Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Synergistic photoinactivation of Escherichia coli and Listeria innocua by curcumin and lauric arginate ethyl ester micelles

Creators

  • 1. Eastern Regional Research Center
  • 2. Chulalongkorn University
  • 3. University of Guelph
  • 4. University of Massachusetts Amherst

Description

This study evaluated the changes in dispersibility in the aqueous phase, chemical stability, and antimicrobial activity of curcumin after being encapsulated in a lauric arginate ethyl ester (LAE) micelle. Stock curcumin-LAE solutions were prepared by titrating curcumin dissolved in ethanol into LAE aqueous solutions (pH 3.5). The LAE in the stock solutions inhibited the crystallization and prevented the chemical degradation of curcumin during storage at 20 °C. The antimicrobial activity of the curcumin-LAE solutions against Escherichia coli (E. coli) and Listeria innocua (L. innocua) cocktails was assessed by exposing the sample to UV-A light (λ = 365 nm) for 5 min. For samples with both LAE and curcumin at pH 3.5 during irradiation, synergistic antimicrobial activity was observed. The release of protein or nucleic acid from the cells indicated an increase in its membrane permeability after treatments which was due to LAE-facilitated interaction between the photosensitizer and the membrane. LAE could inactivate both bacteria within 10 min without UV-A light irradiation, only at pH 7, which shows that LAE's antimicrobial efficacy depends on the pH. Therefore, microbial inactivation by two mechanisms, photosensitization and permeability operating simultaneously, produced a curcumin-LAE solution that could inactivate bacteria at a broad pH range.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

قيمت هذه الدراسة التغيرات في قابلية التشتت في الطور المائي والاستقرار الكيميائي والنشاط المضاد للميكروبات للكركمين بعد تغليفه في مجهر إيثيل إستر لوريك (LAE). تم تحضير محاليل الكركمين- LAE المخزنة عن طريق معايرة الكركمين المذاب في الإيثانول في محاليل مائية LAE (الأس الهيدروجيني 3.5). قام LAE الموجود في محاليل المخزون بتثبيط التبلور ومنع التحلل الكيميائي للكركمين أثناء التخزين عند 20 درجة مئوية. تم تقييم النشاط المضاد للميكروبات لمحاليل الكركمين- LAE ضد الإشريكية القولونية (الإشريكية القولونية) والليستريا الحميدة (L. innocua) عن طريق تعريض العينة لضوء الأشعة فوق البنفسجية أ (λ = 365 نانومتر) لمدة 5 دقائق. بالنسبة للعينات التي تحتوي على كل من LAE والكركمين عند درجة الحموضة 3.5 أثناء التشعيع، لوحظ نشاط تآزري مضاد للميكروبات. يشير إطلاق البروتين أو الحمض النووي من الخلايا إلى زيادة في نفاذية الغشاء بعد المعالجات التي كانت بسبب التفاعل الذي يسرته LAE بين المحسس الضوئي والغشاء. يمكن لـ LAE تعطيل كلا البكتيريا في غضون 10 دقائق دون تشعيع ضوء UV - A، فقط عند درجة الحموضة 7، مما يدل على أن فعالية LAE المضادة للميكروبات تعتمد على درجة الحموضة. لذلك، أدى التعطيل الميكروبي من خلال آليتين، التحسس الضوئي والنفاذية التي تعمل في وقت واحد، إلى إنتاج محلول الكركمين- LAE الذي يمكن أن يعطل البكتيريا عند نطاق درجة حموضة واسع.

Translated Description (French)

Cette étude a évalué les changements de dispersibilité dans la phase aqueuse, la stabilité chimique et l'activité antimicrobienne de la curcumine après avoir été encapsulée dans une micelle d'ester éthylique d'arginate laurique (LAE). Les solutions mères de curcumine-LAE ont été préparées en titrant la curcumine dissoute dans l'éthanol en solutions aqueuses LAE (pH 3,5). L'ELA dans les solutions mères a inhibé la cristallisation et empêché la dégradation chimique de la curcumine lors du stockage à 20 °C. L'activité antimicrobienne des solutions de curcumine-LAE contre les cocktails Escherichia coli (E. coli) et Listeria innocua (L. innocua) a été évaluée en exposant l'échantillon à la lumière UV-A (λ = 365 nm) pendant 5 min. Pour les échantillons présentant à la fois un LAE et de la curcumine à pH 3,5 pendant l'irradiation, une activité antimicrobienne synergique a été observée. La libération de protéine ou d'acide nucléique des cellules a indiqué une augmentation de sa perméabilité membranaire après les traitements qui était due à l'interaction facilitée par LAE entre le photosensibilisateur et la membrane. L'ELA pourrait inactiver les deux bactéries en 10 min sans irradiation UV-A, uniquement à pH 7, ce qui montre que l'efficacité antimicrobienne de l'ELA dépend du pH. Par conséquent, l'inactivation microbienne par deux mécanismes, la photosensibilisation et la perméabilité fonctionnant simultanément, a produit une solution de curcumine-LAE qui pourrait inactiver les bactéries dans une large gamme de pH.

Translated Description (Spanish)

Este estudio evaluó los cambios en la dispersabilidad en la fase acuosa, la estabilidad química y la actividad antimicrobiana de la curcumina después de ser encapsulada en una micela de éster etílico de arginato láurico (LAE). Las soluciones madre de curcumina-LAE se prepararon titulando la curcumina disuelta en etanol en soluciones acuosas de LAE (pH 3,5). El LAE en las soluciones madre inhibió la cristalización y evitó la degradación química de la curcumina durante el almacenamiento a 20 °C. La actividad antimicrobiana de las soluciones de curcumina-LAE contra los cócteles de Escherichia coli (E. coli) y Listeria innocua (L. innocua) se evaluó exponiendo la muestra a luz UV-A (λ = 365 nm) durante 5 min. Para las muestras con LAE y curcumina a pH 3,5 durante la irradiación, se observó actividad antimicrobiana sinérgica. La liberación de proteína o ácido nucleico de las células indicó un aumento en la permeabilidad de su membrana después de los tratamientos que se debió a la interacción facilitada por LAE entre el fotosensibilizador y la membrana. LAE podría inactivar ambas bacterias en 10 minutos sin irradiación de luz UV-A, solo a pH 7, lo que muestra que la eficacia antimicrobiana de LAE depende del pH. Por lo tanto, la inactivación microbiana por dos mecanismos, la fotosensibilización y la permeabilidad que operan simultáneamente, produjeron una solución de curcumina-LAE que podría inactivar las bacterias en un amplio rango de pH.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التعطيل الضوئي التآزري للإشريكية القولونية والليستريا الحميدة بواسطة الكركمين و لوريك أرجينات إيثيل إستر ميسيلات
Translated title (French)
Photoinactivation synergique d'Escherichia coli et de Listeria innocua par la curcumine et les micelles d'ester éthylique d'arginate laurique
Translated title (Spanish)
Fotoinactivación sinérgica de Escherichia coli y Listeria innocua por micelas de curcumina y éster etílico de arginato láurico

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4311446693
DOI
10.1016/j.lwt.2022.114317

Is supplement to
https://openalex.org/W4311446693 (Other)
https://openalex.org/W4286233723 (Other)
https://openalex.org/W3154988971 (Other)
https://openalex.org/W2953014029 (Other)
https://openalex.org/W2793436208 (Other)
https://openalex.org/W2792812555 (Other)
https://openalex.org/W2373399930 (Other)
https://openalex.org/W2145418093 (Other)
https://openalex.org/W2131870506 (Other)
https://openalex.org/W2050239543 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1494121972
  • https://openalex.org/W1971724498
  • https://openalex.org/W1977191081
  • https://openalex.org/W1992551018
  • https://openalex.org/W1997594073
  • https://openalex.org/W2005147297
  • https://openalex.org/W2012713526
  • https://openalex.org/W2027839314
  • https://openalex.org/W2041685462
  • https://openalex.org/W2045788139
  • https://openalex.org/W2054087769
  • https://openalex.org/W2055401773
  • https://openalex.org/W2058035337
  • https://openalex.org/W2065935900
  • https://openalex.org/W2081608002
  • https://openalex.org/W2081973185
  • https://openalex.org/W209524673
  • https://openalex.org/W2113935598
  • https://openalex.org/W2125296457
  • https://openalex.org/W2144630525
  • https://openalex.org/W2147007028
  • https://openalex.org/W2147173298
  • https://openalex.org/W2170622299
  • https://openalex.org/W2180254332
  • https://openalex.org/W2346359432
  • https://openalex.org/W2559748264
  • https://openalex.org/W2614773512
  • https://openalex.org/W2770315137
  • https://openalex.org/W2800147280
  • https://openalex.org/W2912514188
  • https://openalex.org/W2922039802
  • https://openalex.org/W2947594316
  • https://openalex.org/W2983797310
  • https://openalex.org/W2985057348
  • https://openalex.org/W3024878028
  • https://openalex.org/W3144748121
  • https://openalex.org/W3175687295
  • https://openalex.org/W3192870387
  • https://openalex.org/W4235929579