Hydrosols and essential oils on biological activities

J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 216-230, 2018.

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Evaluation of combinations of essential oils and essential oils with hydrosols on antimicrobial and antioxidant activities

[Evaluación de combinaciones de aceites esenciales y aceites esenciales con hidrosoles sobre actividades antimicrobianas y antioxidantes]

Yann-Olivier Hay1,2,3,4*, Miguel A. Abril-Sierra2, Luis G. Sequeda-Castañeda1*, Catherine Bonnafous5, Christine Raynaud3,4

1Chemistry Department, Science Faculty, Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia.
2Farmaverde CTA, Bogotá, Colombia.
3Université de Toulouse, INP-ENSIACET, LCA (Laboratoire de Chimie Agro-industrielle), F-31030 Toulouse, France.
4INRA, UMR1010-CAI, F-31030 Toulouse, France.
5Action Bio, Tantène, 46170 Pern, France.

*E-mail: yann.olivier.hay@gmail.com; lsequeda@javeriana.edu.co

Abstract

Context: Essential oils (EO) are commonly extracted from plants by steam distillation in which an aqueous phase called hydrosol (HD) is obtained. Unlike EO, hydrosol studies have been limited despite the interest of the food, cosmetic and phytotherapeutic industries to find natural preservative alternatives to synthetic ones.

Aims: To evaluate the in vitro antimicrobial and antioxidant efficacies of combinations of essential oils (EOs) and essential oils and hydrosols (HDs) of Lippia alba, Rosmarinus officinalis, and Thymus vulgaris.

Methods: The EOs and HDs were characterized by gas chromatography with flame ionization detector and gas chromatography coupled with mass spectrometry. Then, they were screened against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans and Aspergillus niger using the microdilution method for the four first strains and the agar diffusion method for Aspergillus niger. Antioxidant capacity was evaluated using ABTS method.

Results: Interactions between essential oils, and essential oils and hydrosols were found to be as microbicide, and for the first time, antioxidant using the fractional inhibitory concentration. When compared with individual EOs, EO-EO combinations diminished the microbicide minimum concentration.

Conclusions: The Thymus vulgaris EO-HD combination, in comparison with individual extracts, diminishes by four times the MBC against Escherichia coli and decrease by half their antioxidant capacity.

Keywords: essential oil; fractional inhibitory indices; hydrosol; Lippia alba; Rosmarinus officinalis; Thymus vulgaris.

Resumen

Contexto: Los aceites esenciales (AEs) se extraen comúnmente de las plantas por destilación con arrastre de vapor en la que se obtiene una fase acuosa llamada hidrosol (HDs). A diferencia de los AE, los estudios de los HD han sido limitados a pesar del interés de las industrias alimentaria, cosmética y fitoterapéutica de encontrar alternativas naturales de conservación.

Objetivos: Evaluar la eficacia antimicrobiana y antioxidante in vitro de las combinaciones de AEs, AEs e HDs de Lippia alba, Rosmarinus officinalis y Thymus vulgaris.

Métodos: Los AEs e HDs fueron caracterizados por cromatografía de gases con detector de ionización en llama y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. Luego se realizaron pruebas de detección contra Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans y Aspergillus niger utilizando el método de microdilución para las cuatro primeras cepas y el método de difusión en agar para Aspergillus niger. La actividad antioxidante se evaluó utilizando el método ABTS.

Resultados: Se encontró que las interacciones entre los aceites esenciales, aceites esenciales e hidrosoles eran microbicidas y, por primera vez, antioxidantes usando la concentración inhibidora fraccionada. Cuando se compararon con AEs individuales, las combinaciones AE-AE disminuyeron la concentración microbicida mínima.

Conclusiones: La combinación de tomillo AE-HD; en comparación con los extractos individuales, disminuye en cuatro veces el MBC contra Escherichia coli y disminuye a la mitad su actividad antioxidante.

Palabras Clave: aceite esencial; hidrosol; índices inhibición fraccionado; Lippia alba; Rosmarinus officinalis; Thymus vulgaris.

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Citation Format: Hay YO, Abril-Sierra MA, Sequeda-Castañeda LG, Bonnafous C, Raynaud C (2018) Evaluation of combinations of essential oils and essential oils with hydrosols on antimicrobial and antioxidant activities. J Pharm Pharmacogn Res 6(3): 216–230.

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