Près de la moitié des maladies d'origine alimentaire aux États-Unis de 1998 à 2008 ont été attribuées à des produits frais contaminés. La prévention et le contrôle de la contamination bactérienne sur les produits frais sont essentiels pour assurer la sécurité alimentaire. La stratégie actuelle reste le lavage industriel du produit dans de l'eau contenant du chlore. Cependant, en raison de l'inefficacité des désinfectants, il est urgent d'identifier des antimicrobiens alternatifs, notamment ceux d'origine naturelle, pour l'industrie des fruits et légumes.

Une équipe de chercheurs de la Wayne State University a exploré la nature, antimicrobiens sûrs et alternatifs pour réduire la contamination bactérienne. Les huiles essentielles végétales comme celles du thym, l'origan et le clou de girofle sont connus pour avoir un fort effet antimicrobien, mais actuellement leur utilisation dans la protection des aliments est limitée en raison de leur faible solubilité dans l'eau. L'équipe, dirigé par Yifan Zhang, Doctorat., professeur adjoint de nutrition et de sciences alimentaires au Collège des arts libéraux et des sciences, exploré des moyens de formuler des nanoémulsions d'huile pour augmenter la solubilité et la stabilité des huiles essentielles, et par conséquent, renforcer leur activité antimicrobienne.

"Une grande partie de la recherche sur l'efficacité antimicrobienne des huiles essentielles a été menée en utilisant des produits fabriqués en mélangeant des huiles non miscibles dans de l'eau ou une solution saline tamponnée au phosphate, " dit Zhang. " Cependant, en raison du caractère hydrophobe des huiles essentielles, les composés organiques des produits peuvent interférer avec la réduction de l'effet assainissant ou la durée de l'efficacité de ces huiles essentielles. Notre équipe s'est attachée à trouver une nouvelle approche pour inhiber ces bactéries avec l'utilisation d'huile d'origan, l'une des huiles essentielles végétales les plus efficaces avec effet antimicrobien."

Zhang, et puis-Ph.D. étudiant, Kanika Bhargava, actuellement professeur adjoint de sciences humaines de l'environnement à l'Université de Central Oklahoma, s'est approché de Sandro da Rocha, Doctorat., professeur agrégé de génie chimique et de science des matériaux au College of Engineering de Wayne State, pour explorer les options.

« Dans nos recherches, nous avons découvert que l'huile d'origan était capable d'inhiber les bactéries d'origine alimentaire courantes, tel que E. coli O157, Salmonelle et Listeria , dans de la laitue fraîche artificiellement contaminée", a déclaré Zhang. "Nous voulions explorer la possibilité d'un système de nanodistribution pour l'huile, qui est un domaine d'expertise du Dr da Rocha."

L'équipe a initialement envisagé l'utilisation de nanoparticules polymères solides pour la livraison de l'huile, mais da Rocha a suggéré l'utilisation de nanoémulsions.

"Mon équipe a estimé que l'utilisation de nanoémulsions améliorerait le taux de libération par rapport à d'autres nanoformulations, et la capacité du tensioactif de qualité alimentaire à mouiller la surface du produit, " a déclaré da Rocha. "Nous avons pu réduire L. monocytogenes, S. Typhimurium , et E. coli O157 sur laitue fraîche. Ancien Ph.D. étudiante Denise S. Conti, maintenant à la Division des génériques de la FDA, aidé à concevoir les nanoporteurs et à les caractériser.

L'équipe a ajouté que même s'il y a encore du travail à faire, leur étude suggère une promesse pour l'utilisation de nanoémulsions d'huiles essentielles comme alternative naturelle aux produits chimiques pour les contrôles de sécurité dans les produits.

« Nos futures recherches visent à étudier les effets antimicrobiens des nanoémulsions d'huiles essentielles dans diverses combinaisons, ainsi que de formuler les meilleures proportions de chaque ingrédient aux niveaux nécessaires les plus bas possibles nécessaires pour l'application alimentaire, ce qui en fin de compte aidera à maintenir le goût du produit. »