Evaluation of the drying kinetic and antimicrobial activity of the essential oil and hydrolate of the aerial part of the Panc Stachys byzantina

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i17.24265

Keywords:

Mathematical modelling; Hidrodistillation; Steam drag; Listeria monocytogenes; Natural products.

Abstract

Stachys byzantina K. Koch, known in Brazil as “fish from the garden or pulmonary”, belongs to the Lamiaceae family, and is an unconventional food plant (Ufp). Reports show that this plant has different biological activities such as antioxidant, anti-inflammatory and microbiological inhibition. Due to its biological activities and the importance of rescuing species of Ufp, capable of presenting different applications, whether in natura, dehydrated form or through the extraction of volatile oils, which have great potential for use in industry. In this work, the drying kinetics and antimicrobial activity of essential oil and hydrolate, obtained by means of hydrodistillation and steam drag methods, were determined. For drying kinetics, the best fit mathematical model was the logarithmic one, with a coefficient of determination of 0.9995 and Chi-square 0.0007. Antimicrobial activity was performed by disk diffusion test against Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella gallinarium bacteria. It was possible to observe antibacterial activity against L. monocytogenes for both the essential oil (0.9 cm halo) and the hydrolate (1.0 cm halo), both obtained by steam drag using dry leaves at a temperature of 80 °C . In the consulted literature, no reports were found on the antibacterial activity of the essential oil and/or hydrolate of this Ufp against L. monocytogenes bacteria. Thus, these results may guide future work with the application of this plant material as an antimicrobial compound, since L. monocytogenes is a pathogenic contaminant in production lines in food industries.

References

Alves, J. J. L. et al. (2017). Cinética de secagem das folhas de Hyptis suaveolens. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 19(2), 168-176.

Alves, G. S. et al. (2016). Modelagem matemática para descrição da cinética de secagem da polpa da manga cv. Espada. Revista Principia, (31), 9-14.

Andrade, E. T. et al. (2006). Cinética de secagem e qualidade de sementes de feijão. Engevista, 8(2), 83-95.

Azevedo, T. D. (2018) Propriedades nutricionais, antioxidantes, antimicrobianas e toxicidade preliminar do peixinho da horta (Stachys byzantina K. Koch). Dissertação (mestrado em alimentação e nutrição).

Babalis, S. J., & Belessiotis, V. G. (2004). Influence of the drying conditions on the drying constants and moisture diffusivity during the thin-layer drying of figs. Journal of Food Engineering, 65(3), 449-458.

Bahadori, M. B. et al. (2020a). Essential oils of hedgenettles (Stachys inflata, S. lavandulifolia, and S. byzantina) have antioxidant, anti-Alzheimer, antidiabetic, and anti-obesity potential: A comparative study. Industrial Crops & Products, 145(112089), 1-8.

Bahadori, M. B. et al. (2020b). The health benefits of three Hedgenettle herbal teas (Stachys byzantina, Stachys inflata, and Stachys lavandulifolia) profiling phenolic and antioxidant activities. European Journal of Integrative Medicine, 36(101134), 1-7.

Barreiro, E. J; Bolzani, V. S da., & Viegas, C. Jr. (2006). Os produtos naturais e a química medicinal moderna. Revista Química Nova, 29(2), 326-337.

Borges, F. F. et al. (2019). Efeito da secagem sobre o rendimento de óleo essencial de capim-limão (Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf). Global Science and Technology, 12(3), 01-19.

Botrel, N. et al. (2020). Valor nutricional de hortaliças folhosas não convencionais cultivadas no Bioma Cerrado. Brazilian Journal of Food Technology, 23,1-7.

Busato, N. V. et al. (2014). Estratégias de modelagem da extração de óleos essenciais por hidrodestilação e destilação a vapor. Revista Ciência Rural, 44(9), 1574-1582.

Corrêa, J. L. G. et al. (2008). Desidratação osmótica de tomate seguida de secagem. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 10(1), 35-42.

Corrêa, P. C. et al. (2010). Modelagem matemática e determinação das propriedades termodinâmicas do café (Coffea arabica L.) durante o processo de secagem. Revista Ceres, 57(5), 595-601.

Duarte, C. et al. (2007). Activity of essential oils from Brazilian medicinal plants on Escherichia coli. Journal of Ethnopharmacology, 111, 197–201.

Erdemoglu. N. et al. (2006). Antioxidant Activities of Some Lamiaceae Plant Extracts. Phytotherapy Research, 20(1), 9-13.

Fogaça, M. B. et al. (2021). Estudo da cinética de secagem de folhas de Phormium tenax para uso em compósitos poliméricos. Revista de Engenharia e Tecnologia, 13(1), 105-114.

Goren, A. C. (2014) Use of Stachys species (Mountain Tea) as herbal tea and food. Records of Natural Products, 8(2), 71-82.

Isntituto Adolfo Lutz. (2008). Métodos físico-químicos para análise de alimentos. http://www.ial.sp.gov.br/resources/editorinplace/ial/2016_3_19/na alisedealimentosial_2008.pdf

Junior, P. S. S. et al. (2020). Alterações físico-químicas e biológicas dos óleos essenciais das folhas Alpinia zerumbet a partir de diferentes temperaturas de secagem. Brazilian Journal of Development, 6(4), 22392-22403.

Kashanaki, R. et al. (2010). Antimicrobial Activity and Volatile Constituents of Essential Oils from Leaf and Stem of Stachys byzantina C.Koch. Revista Jeopb, 13(3), 371 – 376.

Karizaki, V. M. (2016). Kinetic modeling and determination of mass transfer parameters during cooking of rice. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 38, 131- 138.

Khanavi, M. et al. (2005). Phytochemical investigation and anti-inflammatory activity of aerial parts of Stachys byzanthina C. Koch. Journal of Ethnopharmacology, 97(3), 463–468.

Koch, D.; Leitzke, M.; Monzani, R. M. (2014). Extração de óleos essenciais por meio de hidrodestilação para controle de fitopatógenos. VII MICTI – Mostra Nacional de Iniciação Cientifica e Tecnológica Interdisciplinar. IFC – Araquari.

Leite, A. L. M. P. et al. (2015). Contração volumétrica e cinética de secagem de fatias de banana variedade Terra. Pesquisa Agropecuária Tropical, 45(2), 155-162.

Martinazzo, A. P. et al. (2007). Análise e descrição matemática da cinética de secagem de folhas de capim-limão. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 11(3), 301-306.

Mahoney, D. B. J. et al (2022). Associations between Listeria monocytogenes genomic characteristics and adhesion to polystyrene at 8 °C. Food Microbiology, 102(103915), 1-9.

Montanari, C. A., & Bolzani, V. S. (2001). Planejamento racional de fármacos baseado em produtos naturais. Revista Química Nova, 24(1), 105-111.

Morteza-Semnani, K. et al. (2008). Antimicrobial Studies on Extracts of Four Species of Stachys. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 70(3), 403-406.

Savi, A. (2018) Caracterização química, potencial antimicrobiano e antioxidante de polissacarídeo extraído de cará-moela. Dissertação Mestrado Universidade Tecnológico Federal do Paraná (Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos).

Silva, L. F. L. et al. (2021). Nutritional characterisation and grouping of unconventional vegetables in Brazil. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 96, p. 508-513.

Silva, L. M. Q. de. et al. (2019). Avaliação da cinética de secagem do mandacaru (Cereus jamacaru P.DC.) EM ESTUFA. I Congresso Internacional de Meio Ambiente e Sociedade e III Congresso Internacional de Diversidade de Seminário.

Sousa, K. A. et al. (2011). Cinética de secagem do nabo forrageiro (Raphanus sativus L.). Revista Ciência Agronômica, 42(4), 883-892.

Souza, T. T. C. de.et al. (2021). Modelagem e propriedades termodinâmicas da secagem do epicarpo, mesocarpo e endocarpo do tucumã. Brazilian Journal of Food Technology, 24 (e2020032), 1-13.

Yousefbeyk. F. et al. (2021). Síntese verde de nanopartículas de prata de Stachys byzantina K. Koch: caracterização, atividade antioxidante, antibacteriana e citotóxica, Particulate Science and Technology, 39, 1-14.

Published

21/12/2021

How to Cite

FARFUS, A. P.; TEIXEIRA, S. D.; PEREIRA, E. A.; SANTOS, V. A. Q.; TOMAZINI, V. B.; ZANOELO, T. A.; SARTOR, J. F. Evaluation of the drying kinetic and antimicrobial activity of the essential oil and hydrolate of the aerial part of the Panc Stachys byzantina . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 17, p. e84101724265, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i17.24265. Disponível em: https://www.rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/24265. Acesso em: 19 apr. 2024.

Issue

Section

Engineerings