ANTIMICROBIAL ACTIVITY AND CHEMICAL CHARACTERIZATION OF DIFFERENT FLORAL ORIGIN HONEY

Abstract

ABSTRACT Objective: To evaluate the chemical characterization and antimicrobial activity of different floral origin honey samples against a wide range of bacterial strains , and to verify the nature of the active substance (s) . Methodology: Thirty –two different honey samples collected from different countries (raw and commercial honey ) were tested in vitro for antibacterial activity of standard and clinical isolates using cup plate diffusion technique . The same clinical isolates were tested in vitro for some antibiotics sensitivity. Different honey concentrations, ethyl acetate extracts and water residue were assessed in vitro for antibacterial activity . Topical dressing of cutaneous leishmaniasis of 25 hamsters with natural honey was compared with other 25 group treated by Pentostam injection. Extraction of honey was carried out by petroleum ether and ethyl acetate. The extracts were subjected to thin layer chromatography Ethyl acetate extracts were analyzed by HPLC and GC-MS for chemical Characterization to fingerprint honey samples according to their floral origin . 10 Results: All bacterial strains exhibited marked sensitivity to honey samples, even the most resistant bacterial strains to the commonly used antibiotics –MRSA and Pseudomonas spp. The clinical isolates showed remarkable resistance to the most antibiotics tested. Different honey concentrations inhibited bacterial growth even at low dilution 10%. Ethyl acetate extracts exhibited strong antibacterial activity while it is water residue showed no activity. Honey was found to be an effective treatment for the cutaneous leishmaniasis induced in hamsters as compared with control group which was treated by Pentostam injection. TLC of honey extracst resulted in different terpenoids and phenolic compounds. Analysis of honey samples by using HPLC and GC-MS revealed different phenolic compounds correlated with their botanical and geographical origin . Different honey samples showed different compounds according to their floral origin . Natural and commercial honeys samples exhibited potent antibacterial. Conclusion: The findings of the current study suggests that honey would be beneficial to control resistant bacterial strains without side effects. The active 11 fractions ( antibacterial of honey ) may be a valuable source of future therapeutic. Effectiveness of honey dressing in treatment of leishmanial ulcers gives a promising trend in controlling such cases. GC-MS profile reflect the floral source , and forms a basis of an attempt to fingerprint honey samples . Much of the effectiveness of honey as antibacterial activity was attributed to phenolics flavonoids, some of the volatile compounds , hydrogen peroxide normally present in honey due to the effect of some enzyme, the natural concentration and hygroscopic nature of honey, plus the cidic pH of honey . Honey can be used as a natural product without side effects .

12 مستخلص ا الأطروحة الأهداف : الهدف من دراسة البحث تقييم و تمييزأنواع عسل النحل المختلفة : الصفات الكيميائية والخصائص المضادة لنمو أنواع مختلفة من سلالات الباكتيريا المخبرية و السلالات الإكلينكية المعزولة من مرضى. و التعرف على طبيعة المادة الفعالة المضادة لنمو البكتيريا. طرق البحث : جمعت لهذه الدراسة 32 عينة عسل من مختلف أقطار العالم من عسل طبيعى من المناحل و عسل تجارى بأسماء ماركات عالمية بغرض معرفة خصائصه العلاجيه. أجريت الدراسات الميكروبيولوجية مخبريا لمعرفة تأثير عسل النحل على نموأنواع مختلفة من الباكتيريا المختبرية والإكلينكية المعزولة من المرضى و إستخدمت الأوساط الغذائيه المزروعة بالباكتيريا لمعرفة حساسيتها نحو عينات العسل المختلفه . وتم إختبار نفس المعزولات الباكتيريه لمعرفة حساسيتها لبعض المضادات الحيوية الشائعة الإستعمال. إستخدم العسل موضعيا علي تقرحات مرض اللشمانيا الجلدية المحدثة علي 25 من حيوانات التجارب - الهامستر – وتم علاج 25 من نفس الحيوانات بحقن البنتوستام. إشتملت الدراسات الكيمائية على إستخدام مستخلص الأثير البترولى و الإيثال أستيت على كروماتوغرافية الشرائح الرقيقة . و كذلك إستخدم جهاز الكروماتوغرافى ذو الأداء العالى للكشف عن مركبات الفينول الموجودة فى أنواع العسل المختلفة. تم تحليل خلاصة الإيثال أستيت بواسطة التحليل الكروماتوغرافى الغازى المقترن بمطياف - GC-MS النتائج : وجد أن جميع عينات العسل المختبرة أحدثت تأثيرا مثبطا على نمو كل أنواع البكتيريا المختبرية . أثبتت المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثاثلين حساسيتها لعينات العسل المختلفة حسب مصدر العينات الجغرافى والنباتى , حيث تعتبر هذه البكتيريا من الأحياء الدقيقة التى تهدد حياة الإنسان لمقاومتها لمجموعة من المضادات الحيوية المستخدمة . و أظهرت السلالات الإكلينكية مقاومة واضحة للمضادات الحيوية شائعة الإستعمال. لقياس أقل تركيز للعسل مثبط لنمو الباكتريا , أثبتت النتائج حساسية الباكتيريا لأقل تركيز 10% . مستخلص الإيثال أستيت أحدث مفعول مثبط قوى تجاه الباكتيريا المختبرية فى حين لم يظهر المتبقى المائى منه على تأثير مثبط . وعند استخدام العسل موضعيا علي تقرحات مرض اللشمانيا المحدثة علي حيوانات التجارب من الهامستر وجد أن التقرحات التي عولجت موضعيا بالعسل تماثلت للشفاء من نظافة القرحة و خلوها من طفيل اللشمانيا عند أخذ عينة وفحصها مخبريا وظهــر النسيج الحبيبي دليل علي خلو التقرحات من الطفيل و الالتهابات البكتيرية مقارنة مع التقرحات التي عولجت بحقن بنتوستام المضاد لطفيل اللشمانيا . اشتملت الدراسات الكيمائية علي استخدام مستخلص الاثير البترولي والايثال أستيت علي كروماتوغرافية الشرائح الرقيقة وظهرت مركبات عديدة من التربينات و الفينولات. و كذلك استخدم جهاز الكروماتوغرافى ذو الأداء العالي للتعرف علي مركبات الفينولHPLC الموجودة في أنواع العسل المختلفة ونتج وجود مركبات لها نفس الأداء الفينولي كروماتوغرافيا . و تم تحليل خلاصة الايثال استيت بواسطة التحليل الكروماتوجرافي الغازي المقترن بمطياف الكتلة GC -MS و أشارت التحليل الكروماتوغرافي علي وجود عدد أكبر من المركبات المختلفة واغلبها مركبات ذات طبيعة فينولية وأحماض دهنية وتميزت كل عينة بمركبات كيمائية مختلفة ونسب متفاوتة. ويتضح أن لكل عينة عسل صفاتها و مميزاتها من رائحة ولون و قوام حسب مكونات المواد الطيارة و الغير طيارة . وترجع فعالية العسل غالبا ضد نمو أنواع الباكتيريا لتأثير المواد الفينويلية مع احتمال تأثير بعض المواد الأخرى- كتأثير الماء الأوكسجيني والموجود أصلا في العسل نتاج تأثير بعض الإنزيمات – و تركيز العسل العالي وتأثيره الحمضي. الخلاصة : أظهرت النتائج إن عسل النحل فعال فى القضاء على أنواع البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية دون أى تأثير جانبى .المستخلص من عسل النحل ( إيثال إسيتيت ) له فعا لية علاجية فى مستقبل الطب البديل . إستجابة علاج تقرحات اللشمانيا الجلديه بعسل النحل تعطى أملا للعلاج بعسل النحل الموضعى مما يساعد فى التخلص من تقرحات اللشمانيا الجلديه فى خلال فترة قصيرة. التحليل الكيميائى لعسل النحل بواسطة التحليل الكروماتوغرافى الغازى المقترن بمطياف الكتلة يعكس المصدر النباتى والجغرافى مما يساعد على تكوين قاعدة بيانات وبصمات خاصة لكل عينة عسل. وترجع فعالية العسل غالبا ضد نمو أنواع البكتيريا المختلفة لتأثير مجموعة من العوامل منها تأثير المواد الفينيولية , المواد الطيارة , الماء الأوكسجينى الموجود أصلا فى العسل نتاج تأثير بعض الإنزيمات و تركيز العسل الطبيعى و تأثيره الحمضى