Avaliação do efeito antimicrobiano e antioxidante de óleos essenciais associados a ácidos orgânicos aplicados na nutrição animal

Abstract

A utilização de antibióticos promotores de crescimento no controle de patógenos e como melhoradores das funções do trato gastrointestinal é uma prática comum na avicultura. Entretanto, buscam-se alternativas para substituição desses compostos mantendo a qualidade e ganhos produtivos. Nesse contexto, o presente estudo teve por objetivo avaliar o potencial antimicrobiano e antioxidante de óleos essenciais associados a ácidos orgânicos já disponíveis no mercado. Foram avaliados óleos essenciais de orégano (Thymus capitatus), cravo-da-índia (Eugenia caryophyllata), alecrim (Rosmarinus officinalis) e os ácidos orgânicos: propiônico, láctico e fórmico frente a 30 isolados ATCC e isolados de campo de Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis e Pasteurella multocida. O potencial antimicrobiano dos compostos foi testado através da avaliação de sensibilidade pelo método de difusão de gota, onde cinco compostos obtiveram atividade antibacteriana, sendo ácido fórmico com maior média de halos de inibição (32,09±1,01 mm) e dentre os óleos essenciais, cravo-daíndia apresentou média de 14,36±0,54 mm. Dos compostos com atividade antimicrobiana, determinou-se a concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM), onde ácido fórmico obteve a menor CIM e CBM, seguida por ácido propiônico, ácido láctico, óleo essencial de cravo-da-índia e óleo essencial de alecrim. Através da CBM foi possível verificar a necessidade de maior concentração dos compostos para efetividade antibacteriana. Tais testes auxiliaram na seleção da avaliação de sinergia entre ácido fórmico e cravo-da-índia pelo método de Checkerboard frente a quatro isolados de campo, verificando que os compostos associados foram sinérgico frente à Salmonella Typhimurium (∑FIC 0,37), Salmonella Enteritidis (∑FIC 0,07) e Escherichia coli APEC (∑FIC 0,265) e um efeito aditivo frente Salmonella Gallinarum (∑FIC 0,515). Além disso, foram avaliados por método in silico (docking molecular) o potencial dos óleos essenciais e ácidos orgânicos em ligar-se a proteínas essenciais aos microrganismos, Dglutamato ligase (PDB ID: 1E0D) e DNA girase B (PDB ID: 4PRV) e confirmou-se que as moléculas com maior afinidade de ligação a essas estruturas foram ácido fórmico e cravo-da-índia. O poder antioxidante foi avaliado pelo método de captura do radical livre DPPH, sendo óleo essencial de cravo-da-índia possuiu maior atividade (IC50: 3,029 ug/mL), podendo ser comparado à atividade de antioxidantes sintéticos, como BHA (IC50: 3,31 ug/mL). Os resultados demonstram que os produtos testados possuem propriedades antimicrobianas e antioxidantes, sugerindo aplicabilidade em formulações sinérgicas, que possam vir a ser efetivas para uma ampla diversidade patógenos na avicultura.

The use of growth-promoting antibiotics to control pathogens and improve the functions of the gastrointestinal tract is a common practice in poultry. However, alternatives are sought to replace these compounds while maintaining quality and productive gains. In this context, this study aimed to evaluate the antimicrobial and antioxidant potential of essential oils associated with organic acids already available on the market. Essential oil of oregano (Thymus capitatus), clove (Eugenia caryophyllata), rosemary (Rosmarinus officinalis) and organic acids: propionic, lactic and formic were evaluated against 30 ATCC isolates and field isolates of Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis and Pasteurella multocida. The antimicrobial potential of the compounds was tested through the sensitivity evaluation by the drop diffusion method, where five compounds obtained antibacterial activity, being formic acid with the big mean inhibition halos (32.09±1.01 mm) and among the oils essential, cloves had a mean of 14.36±0.54 mm. Of the compounds with antimicrobial activity, the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (CBM) were determined, where formic acid had the lowest MIC, followed by propionic acid, lactic acid, clove essential oil and oil Rosemary essential. Through CBM, it was possible to verify the need for a higher concentration of compounds for antibacterial effectiveness. These tests determined the evaluation of synergy between formic acid and cloves by the Checkerboard method against four field isolates, verifying that the associated compounds were synergistic against Salmonella Typhimurium (∑FIC 0.37), Salmonella Enteritidis (∑ FIC 0.07) and Escherichia coli APEC (∑FIC 0.265) and an additive effect against Salmonella Gallinarum (∑FIC 0.515). The potential of essential oils and organic acids to bind essential proteins to microorganisms, Dglutamate ligase (PDB ID: 1E0D) and DNA gyrase B (PDB ID: 4PRV) were evaluated by in silico method (molecular docking) and confirmed It is believed that the molecules with the highest binding affinity to these structures were formic acid and cloves. The antioxidant power was evaluated by the DPPH free radical capture method, and clove essential oil had higher activity (IC50: 3.029 ug/mL), which can be compared to the activity of synthetic antioxidants, such as BHA (IC50: 3 .31 µg/ml). The results demonstrate that the products tested have antimicrobial and antioxidant properties, suggesting applicability in synergistic formulations, which may be effective for a wide variety of pathogens in poultry.