Effect of the aqueous extract of the leaves of Eucalyptus microcorys Müller, 1860 on the cultivability of some bacteria species of medical health importance
Effet de l’extrait aqueux des feuilles d’Eucalyptus microcorys Müller, 1860 sur la cultivabilité de quelques bactéries d’importance sanitaire
Résumé
The presence of pathogenic bacteria in drinking water poses serious health problems because of the persistence of water-borne diseases such as gastroenteritises, cholera and typhoid fever. These recent years, a detailed attention has focused on the disinfection of water by the use of plant extracts. The present study is to evaluate the impact of the aqueous extract of Eucalyptus microcorys plant on the cultivability of some bacterial species of medical health importance.
In this study, The aqueous extract concentration of E. microcorys, contact time of bacteria in the extract solution, temperature of the extract solution, light intensity and the physical (planktonic and adhered state to the substrate) and metabolic (cellular growth phases) states of the bacteria cell, are the factors considered in various experimentation carried out in aquatic microcosm. The bacteria species used in this study were enteropathogenic and commensal Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Salmonella typhi and Vibrio cholerae. In the first series of experimental tests, the planktonic bacterial cells remained in various concentrations (0.05 %, 0.1 %, 0.5 %, 1 %, 1.5 % and 2 %) of the aqueous solution of E. microcorys at incubation temperatures which varied between 7 and 44 °C, light intensities which fluctuated between 0 and 3000 lux; and incubation periods which ranged from 3 to 24 hours. For the second series of experimental tests, the adhered enteropathogenic E. coli cells, harvested from the different cellular growth phases, were incubated in the aqueous extract solution of E. microcorys for a contact time varying between 1 and 3 h.
Phytochimical screening showed that alkaloids, anthraquinones, flavonoïds and saponins are the major components of the aqueous extract of E. microcorys. Whereas anthocyanines, gallic tannins, polyphenols and triterpenes are found in negligible quantity. Results of these experiments show that abundances of planktonic cells undergo a temporal variation dependent on the extract concentration and the incubation period. In most cases, the lower cell abundances were registered at a 44 C temperature of incubation. The lowest abundance of the enteropathogenic E. coli cells is 6.91 napierian logarithmic units (CFU/100 ml) obtained after 12 hours of incubation in 2 % extract solution concentration. The cell abundance of commensal E. coli and E. faecalis were 13.91 and 9.68 napierian logarithmic units (CFU/100 ml) respectively, registered at a 44°C incubation’s temperature, in 2% extract solution concentration, after 24 and 6 hours of incubation respectively. During the study, cells abundance has decreased with the increase of the incubation’s temperature, duration of incubation and the extract concentration; Cells being less affected in psychrophilous condition. Planktonic cells of enteropathogenic and commensal E. coli, S. typhi, V. cholerae and E. faecalis appeared to be relatively highly resistant to the antibacterial effects of E. microcorys aqueous extracts in psychrophilous condition. Inhibition’s percentage reaching 100 % were found at 37 °C and 44 °C incubation’s temperature. A negative and significant correlation (P<0.05) was noted on the one hand between the duration of incubation and cell abundance, and the second hand between cell abundance and temperature or the extract concentration. In the absence of light (0 lux), enteropathogenic E. coli and E. faecalis inhibition’s coefficient per hour are very low (0.102 and 0.211 CFU/h respectively). These coefficient of inhibition increase significantly (P < 0.05) in the presence of light (0.662 CFU/h at 3000 lux). Thus, in addition to the effect of E. microcorys extract, the light plays a synergistic inhibitory effect on bacteria cells. It was observed that the E. microcorys extract results in a release of cells initially adhered to the polyethylene fragment. The importance of this detachment of cells varies not only according to the concentration of the extract, but also according to the incubation duration of the adhered cells into the extract solution. The percentage of cell detachment sometimes reached 11.2 %, 68.8 %, 48.5 % and 55.6 % when the cells are respectively derived from latency, exponential, stationary and decline growth phases. A hierarchical ranking of the various factors which could influence the effect of the aqueous extract of E. microcorys on the growth of planktonic cells showed that extract’s concentration is the most influencing parameter, follows by experimental temperature, incubation duration and light intensity.
Data obtained from this exploratory research make it possible to consider the use of E. microcorys aqueous extract as an alternative method in water disinfection.
La présence de bactéries pathogènes dans l'eau de consommation pose de sérieux problèmes sanitaires telles que les maladies hydriques comme les gastro-entérites, le choléra et la fièvre typhoïde. Ces dernières années, une attention particulière est axée sur la désinfection de l’eau par l'utilisation des extraits de plante. La présente étude vise à évaluer l’impact de l’extrait aqueux de la plante Eucalyptus microcorys sur la cultivabilité de quelques espèces bactériennes d’importance sanitaire.
Dans ce travail, la concentration de l’extrait d’E. microcorys, le temps de séjour des bactéries dans la solution d’extrait, la température des solutions d’extrait, l’intensité lumineuse, l’état physique (état planctonique et adhéré au support) et l’état métabolique de la cellule (stade de croissance de la cellule), sont des facteurs qui ont été considérés dans diverses expérimentations conduites en microcosme aquatique. Les bactéries utilisées sont Escherichia coli entéropathogène et commensale, Enterococcus faecalis, Salmonella typhi et Vibrio cholerae. Dans la première série de tests, les cellules bactériennes planctoniques ont séjourné dans diverses concentrations de la solution aqueuse d’E. microcorys (0,05 % ; 0,1 % ; 0,5 %, 1 % ; 1,5 % ; et 2 %) à des températures d’incubation qui ont varié entre 7 °C et 44 °C, des intensités lumineuses qui ont varié entre 0 et 3000 lux et à des périodes d’incubation qui ont oscillé entre 3 h et 24 h. Dans la deuxième série de tests, les cellules E. coli entéropathogène adhérées, issues des différentes phases de croissance cellulaire, ont séjourné dans la solution aqueuse d’E. microcorys pour un temps de contact qui a varié entre 1 et 3 h.
Le criblage phytochimique a montré que les constituants majoritaires de l’extrait aqueux d’Eucalyptus microcorys sont les alcaloïdes, les anthraquinones, les flavonoïdes et les saponines. Les anthocyanines, les tannins galliques, les polyphénols et les triterpènes s’y trouvent en quantité infime. De ces expérimentations, on observe que les abondances des bactéries planctoniques subissent une variation temporelle dépendante de la concentration d’extrait et de la durée d’incubation. Les abondances cellulaires les moins élevées ont été notées dans la majorité des cas à la température d’incubation de 44 °C. La plus faible abondance des cellules E. coli entéropathogène a été de 6,91 unités Ln (UFC/100 ml), obtenue après 12 heures d’incubation dans la solution d’extrait de concentration 2 %. Celles des cellules E. coli commensale et E. faecalis ont été de 13,91 et 9,68 unités Ln (UFC/100 ml) respectivement, enregistrées à la température de 44 °C et à la concentration d’extrait de 2 %, après 24 heures et 6 heures d’incubation respectivement. Au cours de l’étude, les abondances cellulaires ont diminué avec l’augmentation de la température d’incubation, la durée d’incubation et la concentration de l’extrait, les cellules étant moins affectées en condition psychrophile. Les cellules planctoniques E. coli entéropathogène et commensale, S. typhi, V. cholerae et E. faecalis ont présenté une résistance relativement élevée aux effets antibactériens des extraits d’E. microcorys en condition psychrophile. Les pourcentages d’inhibition atteignant 100 % ont été observées aux températures 37 °C et 44 °C. Une corrélation négative et significative (P < 0,05) a été notée d’une part entre la durée d'incubation et les abondances cellulaires, et d’autre part, entre les abondances cellulaires et la température d'incubation ou la concentration d'extrait. En absence de lumière (0 lux), les coefficients d’inhibition horaire pour E. coli entéropathogène et E. faecalis sont très faibles (0,102 et 0,211 UFC/h respectivement). Ces coefficients augmentent de façon significative (P<0,05) en présence de la lumière (0,662 UFC/h à 3000 lux). La lumière joue ainsi un effet synergique inhibiteur sur les bactéries en présence de l’extrait d’E. microcorys. On note également que l’extrait d’E. microcorys entraine un relargage des cellules initialement adhérées au fragment de polytethylène. L’importance du détachement de cellules adhérées varie non seulement en fonction de la concentration de l’extrait, mais aussi en fonction du temps de séjour des cellules adhérées dans la solution d’extrait. Les pourcentages de détachement cellulaire ont parfois atteint les valeurs de 11,2; 68,8; 48,5 et 55,6 % lorsque ces cellules sont issues respectivement de la phase de latence, exponentielle, stationnaire et de déclin. Une hiérarchisation des différents facteurs pouvant influencer l’effet de l’extrait aqueux d’E. microcorys sur la croissance des cellules planctoniques a montré que la concentration de l’extrait est le paramètre le plus influençant, suivie de la température expérimentale, la durée d’incubation, et l’intensité lumineuse.
Les données obtenues de ce travail exploratoire permettent d’envisager l’utilisation des extraits d’E. microcorys comme méthode alternative dans la désinfection de l’eau.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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