Quasi la metà delle malattie di origine alimentare negli Stati Uniti dal 1998 al 2008 sono state attribuite a prodotti freschi contaminati. La prevenzione e il controllo della contaminazione batterica sui prodotti freschi è fondamentale per garantire la sicurezza alimentare. L'attuale strategia rimane il lavaggio industriale del prodotto in acqua contenente cloro. Però, a causa dell'inefficacia del disinfettante, è urgente identificare antimicrobici alternativi, in particolare quelli di origine naturale, per l'industria dei prodotti.

Un team di ricercatori della Wayne State University ha esplorato la natura, antimicrobici sicuri e alternativi per ridurre la contaminazione batterica. Oli essenziali vegetali come quelli di timo, origano e chiodi di garofano sono noti per avere un forte effetto antimicrobico, ma attualmente il loro uso nella protezione degli alimenti è limitato a causa della loro bassa solubilità in acqua. Il gruppo, guidato da Yifan Zhang, dottorato di ricerca, assistente professore di nutrizione e scienze dell'alimentazione presso il College of Liberal Arts and Sciences, esplorato modi per formulare nanoemulsioni di olio per aumentare la solubilità e la stabilità degli oli essenziali, E conseguentemente, potenziare la loro attività antimicrobica.

"Gran parte della ricerca sull'efficacia antimicrobica degli oli essenziali è stata condotta utilizzando prodotti realizzati miscelando oli immiscibili in acqua o soluzione salina tamponata con fosfato, " disse Zhang. "Tuttavia, a causa della natura idrofoba degli oli essenziali, i composti organici dei prodotti possono interferire con la riduzione dell'effetto igienizzante o della durata dell'efficacia di questi oli essenziali. Il nostro team ha deciso di trovare un nuovo approccio per inibire questi batteri con l'uso di olio di origano, uno degli oli essenziali vegetali più efficaci con effetto antimicrobico."

Zhang, e poi-Ph.D. alunno, Kanika Bhargava, attualmente assistente professore di scienze ambientali umane presso l'Università dell'Oklahoma centrale, si avvicinò a Sandro da Rocha, dottorato di ricerca, professore associato di ingegneria chimica e scienza dei materiali presso il College of Engineering di Wayne State, per esplorare le opzioni.

"Nella nostra ricerca, abbiamo scoperto che l'olio di origano era in grado di inibire i comuni batteri di origine alimentare, come E. coli O157, Salmonella e Listeria , in lattuga fresca contaminata artificialmente" ha detto Zhang. "Volevamo esplorare la possibilità di un sistema di nanoconsegna per l'olio, che è un'area di competenza del Dr. da Rocha."

Il team ha inizialmente considerato l'uso di nanoparticelle polimeriche solide per la consegna dell'olio, ma da Rocha ha suggerito l'uso di nanoemulsioni.

"Il mio team ha ritenuto che l'uso di nanoemulsioni avrebbe migliorato la velocità di rilascio rispetto ad altre nanoformulazioni, e la capacità del tensioattivo alimentare di bagnare la superficie del prodotto, " ha detto da Rocha. "Siamo stati in grado di ridurre L. monocytogenes, S. Typhimurium , e E. coli O157 su lattuga fresca. Ex dottorato di ricerca studentessa Denise S. Conti, ora alla Divisione Generici della FDA, ha aiutato a progettare i nanovettori e a caratterizzarli."

Il team ha aggiunto che mentre c'è ancora del lavoro da fare, il loro studio suggerisce la promessa per l'uso di nanoemulsioni di oli essenziali come alternativa naturale ai prodotti chimici per i controlli di sicurezza nei prodotti.

"La nostra ricerca futura mira a studiare gli effetti antimicrobici delle nanoemulsioni di oli essenziali in varie combinazioni, oltre a formulare le migliori proporzioni di ciascun ingrediente ai livelli più bassi possibili necessari per l'applicazione alimentare, che alla fine aiuterà a mantenere il gusto del prodotto."