Antimicrobial and antibiofilm properties of essential oils from Piper marginatum Jacq.

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19967

Keywords:

Piper marginatum; Piperaceae; Essential oils; essential oil; Antimicrobial; antimicrobial; Antibiofilm.; antibiofilm

Abstract

A low shrub growing in the Amazonian region, Piper marginatum Jacq. has been related to the treatment of a disease variety in folk medicine, however, still lacking scientific support. This study aimed to describe the composition of essential oils obtained from leaves (EOL) and branches (EOB) of P. marginatum and their antimicrobial effects on six relevant pathogenic bacteria. A combination of GC-FID and GC-MS was used to identify the phytochemical constituents. As antimicrobial assays, the oils were screened at the minimum inhibitory concentration (MIC) of 3 µg/ml for planktonic and biofilm inhibition. EOL revealed the presence of trans–nerolidol, o–cymene, spathulenol, elemicin, and α–copaene, while EOB composition was mainly of myristicin, trans-caryophyllene, trans-nerolidol, caryophyllene oxide, α–copaene, γ–muurolene and spathulenol. The strongest inhibition of planktonic growth was achieved against Pseudomonas aeruginosa (EOB) and Escherichia coli (EOB). Overall, Gram negative bacteria were more sensitive to both EOB/EOL showing less ability of growth and biofilm formation. The Gram-positive strains seemed to react to the essential oils by massive adhesion. Our results corroborate the relevance of Piperaceae and indicate the possible use of P. marginatum in future developments of antimicrobials.

Author Biographies

Ana Lúcia Mendes dos Santos, Federal Institute for Education, Science and Technology of Amazonas

Licenciatura Plena em Química pela Universidade Federal do Amazonas (1999), Mestrado em Química de Produtos Naturais pela Universidade Federal do Amazonas (2003) e Doutorado em Química pela Universidade Federal do Amazonas (2014). Atuou como bolsista de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do CNPq. Participou da equipe inicial de estruturação da Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado do Amazonas (FAPEAM), atuando como Diretora Administrativo-Financeira. Atualmente é professora do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas e Coordenadora da Central Analítica do Campus Manaus Centro/IFAM CMC. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química de Produtos Naturais, atuando principalmente nos seguintes temas: fitoquímica, óleos essenciais, óleos fixos, tecnologia em alimentos, gestão em C e T.

Filipe Augusto Matos Araújo, Federal Institute for Education, Science and Technology of Amazonas

Licenciado e Técnico em Química pelo Instituto Federal do Amazonas (IFAM), atuou como bolsista FAPEAM nos programas PAIC (bolsista IC) e DCR-AM (bolsista AT-II).

Érika da Silva Matisui, Federal Institute for Education, Science and Technology of Amazonas

Licenciada em Ciências Biológicas pelo Instituto Federal do Amazonas, atuou como bolsista PAIC (FAPEAM).

Alexandre José Macêdo, Federal University of Rio Grande do Sul

Possui graduação em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1999), mestrado no tema produção de enzimas no PPG em Biologia Celular e Molecular pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2002) e doutorado no tema biofilmes ambientais em Microbiologia - Helmholtz Centre for Infection Research - Braunschweig, Alemanha (2006). Atualmente é professor Associado III da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, na Faculdade de Farmácia, Departamento de Produção de Matéria-Prima e Pesquisador Líder do grupo BIOFILMES E DIVERSIDADE MICROBIANA no Centro de Biotecnologia da UFRGS. Coordenador de duas Redes de Pesquisa: (i) Núcleo de Estudos Básicos e Aplicados em Adesão Microbiana: aspectos importantes na saúde humana e na indústria, financiado pela FAPERGS (PRONEM) e (ii) COFECUB: Prospecção e Desenvolvimento de Novos Peptídeos e Peptidomiméticos Ativos: Antibiofilme e Antitumoral. Sócio-fundador da Regenera Moléculas do Mar. Possui projetos de colaboração com a Alemanha, Argentina, Colômbia, Dinamarca, França, Inglaterra e Suécia. Foi coordenador e gestor na UFRGS do projeto Rede de Pesquisa e Formação em Biofuncionalização de Superfícies do EDITAL CAPES, REDE NANOBIOTEC-BRASIL e da Rede MarAtivo - Edital Biotecnologia Marinha, financiado pelo CNPq. Organizador do I, II e III Workshop Adesão Microbiana e Superfícies. Tem experiência na área de Microbiologia, atuando em estudos que envolvem a adesão bacteriana e formação de biofilmes. Em especial, com estratégias de controle de biofilmes patogênicos; Prospecção de metabólitos bioativos de origem microbiana, vegetal e venenos e na geração de superfícies anti-infectivas. Membro da Associação Brasileira de Ciências Farmacêuticas. Membro da Sociedade Brasileira de Microbiologia. Membro do INPRA - Instituto Nacional de Pesquisa em Resistência Antimicrobiana.

Juliana Mesquita Vidal Martínez de Lucena, Federal Institute for Education, Science and Technology of Amazonas

Professora titular do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas (IFAM), atuando principalmente no Curso de Licenciatura em Ciências Biológicas. Graduada em Licenciatura Plena em Ciências Biológicas (1991) e Odontologia (1997) pela Universidade Federal do Amazonas e Doutora em Odontologia pela Eberhard-Karls Universität Tübingen (2002), área de Microbiologia de Canais Radiculares. Desenvolve ensino e pesquisa em microbiologia, com ênfase em antimicrobianos e antibiofilmes a partir de extratos vegetais ou obtidos do cultivo de fungos endofíticos. Atua como docente permanente no Programa de Pós-graduação em Ensino Tecnológico (PPGET/Conceito 4-CAPES) na linha 2 - Recursos para o Ensino Técnico e Tecnológico, enfocando principalmente o ensino de microbiologia e promoção da saúde no contexto Amazônico.

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Published

07/09/2021

How to Cite

SANTOS, A. L. M. dos .; ARAÚJO, F. A. M.; MATISUI, Érika da S. .; COSTA, L. A. M. A. da; MACÊDO, A. J.; LUCENA, J. M. V. M. de . Antimicrobial and antibiofilm properties of essential oils from Piper marginatum Jacq. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 11, p. e514101119967, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i11.19967. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19967. Acesso em: 25 may. 2025.

Issue

Vol. 10 No. 11

Section

Agrarian and Biological Sciences

License

Copyright (c) 2021 Ana Lúcia Mendes dos Santos; Filipe Augusto Matos Araújo; Érika da Silva Matisui; Luiz Antonio Mendonça Alves da Costa; Alexandre José Macêdo; Juliana Mesquita Vidal Martínez de Lucena

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