Attività antimicrobica di oli essenziali contro ceppi di Bacillus spp. e modifica dell’espressione di geni coinvolti nella risposta allo stress

Bacillus spp. comprende specie alteranti e patogene, che possono costituire un pericolo per la qualità e per la sicurezza degli alimenti. Questo lavoro mira a valutare gli effetti del trattamento con oli essenziali (OE) in ceppi di Bacillus spp. isolati da gnocchi ambient, stabili a temperatura ambiente. Tale trattamento rappresenta un evento stressante per la cellula che, a seconda della concentrazione e del tipo di OE applicato, può andare incontro a morte o subire danni, modificando l’espressione di specifici geni. Sei OE (Thymus vulgaris chemiotipo timolo, Thymus vulgaris chemiotipo p-cimene e timolo, Thymbra capitata chemiotipo carvacrolo, Origanum vulgare chemiotipo carvacrolo, Syzygium aromaticum chemiotipo eugenolo e Ocimum basilicum chemiotipo linalolo) sono stati saggiati contro 25 ceppi di Bacillus spp. (B. subtilis, B. cereus, B. thuringiensis e B. paranthracis) isolati da gnocchi ambient. La ricerca delle Minime Concentrazioni Inibenti (MIC) e Battericide (MBC) (1) e della Concentrazione Inibitoria Frazionaria (FIC) attraverso il metodo Checkerboard sono stati utilizzati per valutarne l’attività in singolo o combinata. L’espressione genica è stata valutata attraverso Real-time RT-PCR quantitativa. Gli OE di T. vulgaris (timolo), T. capitata e O. vulgare sono risultati i più attivi, con MIC a 48 ore e MBC tra 0.31-1.25 μL/mL (Fig. 1), e hanno mostrato azione commutativa se combinati a OE di S. aromaticum. I ceppi di B. subtilis sono stati leggermente più sensibili rispetto alle altre specie. L’esposizione di ceppi di B. subtilis e B. cereus a concentrazioni subletali di OE di T. vulgaris (timolo), uno tra i più attivi, ha aumentato l’espressione di geni coinvolti nell’integrità di membrana e nel quorum sensing a partire da 6-12 ore di esposizione. I geni maggiormente sovra-espressi sono stati diversi per le due specie (pbpF per B. subtilis e plcR per B. cereus). In generale, gli OE con chemiotipo timolo e carvacrolo sono risultati i più attivi, anche in combinazione con OE di S. aromaticum ma non con OE di O. basilicum. L’esposizione a OE di timo ha prodotto un evento stressante con aumento della fase lag dei microrganismi, che in questo modo tentano di riparare i danni alla membrana e di restaurare i meccanismi di comunicazione fondamentali per la sopravvivenza. In conclusione, gli OE di T. vulgaris (timolo), T. capitata e O. vulgare potrebbero essere utili per applicazioni alimentari contro Bacillus spp., anche in combinazione con OE meno attivi.