نتایج نشان داد که هر دو عسل روامیل و عسل مانوکا دارای ترکیبات بسیار متمایز از فاکتورهای باکتری کشی بودند و تفاوت های قابل توجهی در فعالیت باکتری کشی نشان دادند. عسل روامیل در شرایط استاندارد در گلخانه تولید می شود.

 این مطالعه نشان داد که عوامل موثر در فعالیت باکتری کشی این عسل عبارتند از: – غلظت قند بالا، – پراکسید هیدروژن (H2O2)، در رقت 40٪ (v/v) H2O2 تا 0.25±3.47 میلی مولار در 24 ساعت انباشته شد. – متیل گلیوکسال (MGO) – مقدار یافت شده: 0.01±0.25 میلی مولار – پپتید ضد میکروبی کاتیونی: bee defensin-1، – PH پایین

عسل مانوکا از بوته مانوکا (Leptospermum scoparium) در نیوزیلند تولید می شود. این مطالعه نشان داد که هیچ دفنسین-1 و H2O2 در این عسل انباشته نشده است. تنها عواملی که باعث اثر ضد باکتریایی آن شد عبارتند از: – غلظت قند بالا – متیل گلیوکسال (MGO) – سطوح یافت شده: 1.70±10.94 میلی مولار، که 40 برابر بیشتر از غلظت در عسل روامیل است. – فاکتور(های) کاتیونی ناشناخته و عامل(های) باکتری کش غیر کاتیونی

7- باسیلومایسین و سایر پپتیدهای ضد قارچ

با نام مستعار باکتریوسین (میکروارگانیسم های موجود در عسل) عسل خام حاوی میکروارگانیسم هایی است که می توانند به قدرت ضد میکروبی عسل کمک کنند. با توجه به اینکه هیچ تاثیر سوء ی روی انسان ندارند. طبق تحقیقات «عسل و سایر فرآورده‌های زنبور عسل منبع باکتری‌های باکتریوسینوژن با فعالیت ضد استافیلوکوک باکتری‌کشی هستند».

 یک گروه تحقیقاتی که توسط پروفسور هیونگجا لی در سال 2008 انجام شد، نشان داد که عسل باید به عنوان منبع بالقوه میکروارگانیسم‌های تولیدکننده ترکیبات ضد میکروبی امیدوارکننده، به ویژه باکتریوسین‌ها در نظر گرفته شود. ایزوله باکتریایی TH13 به عنوان یک تولید کننده موثر ترکیب پپتیدی با فعالیت بالا در برابر P. larvaespp یافت شد. لاروها که عوامل بیماری لوک آمریکایی Foulbrood هستند. این یک بیماری زنبور عسل است که منجر به نابودی کلنی زنبور عسل می گردد. • جدا شده دیگر، با نام Bacillus thuringiensis SF316، نشان داده شد که توریسین H را به طور موثر تولید می کند، یک باکتریوسین که به شدت رشد باسیلوس سرئوس را مهار می کند

. در بین تمامی سویه های شاخص باکتریایی، لیستریا مونوسیتوژنز بیشترین حساسیت (69%) را به ترکیبات ضد میکروبی مختلف تولید شده توسط تمامی جدایه های باکتری فعال داشت (1655 از 2398)، در حالی که استافیلوکوکوس اورئوس دومین حساسیت را در بین تمام میکروارگانیسم های شاخص آزمایش شده نشان داد. • باکتری H215 فعالیت ضد قارچی بالایی در برابر B. fulva H25 نشان داد که یک کپک فاسد کننده مرتبط با آب میوه ها و نوشیدنی ها است.

 باکتری های حاصل از عسل ترکیب ضد قارچی به نام باسیلومایسین را تولید کردند که در محدوده وسیعی از  pH و عملیات حرارتی تا 100 درجه سانتیگراد پایدار بود. لی. اچ. چوری و همکاران. در سال 2013 پپتیدهای ضد قارچ دیگری از باسیلوس BH072، یک باکتری جدید دیگر موجود در عسل، جدا شد (مطالعه). این پپتید فعالیت ضد قارچی در برابر کپک هایی مانند: Aspergillus niger، Pythium و Botrytis cinerea نشان داد.

8- محصولات میلارد

 تجزیه کربوهیدرات این محصولات در عسل کانادایی و احتمالاً در هر عسلی وجود دارد و دارای فعالیت ضد باکتریایی است. در مقادیر کمتر، این مواد در عسل تازه نیز وجود دارد، اما محصولات میلارد در عسل‌های قدیمی‌تر یا عسل‌هایی که حرارت داده شده‌اند، یافت می‌شود. واکنش میلارد یک واکنش شیمیایی بین یک اسید آمینه و یک قند احیا کننده در محیط گرمایی، بالاتر از 285 درجه فارنهایت (140 درجه سانتیگراد) است. واکنش میلارد مسئول بسیاری از رنگ ها و طعم ها در مواد غذایی است: کارامل ساخته شده از شیر و شکر، قهوه ای شدن نان به نان تست، رنگ آبجو، شکلات، قهوه و شربت افرا.

Adcock, D. (1962). The effect of catalase on the inhibine and peroxide values of various honeys. Journal of Apicultural Research, 1(1), 38-40

https://doi.org/10.1080/00218839.1962.11100047

Dustmann, J. H. (1979). Antibacterial effect of honey. Apiacta, 14(1), 7-11

Lusby, P. E., Coombes, A., & Wilkinson, J. M. (2002). Honey: a potent agent for wound healing?. Journal of WOCN, 29(6), 295-300

https://doi.org/10.1067/mjw.2002.129073

Yatsunami, K., & Echigo, T. (1984). Antibacterial action of honey and royal jelly. Honeybee Sci, 5, 125-130

Mato, I., Huidobro, J. F., Simal-Lozano, J., & Sancho, M. T. (2003). Significance of nonaromatic organic acids in honey. Journal of food protection, 66(12), 2371-2376
 
Molan, P. C., & Russell, K. M. (1988). Non-peroxide antibacterial activity in some New Zealand honeys. Journal of Apicultural Research, 27(1), 62-67
 
 
Alvarez-Suarez, J. M., Tulipani, S., Romandini, S., Bertoli, E., & Battino, M. (2010). Contribution of honey in nutrition and human health: a review. Mediterranean Journal of Nutrition and Metabolism, 3(1), 15-23
 
 
Candiracci, M., Citterio, B., & Piatti, E. (2012). Antifungal activity of the honey flavonoid extract against Candida albicans. Food chemistry, 131(2), 493-499
 
 
Leone, A., Nigro, C., Nicolò, A., Prevenzano, I., Formisano, P., Beguinot, F., & Miele, C. (2021). The dual-role of methylglyoxal in tumor progression–novel therapeutic approaches. Frontiers in Oncology, 11, 645686
 
 
Kwakman, P. H., Velde, A. A. T., de Boer, L., Speijer, D., Christina Vandenbroucke‐Grauls, M. J., & Zaat, S. A. (2010). How honey kills bacteria. The FASEB Journal, 24(7), 2576-2582
 
 
Lee, H., Churey, J. J., & Worobo, R. W. (2008). Antimicrobial activity of bacterial isolates from different floral sources of honey. International journal of food microbiology, 126(1-2), 240-244
 
 

دیدگاهتان را بنویسید