Oblicza różnych odmian czosnku / The Many Faces of Garlic

Written by Katarzyna Gaweł-Bęben, Stanisław Surma, Beata Antosiewicz, Urszula Binduga, Stanisław Wołowiec, Jan Gmiński
Rate this item
(0 votes)

Afilacja: Katedra Zdrowia Publicznego i Chorób Cywilizacyjnych, Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania z siedzibą w Rzeszowie / Department of Public Health & Lifestyle Disorders, The University of Information Technology and Management in Rzeszow /Kierownik Katedry: Prof. zw. dr hab. n. med. Jan Gmiński

Streszczenie: Czosnek pospolity (lat. Allium sativum) od stuleci używany jest w różnych zakątkach świata ze względu na swoje walory smakowe, ale także szerokie spektrum właściwości leczniczych. Czosnek i jego preparaty są w ostatnim czasie przedmiotem intensywnych badań naukowych potwierdzających znane od wieków prozdrowotne działanie tej rośliny. Liczne doniesienia naukowe pokazują, że czosnek hamuje rozwój drobnoustrojów, obniża ciśnienie tętnicze krwi i stężenie cholesterolu, działa przeciwzapalnie i przeciwnowotworowo, neutralizuje szkodliwe działanie wolnych rodników oraz wspomaga układ odpornościowy. Analiza składników biologicznie aktywnych zawartych w główkach czosnku wykazała, że za większość prozdrowotnych właściwości czosnku odpowiedzialne są organiczne związki siarki, takie jak allicyna, uważana za najskuteczniejszą substancję przeciwdrobnoustrojową czosnku, a także disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, S-allilocysteina. Mimo że lecznicze właściwości czosnku znane są w każdym zakątku świata, w literaturze naukowej brak jest danych porównujących prozdrowotne właściwości odmian czosnku uprawianych w różnych regionach geograficznych. W celu zbadania, czy poszczególne odmiany czosnku różnią się aktywnością przeciwdrobnoustrojową przygotowano wodne ekstrakty z czosnku polskiego (odmiana „Harnaś”), chińskiego, uzbeckiego, portugalskiego, hiszpańskiego (odmiana „Violetta”) oraz dwóch odmian włoskich (czosnek biały i czosnek wytrawny) i porównano ich przeciwgrzybiczne właściwości wobec drożdży Saccharomyces cerevisiae. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że poszczególne ekstrakty różnią się aktywnością przeciwgrzybiczną; najsilniejsze działanie wykazują ekstrakty z czosnku uzbeckiego i portugalskiego, a najsłabsze ekstrakt z czosnku polskiego. Analiza zawartości organicznych związków siarki w poszczególnych ekstraktach metodą magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) pokazała, że badane odmiany czosnku cechują się różną zawartością aktywnych biologicznie związków chemicznych, takich jak allicyna. Niska zawartość allicyny jest najprawdopodobniej przyczyną słabszego działania przeciwgrzybicznego ekstraktu z czosnku polskiego. Podsumowując, uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że odmiany czosnku uprawiane w różnych regionach geograficznych znacznie różnią się zawartością aktywnych biologicznie związków siarki, posiadając tym samym zróżnicowaną aktywność biologiczną. Porównanie różnych właściwości odmian czosnku, takich jak neutralizowanie wolnych rodników i regulacja odpowiedzi immunologicznej pozwoli wskazać odmiany o najsilniejszym działaniu prozdrowotnym, będące wartościowym surowcem w produkcji preparatów leczniczych, suplementów diety i kosmeceutyków.

Słowa kluczowe: czosnek, allicyna, allinaza, drożdże

Abstract: Garlic (Allium sativum) has been used for centuries due to its characteristic, spicy taste, as well as healing properties. In recent years, garlic and its extracts have been under intensive investigation in order to evaluate their medicinal potential, known in many cultures worldwide. As shown by several research groups, garlic possess significant antimicrobial, anti-inflammatory and anticancer activities, lowers blood pressure and cholesterol level, neutralizes free radicals and supports the immune system. Further analysis of garlic cloves have revealed that the healing activity of garlic results from unusual content of sulfur-containing compounds, including diallyl disulfide, diallyl trisulfide, s-allylcysteine and alliicin, considered as the most affective antimicrobial compound of garlic. Despite the fact that the healing properties of garlic has been well-known worldwide for centuries, there is no data comparing the biological activity of garlic varieties grown in different geographical regions. In order to compare the antimicrobial properties of garlic varieties, aqueous extracts of Polish (variety “Harnaś”), Chinese, Uzbek, Portuguese, Spanish (variety “Violetta”) and Italian (varieties “white” and “seasoned”) garlics were prepared. The antifungal properties of these extracts were compared by monitoring the growth of Saccharomyces cerevisiae. The obtained data showed that aqueous extract of different garlic varieties possess diverse antifungal activity. The most effective were aqueous extracts from the Uzbek and Portuguese garlics, while the lowest antifungal activity displayed the Polish garlic extract. The content of sulfur-containing compounds present in different garlic varieties was then analysed using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. This analysis showed that the poor antifungal activity of the Polish garlic extract is most probably caused by the low content of organic sulfur compounds, such as alliicin.To summarize, we have shown for the first time that garlic varieties grown in various geographical regions contain different amount of biologically active sulfur compounds and display diverse antimicrobial activity. Further investigation will focus on the comparative assessment of the free-radical scavenging capacity and immunomodulatory properties of garlic varieties. The obtained results will help to choose the varieties of garlic which possess significant healing properties and would be valuable raw material in the production of pharmaceuticals, dietary supplements and cosmeceuticals.

Key words: garlic, alliicin, alliinase, yeast

 fotolia czosnek

Wstęp

Czosnek pospolity (Allium sativum) jest jedną z najstarszych roślin uprawianych przez człowieka, nie tylko ze względu na swoje właściwości przyprawowe, ale także w celach leczniczych. Ta pochodząca z Azji roślina cebulowa towarzyszy człowiekowi od co najmniej 5000 lat, o czym świadczą wzmianki o leczniczych właściwościach czosnku znalezione w starożytnych dokumentach z Egiptu, Grecji, Rzymu, Chin oraz Indii [1]. Współcześnie świeży czosnek oraz jego preparaty są tradycyjnie stosowane jako środki wspomagające w leczeniu infekcji bakteryjnych i wirusowych, a także grzybic i zakażeń pasożytniczych. W Rosji Allium sativum nazywany jest „rosyjską penicyliną”, powszechnie stosowaną w szpitalach i klinikach w leczeniu chorób zakaźnych [2]. W ostatnich latach pojawia się coraz więcej doniesień naukowych potwierdzających skuteczne działanie czosnku w zapobieganiu i leczeniu różnorodnych infekcji oraz identyfikujących substancje odpowiedzialne za unikalne właściwości tej rośliny.

Główki czosnku zawierają liczne glikozydy, flawonoidy, fitosterole, witaminy i pierwiastki śladowe, wśród których próbowano znaleźć substancje odpowiedzialne za prozdrowotne właściwości tej rośliny. Obecnie jednak większość danych pokazuje, że specyficzne właściwości czosnku i jego preparatów wynikają z wysokiej zawartości organicznych związków siarki, które stanowią nawet 1-3% suchej masy czosnku [3]. Do najlepiej poznanych, biologicznie czynnych związków siarki obecnych w czosnku zalicza się: disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, trisiarczek metyloallilu, S-allilocysteina i allicyna [4]. Wśród wymienionych substancji najsilniejsze działanie przeciwdrobnoustrojowe przypisuje się allicynie, która odpowiedzialna jest również za charakterystyczny, ostry zapach rozgniecionych ząbków czosnku [5]. Allicyna powstaje z pozbawionego zapachu aminokwasu alliiny, który nie posiada właściwości przeciwdrobnoustrojowych [6]. Reakcja przekształcania alliny w aktywną biologicznie allicynę wymaga obecności enzymu allinazy (E.C.4.4.1.4) (ryc. 1) [7]. Ponieważ allinaza i alliina są zlokalizowane w różnych częściach główki czosnku, do zapoczątkowania reakcji konieczne jest mechaniczne uszkodzenie rośliny umożliwiające fizyczny kontakt substratu i enzymu. Katalizowana przez allinazę reakcja przekształcania alliiny w allicynę jest niezwykle gwałtowna i zachodzi niemal natychmiast po zgnieceniu ząbków czosnku [7].

A 1 1

Ryc.1. Powstawanie allicyny z alliny przy udziale allinazy [3].

Czyste preparaty allicyny, a także ekstrakty z czosnku zawierające tę substancję wykazują silne bakteriobójcze działanie wobec szerokiego spektrum bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, należących do rodzajów Escherichia, Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus, Klebsiella, Proteus, Bacillus i Clostridium. Wrażliwość na substancje zawarte w czosnku wykazują nawet bakterie kwasooporne, takie jak Mycobacterium tuberculosis [3]. Coraz więcej doniesień pokazuje także, że czosnek może być skuteczny w zwalczaniu zakażeń Helicobacter pylori [8]. Mimo że stężenia, w których allicyna wykazuje swoje bakteriobójcze działanie są nieco wyższe niż stężenia większości stosowanych antybiotyków, allicyna jest aktywna także w stosunku do lekoopornych szczepów bakteryjnych, takich jak Escherichia coli, Enterococcus, Shigella dysenteriae, Schigella flexneri, and Shigella sonnei [3]. Allicyna często wykazuje synergistyczne działanie z niektórymi antybiotykami, takimi jak: amfoterycyna B [9, 10], wankomycyna [11], norfloksacyna i ampicylina [12].

Ekstrakty z czosnku posiadają także silne właściwości przeciwgrzybiczne oraz hamujące produkcję mykotoksyn. Podobnie jak w przypadku bakteriobójczych właściwości, za główny składnik grzybobójczy czosnku uważa się allicynę. Skuteczność czosnku wykazano m.in. w stosunku do: Aspergillus parasiticus [13], Cryptococcus neoformans [9], Candida albicans [14], Trichophyton sp., Epidermophyton sp. i Microsporum sp. [15].

Przeciwdrobnoustrojowe działanie allicyny związane jest z jej wysoką reaktywnością – wchodzi ona w reakcję z ważnymi enzymami komórkowymi, które zawierają grupy tiolowe (-SH), powodując ich utlenienie do grup sulfonowych (-SO3H) [16]. W komórkach bakteryjnych allicyna hamuje enzymy zaangażowane w syntezę acetylo-CoA, takie jak: kinaza octanowa i fosfotransacetylazę [17]. Jak wykazały eksperymenty z użyciem Salmonella typhimurium, niskie stężenia allicyny (0,2-0,5 mM) hamują także aktywność polimerazy RNA [18].

Mimo wysokiej wrażliwości wielu mikroorganizmów na allicynę, komórki ssaków są zasadniczo odporne na biobójcze działanie tej substancji. Toksyczne działanie wobec ssaczych linii komórkowych zaobserwowano dopiero przy stężeniach allicyny powyżej 100 µg/ml [16]. Większa odporność komórek ssaczych na allicynę wynika prawdopodobnie z większego stężenia glutationu w cytoplazmie, który dzięki swoim właściwościom przeciwutleniającym pomaga w odtwarzaniu grup tiolowych w zmienionych przez allicynę białkach [3]. Niska wrażliwość ssaczych komórek na działanie allicyny wskazuje na potencjalne zastosowanie tej substancji jako bakteriobójczego składnika produktów leczniczych i kosmeceutyków.

Ze względu na różnorodność i nietrwały charakter związków biologicznie czynnych zawartych w główkach czosnku bardzo istotna jest forma i sposób przygotowywania preparatów i ekstraktów z tej rośliny. Najsilniejsze właściwości przeciwdrobnoustrojowe wykazują ekstrakty z rozgniecionego, świeżego czosnku, ponieważ taki sposób ekstrakcji pozwala uzyskać preparat o największej zawartości przeciwdrobnoustrojowej allicyny [19]. Porównanie biobójczych właściwości ekstraktów z czosnku przygotowanych w wodzie, heksanie, chloroformie, metanolu i octanie etylu wobec larw Spodoptera litura wykazało, że najefektywniejsze działanie wykazują ekstrakty metanolowe (81% śmiertelności) i wodne (64% śmiertelności). Te dwa ekstrakty wykazały także największe działanie bakteriobójcze i grzybobójcze w stosunku do szczepów: Escherichia coli, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Candida albicans, podczas gdy ekstrakt metanolowy nie działał na Staphylococcus aureus i Candida albicans. Dodatek ekstraktów wykonanych w heksanie, chloroformie i octanie etylu nie wpływał na wzrost i przeżywalność wymienionych mikroorganizmów [20].

Mimo iż przeciwdrobnoustrojowe właściwości ekstraktów z czosnku oraz allicyny są wyczerpująco opisane i poparte licznymi danymi eksperymentalnymi, w literaturze naukowej brak jest danych analizujących właściwości przeciwdrobnoustrojowe różnych odmian czosnku. Celem niniejszej pracy było znalezienie odpowiedzi na pytanie: czy odmiany czosnku uprawiane w różnych regionach geograficznych różnią się aktywnością przeciwdrobnoustrojową; jakie są przyczyny zróżnicowanej aktywności biologicznej odmian czosnku; oraz które odmiany czosnku są najbardziej wartościowym surowcem do produkcji preparatów leczniczych.

Materiały i metody badawcze

Hodowla drożdży Saccharomyces cerevisiae

Drożdże piekarnicze Saccharomyces cerevisiae hodowano w płynnej pożywce YPD o składzie 1% ekstraktu drożdżowego (Beckton Dickinson), 2% peptonu (Becton Dickinson), 2% glukozy (Chempur). Hodowlę prowadzono na wytrząsarce w temperaturze 28°C.

Przygotowanie wodnych ekstraktów z czosnku

Wodne ekstrakty z czosnku przygotowano zgodnie z wcześniej opisaną procedurą [21]. 10 g obranych ząbków czosnku zanurzano w 100 ml wody destylowanej i blendowano w łaźni lodowej trzykrotnie przez 30 sekund. Otrzymaną zawiesinę inkubowano przez 30 minut w 4°C, a następnie wirowano przez 10 minut przy prędkości 3900g, w temperaturze 4°C. Uzyskany supernatant filtrowano przez sterylny filtr strzykawkowy 0,45 µm (Filtres Fioroni). Na potrzeby eksperymentu sterylny ekstrakt rozcieńczano w jałowej wodzie destylowanej.

Analiza wzrostu Saccharomyces cerevisiae w obecności ekstraktów z czosnku

Całonocną hodowlę drożdży rozcieńczono w pożywce YPD do OD600~0,3. Otrzymaną w ten sposób zawiesinę rozcieńczano w fizjologicznym roztworze soli (0,85% NaCl, Chempur), aby uzyskać rozcieńczenie 10-5. Do probówek zawierających 5 ml jałowej pożywki YPD dodawano po 200 µl rozcieńczonych drożdży oraz 500 µl przygotowanych rozcieńczeń wodnych ekstraktów z czosnku. Do hodowli kontrolnych dodawano 500 µl jałowej wody destylowanej. Drożdże hodowano w temperaturze 28°C na wytrząsarce. Po 12, 24, 36 oraz 48 godzinach hodowli mierzono gęstość optyczną hodowli (OD600) przy użyciu spektrofotometru UV-Vis AquaMate (Thermo Scientific). Każdy warunek eksperymentalny wykonano w trzech niezależnych powtórzeniach. Średnią arytmetyczną z otrzymanych pomiarów oraz błąd standardowy obliczono za pomocą programu GraphPad Prism 5 i przedstawiono w formie krzywych wzrostu.

Analiza zawartości organicznych związków siarki w ekstraktach czosnku techniką spektrometrii jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR)

1g obranych ząbków czosnku każdej z analizowanych odmian rozgnieciono w moździerzu z 5 ml chloroformu deuterowanego C2HCl3, bez dostępu O2. Przygotowane ekstrakty przenoszono do sterylnej kolby i inkubowano przez 12 godzin w temperaturze 10°C. Po tym czasie ekstrakty wykorzystano do analizy widm protonowych przy pomocy spektrofotometru NMR (Bruker) o częstości 300 MHz. Wszystkie ekstrakty analizowano za pomocą jednakowych parametrów (128 skanów, 25 minut).

Wyniki

Ekstrakty z różnych odmian czosnku wykazują zróżnicowaną aktywność przeciwgrzybiczną w stosunku do drożdży Saccharomyces cerevisiae

Aby odpowiedzieć na pytanie, czy odmiany czosnku pospolitego uprawiane w różnych regionach geograficznych posiadają takie same właściwości przeciwdrobnoustrojowe, wykonano wodne ekstrakty z czosnku polskiego (odmiana „Harnaś”), chińskiego, portugalskiego, uzbeckiego, hiszpańskiego (odmiana „Violetta”) oraz dwóch odmian włoskich (czosnek biały i czosnek wytrawny), a następnie zbadano ich wpływ na przeżywalność drożdży Saccharomyces cerevisiae. Wzrost drożdży monitorowano w hodowlach płynnych poprzez pomiary gęstości optycznej (OD600) po: 12, 24, 36 i 48 godzinach hodowli. Rycina 2. pokazuje wzrost hodowli drożdży w obecności ekstraktów z czosnku o stężeniu 10 mg/ml, 5 mg/ml, 2,5 mg/ml oraz 1,25 mg/ml. Jak wykazał eksperyment, dodatek 6 spośród 7 badanych ekstraktów z czosnku w stężeniu 10 mg/ml całkowicie zahamował wzrost Saccharomyces cerevisiae. Dodatek ekstraktów z czosnku w niższych stężeniach wykazywał zróżnicowane działanie na wzrost drożdży. Najsilniejsze działanie hamujące wzrost Saccharomyces cerevisiae wykazały ekstrakty z czosnku portugalskiego i uzbeckiego, których przeciwgrzybiczne działanie zaobserwowano nawet w najniższym badanym stężeniu ekstraktu 1,25 mg/ml (ryc. 2. F, G). Najsłabsze działanie spośród porównywanych odmian wykazywał czosnek polski „Harnaś”, który nawet w stężeniu 10 mg/ml nie wpływał hamująco na wzrost Saccharomyces cerevisiae (ryc. 2. C).

A 1 2

Ryc. 2. Wzrost Saccharomyces cerevisiae w obecności wodnych ekstraktów z różnych odmian czosnku.

Saccharomyces cerevisiae hodowano w podłożu płynnym w obecności wodnych ekstraktów z czosnku wytrawnego (A), białego (B), polskiego (C), hiszpańskiego (D), chińskiego (D), portugalskiego (F) oraz chińskiego (G) w stężeniach 10 mg/ml, 5 mg/ml, 2,5 mg/ml oraz 1,25 mg/ml. Do hodowli kontrolnej zamiast rozcieńczonych ekstraktów dodawano 500 µl jałowej wody destylowanej. Analiza gęstości hodowli drożdży po 12, 24, 36 i 48 godzinach wykazała, że najsilniejsze działanie przeciwgrzybiczne posiadają odmiany czosnku uzbeckiego i portugalskiego, a najmniejszy wpływ na wzrost drożdży wykazuje ekstrakt z czosnku polskiego.

 

Analizowane odmiany czosnku zawierają różną ilość biologicznie aktywnych związków siarki

Zgodnie z danymi literaturowymi, przeciwdrobnoustrojowe właściwości czosnku wynikają z wysokiej zawartości aktywnych biologicznie związków siarki, takich jak: disiarczek diallilu, trisiarczek diallilu, S-allilocysteina i przede wszystkim allicyna [3]. Na tej podstawie postawiono hipotezę, że zróżnicowane działanie przeciwgrzybiczne ekstraktów z czosnku w stosunku do Saccharomyces cerevisiae wynika z różnej zawartości wymienionych związków w analizowanych odmianach czosnku. Hipotezę tę zweryfikowano, analizując chloroformowe ekstrakty poszczególnych odmian przy pomocy spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Otrzymane widma protonowe przedstawiono na ryc. 3. Piki obrazujące zawartość allicyny i innych organicznych związków siarki zidentyfikowano w oparciu o dane literaturowe [22, 23] i zaznaczono ramką. Analiza porównawcza przedstawionych widm wykazała, że najwyższą zawartość przeciwdrobnoustrojowej allicyny i pozostałych związków siarki posiada czosnek portugalski (ryc. 3, widmo 6). Najmniejszą ilość wymienionych komponentów wykryto w ekstrakcie z polskiego czosnku „Harnaś” (ryc. 3, widmo 3).

A 1 3

Ryc. 3. Widma protonowe NMR obrazujące zawartość organicznych związków siarki     w ekstraktach z różnych odmian czosnku.

Zawartość organicznych związków siarki w chloroformowych ekstraktach z siedmiu różnych odmian czosnku porównano wykorzystując technikę NMR. Piki obrazujące zawartość organicznych związków siarki zaznaczono ramką. Pozostałe piki obrazują inne związki organiczne występujące w badanym materiale oraz rozpuszczalnik (C2HCl3).Analiza porównawcza widm protonowych, wykonanych przy identycznych parametrach spektroskopu, wykazała zróżnicowaną zawartość allicyny i innych związków siarki w poszczególnych odmianach czosnku. Strzałkami wskazano piki świadczące o najwyższej zawartości tych związków w ekstrakcie z czosnku portugalskiego (widmo 6) oraz najniższą zawartość biologicznie aktywnych komponentów w ekstrakcie z czosnku polskiego odmiany „Harnaś” (widmo 3).

Otrzymane wyniki, obrazujące ilość aktywnych biologicznie przeciwdrobnoustrojowych składników zawartych w poszczególnych odmianach czosnku, korelują z wynikami analiz mikrobiologicznych. Najsilniejsze działanie hamujące w stosunku do Saccharomyces cerevisiae wykazywał ekstrakt z czosnku portugalskiego, który zawiera najwięcej allicyny. Odmianą o najsłabszym działaniu przeciwgrzybicznym był polski czosnek „Harnaś”, który zgodnie z wykonaną analizą chemiczną zawiera najmniejszą ilość aktywnych biologicznie substancji.

Dyskusja i wnioski

Czosnek pospolity i jego preparaty są szeroko wykorzystywane nie tylko ze względu na swoje właściwości smakowe, ale przede wszystkim ze względu na znane od stuleci właściwości prozdrowotne. Współczesne badania naukowe dostarczają coraz bardziej przekonujących dowodów na szerokie spektrum działania substancji zawartych w czosnku. Do najszerzej opisanych i najlepiej poznanych właściwości czosnku należy jego działanie przeciwdrobnoustrojowe. Czosnek i jego ekstrakty hamują rozwój licznych szczepów bakteryjnych [3, 8, 11, 24], grzybów [6, 9, 13–15, 21], wirusów [25, 26] i pasożytów [3, 16]. Badania pokazują, że przeciwdrobnoustrojowe właściwości czosnku wynikają z wysokiej zawartości biologicznie czynnych, organicznych związków siarki, spośród których najsilniejsze działanie wykazuje allicyna [5]. Mimo że właściwości allicyny i innych aktywnych biologicznie substancji zawartych w czosnku zostały już szeroko opisane w literaturze, brak jest doniesień naukowych porównujących właściwości przeciwdrobnoustrojowe i zawartość biologicznie czynnych składników pomiędzy uprawianymi odmianami czosnku.

W niniejszej pracy po raz pierwszy porównano przeciwdrobnoustrojowe działanie wodnych ekstraktów siedmiu odmian czosnku pochodzących z różnych regionów geograficznych: Polski, Włoch, Hiszpanii, Chin, Portugalii i Uzbekistanu. Pierwszym etapem wykonanych badań było porównanie wpływu wodnych ekstraktów z wymienionych odmian na wzrost hodowli drożdży Saccharomyces cerevisiae. Uzyskane wyniki jednoznacznie wykazały, że poszczególne ekstrakty charakteryzują się zróżnicowaną aktywnością przeciwgrzybiczną (ryc. 2). Odmianami, które najskuteczniej hamowały wzrost drożdży, był czosnek portugalski oraz czosnek uzbecki. Ich hamujący wpływ obserwowalny był nawet w najniższym analizowanym stężeniu (1,25 mg/ml). Najsłabsze z kolei działanie przeciwdrobnoustrojowe wykazał ekstrakt z czosnku polskiego „Harnaś”, który nawet w stężeniu 10 mg/ml nie wpływał negatywnie na przeżywalność drożdży.

Ponieważ przeciwdrobnoustrojowe działanie czosnku i jego preparatów wynika z obecności biologicznie aktywnych związków siarki, wśród których najsilniejsze działanie wykazuje allicyna [3], postanowiono sprawdzić, czy zróżnicowana aktywność przeciwgrzybiczna odmian czosnku ma związek z różną zawartością allicyny i pozostałych związków siarki w poszczególnych odmianach. W tym celu wykonano widma protonowe poszczególnych odmian czosnku posługując się metodą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (ryc. 3). Analiza widm pokazała, że silne działanie przeciwgrzybiczne ekstraktów z czosnku portugalskiego i uzbeckiego koreluje z wysoką zawartością biologicznie aktywnych komponentów, takich jak allicyna. Niska zawartość allicyny jest także najbardziej prawdopodobną przyczyną słabego działania przeciwdrobnoustrojowego ekstraktu z czosnku polskiego „Harnaś”.

Jako roślina wykazująca szerokie spektrum właściwości prozdrowotnych czosnek jest wykorzystywany do produkcji licznych preparatów leczniczych, suplementów diety i maści. Dane literaturowe, opisujące działanie różnych ekstraktów i preparatów z czosnku, nie wskazują jednak, czy wszystkie uprawiane przez człowieka odmiany czosnku posiadają takie same właściwości biologiczne, a tym samym czy mają podobną wartość jako surowiec w produkcji preparatów leczniczych.

Wyniki prezentowane w niniejszej pracy po raz pierwszy porównują właściwości aż siedmiu odmian czosnku, wskazując na ich zróżnicowane działanie przeciwgrzybiczne i różną zawartość biologicznie aktywnych składników. Uzyskane wyniki są podstawą do analizy porównawczej innych właściwości czosnku, takich jak neutralizowanie wolnych rodników i regulacja odpowiedzi immunologicznej, która pozwoli wskazać odmiany o najsilniejszym działaniu prozdrowotnym będące wartościowym surowcem w produkcji preparatów leczniczych, suplementów diety i kosmeceutyków.

Piśmiennictwo

[1]      Bhandari P. Garlic (Allium sativum L.): A review of potential therapeutic applications. Int. J. Green Pharm. Medknow Publications and Media Pvt. Ltd.; 2012;6(2):118.

[2]      Elkins R, Tenney L. Garlic: Nature’s Amazing Nutritional and Medicinal Wonder Food. Midpoint Trade Books Incorporated; 1995.

[3]      Ankri S, Mirelman D. Antimicrobial properties of allicin from garlic. Microbes Infect. 1999;1(2):125–9.

[4]       Ariga T, Oshiba S, Tamada T. Platelet aggregation inhibitor in garlic. Lancet. 1981;1(8212):150–1.

[5]      Cavallito CJ, Bailey JH. Allicin, the Antibacterial Principle of Allium sativum. I. Isolation, Physical Properties and Antibacterial Action. J. Am. Chem. Soc. [Internet]. American Chemical Society; 1944;66(11):1950–1.

[6]      Stoll A, Seebeck E. Chemical Investigations on Alliin, the Specific Principle of Garlic. Nord FF, editor. Adv. Enzymol. Relat. Areas Mol. Biol. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc.; 1951 Jan 1;11.

[7]      Ellmore G., Feldberg R. Alliin lyase localization in bundle sheaths of garlic clove (Allium sativum). Am. J. Bot. 1994;81.

[8]      Cellini L, Di Campli E, Masulli M, Di Bartolomeo S, Allocati N. Inhibition of Helicobacter pylori by garlic extract (Allium sativum). FEMS Immunol. Med. Microbiol. 1996 ;13(4):273–7.

[9]      Davis LE, Shen J, Royer RE. In vitro synergism of concentrated Allium sativum extract and amphotericin B against Cryptococcus neoformans. Planta Med. [Internet]. 1994;60(6):546–9.

[10]    Ogita A, Fujita K-I, Tanaka T. Enhancement of the fungicidal activity of amphotericin B by allicin: effects on intracellular ergosterol trafficking. Planta Med. 2009;75(3):222–6.

[11]    Jonkers D, Sluimer J, Stobberingh E. Effect of garlic on vancomycin-resistant enterococci. Antimicrob. Agents Chemother. 1999;43(12):3045.

[12]    Ward PML, Fasitsas S, Katz SE. Inhibition, Resistance Development, and Increased Antibiotic and Antimicrobial Resistance Caused by Nutraceuticals. J. Food Prot. International Association for Food Protection; 2002;65(3):6.

[13]    Lawson L. The composition and chemistry of garlic cloves and processed garlic. Williams and Wilkins; 1996. p. 37–108.

[14]    Ghannoum MA. Studies on the anticandidal mode of action of Allium sativum (garlic). J. Gen. Microbiol. 1988;134(11):2917–24.

[15      Yamada Y, Azuma K. Evaluation of the in vitro antifungal activity of allicin. Antimicrob. Agents Chemother. 1977;11(4):743–9.

[16]    Ankri S, Miron T, Rabinkov A, Wilchek M, Mirelman D. Allicin from garlic strongly inhibits cysteine proteinases and cytopathic effects of Entamoeba histolytica. Antimicrob. Agents Chemother. 1997;41(10):2286–8.

[17]    Focke M, Feld A, Lichtenthaler K. Allicin, a naturally occurring antibiotic from garlic, specifically inhibits acetyl-CoA synthetase. FEBS Lett. 1990;261(1):106–8.

[18]     Feldberg RS, Chang SC, Kotik AN, Nadler M, Neuwirth Z, Sundstrom DC, et al. In vitro mechanism of inhibition of bacterial cell growth by allicin. Antimicrob. Agents Chemother. 1988;32(12):1763–8.

[19]    Marciniec K, Włodarczyk-Marciniec B. Przeciwnowotworowe właściwości czosnku. Postępy Fitoter. 2008; (2):90-95

[20]    Meriga B, Mopuri R, MuraliKrishna T. Insecticidal, antimicrobial and antioxidant activities of bulb extracts of Allium sativum. Asian Pac. J. Trop. Med. 2012;5(5):391–5.

[21]    Lemar KM, Turner MP, Lloyd D. Garlic (Allium sativum) as an anti-Candida agent: a comparison of the efficacy of fresh garlic and freeze-dried extracts. J. Appl. Microbiol. 2002;93(3):398–405.

[22]    Ilic D, Nikolic V, Nikolic L, Stankovic M, Stanojevic L. Thermal degradation, antioxidant and antimicrobial activity of the synthesized allicin and allicin incorportated in gel. Hem.ind. 2010;64(2):85–91.

[23]    Rabinkov A, Miron T, Konstantinovski L, Wilchek M, Mirelman D, Weiner L. The mode of action of allicin: trapping of radicals and interaction with thiol containing proteins. Biochim. Biophys. Acta 1998;1379(2):233–44.

[24]    Jonkers D. Antibacterial effect of garlic and omeprazole on Helicobacter pylori. J. Antimicrob. Chemother. 1999;43(6):837–9.

[25]    Tsai Y, Cole LL, Davis LE, Lockwood SJ, Simmons V, Wild GC. Antiviral properties of garlic: in vitro effects on influenza B, herpes simplex and coxsackie viruses. Planta Med. 1985;(5):460–1.

[26]    Weber ND, Andersen DO, North JA, Murray BK, Lawson LD, Hughes BG. In vitro virucidal effects of Allium sativum (garlic) extract and compounds. Planta Med. 1992;58(5):417–23.