Tymianek
– naturalny fungicyd
Tymianek pospolity Thymus vulgaris L. jest wieloletnią
krzewinką, znaną też pod nazwami macierzanka
tymianek, włoska macierzanka oraz tymianek
ogrodowy.
Specyficzne składniki tymianku i jego cenne właściwości
zostały przedstawione w poprzednim numerze Panacei,
w artykule Jadwigi Nartowskiej Tymianek – leczy i smakuje.
Można powiedzieć, że leczy i smakuje od wieków, ale tu
skupimy się na innych zaletach tej rośliny. Wykazywana
przez składniki ziela tymianku aktywność antyoksydacyjna,
cytotoksyczność w stosunku do komórek nowotworowych,
ochronny wpływ na wątrobę oraz działanie
przeciwzapalne, wyznaczają nowe kierunki jego zastosowania
w terapii. Te nowe możliwości dotyczą również
wykorzystania właściwości przeciwdrobnoustrojowych
tymianku. Przeciwbakteryjna i przeciwgrzybowa aktywność
tymianku jest związana z obecnością w zielu i w olejku
m.in. składników fenolowych – tymolu, karwakrolu,
flawonoidów i kwasów fenolowych. W ostatnich latach
uwagę wielu ośrodków naukowych przyciąga aktywność
przeciwgrzybowa naturalnych składników roślinnych, pozyskiwanych
m.in. z ziół, ze względu na możliwość ich stosowania
w zwalczaniu grzybów strzępkowych.
Dwa oblicza strzępkowych
Są to grzyby mikroskopijne, nazywane potocznie pleśniami.
Występują we wszystkich strefach klimatycznych. Organizmy
cudzożywne, rozwijają się na materii organicznej
żywej (pasożyty) lub martwej (saprofity). Potrafią zasiedlać
nawet skrajnie ubogie w składniki organiczne nisze. Działalność
tych grzybów ma dwa oblicza. Jedno jest pożyteczne
dla człowieka. Są one producentami wielu cennych
metabolitów, dlatego wyselekcjonowane szczepy wykorzystuje
się do pozyskiwania np. antybiotyków (penicyliny
– Penicillium notatum, cyklosporyny A – Tolypocladium
inflatum), enzymów (celulazy, pektynazy, katalazy – Aspergillus,
Penicillium, Mucor, Rhizopus, Trichoderma), kwasów
organicznych (cytrynowego – Aspergillus niger, mlekowego
– Rhizopus oryzae), stymulatorów wzrostu roślin (giberelin
– Gibberella fujikuroi), lipidów (np. Mucor favanieus),
chityny i chitozanów (Aspergillus giganteus, Phycomyces
blakesleeanus). Substancje te znalazły zastosowanie
w różnych dziedzinach życia, m.in. w przemyśle farmaceutycznym,
spożywczym, włókienniczym, w biotechnologii
i rolnictwie. W produkcji cenionych za wysokie walory
smakowe serów roquefort i camembert, wykorzystuje się
szlachetne pleśnie Penicillium roqueforti i Penicillium camemberti
[Żakowska 2000].
Negatywne oblicze grzybów strzępkowych wynika
z wielkich szkód, jakie wyrządzają, rozwijając się na drewnie,
konstrukcjach budowlanych, na papierze, skórach,
tekstyliach i innych materiałach technicznych [Żukiewicz-
-Sobczak i in. 2012]. Zanieczyszczają też źle produkowane
i przechowywane produkty spożywcze, powodując niekorzystne
zmiany organoleptycznie, obniżenie wartości
odżywczej oraz znaczące straty ilościowe. Stwarzają przy
tym zagrożenia zdrowotne, ponieważ żywność i pasze
skażone przez grzyby pleśniowe mogą być nośnikiem mikotoksyn.
Są to szkodliwe dla zdrowia produkty przemiany
materii, wytwarzane przez wiele gatunków grzybów
strzępkowych, m.in z rodzajów Aspergillus, Penicillium, Fusarium,
Rhizoctonia, Claviceps i Stachybotrys. Do groźnych
mikotoksyn należą m.in. aflatoksyny i fumonizyny o działaniu
kancerogennym, uszkodzające nerki ochratoksyny,
a także trichoteceny, wywołujące toksyczną aleukemię
żywieniową. Wiele grzybów pleśniowych zalicza się do
pospolitych aeroalergenów (np. grzyby z rodzajów Alternaria
i Cladosporium), które wchodząc w skład zanieczyszczeń
powietrza, powodują reakcje alergiczne: nieżyt błony
śluzowej nosa, zapalenie spojówek, astmę oskrzelową,
a w cięższych przypadkach zapalenie pęcherzyków płucnych
[Grajewski 2006, Krysińska-Traczyk 2000, Wiśniewska
2011]. Liczne grzyby pleśniowe są patogenami roślin, wywołującymi
przede wszystkim zgorzele (np. Pythium spp.,
Botrytis cinerea), choroby naczyniowe (np. Rhizoctonia solani),
fuzariozy (grzyby z rodzaju Fusarium) oraz zgnilizny
powodujące straty w przechowalnictwie owoców, warzyw
i ziemniaków. Ich przyczyną jest rozwój grzybów, m.in.
z rodzajów Alternaria, Aspergillus, Botrytis, Cladosporium,
Colletotrichum, Penicillium, Sclerotinia [Breitenbach 2002].
Ryzykowna chemia
Zwalczanie i zapobieganie rozwojowi grzybów szkodliwych
dla plonów roślinnych jest trudne, pracochłonne
i kosztowne. Dobrze znane metody agrotechniczne (właściwy
płodozmian, głęboka orka, rzadki siew, racjonalne
nawożenie) i przechowalnicze (zachowanie odpowiedniej
wilgotności, temperatury, stosunku tlen - dwutlenek
węgla) często nie przynoszą oczekiwanych rezultatów,
dlatego konieczne staje się stosowanie fungicydów. Syntetyczne
środki grzybobójcze są efektywne, ale ich stosowanie
budzi wątpliwości ze względu na destrukcyjne
działanie na środowisko oraz pozostałość fungicydów
w żywności i paszach, powodującą zagrożenia dla zdrowia
ludzi i zwierząt. Obserwuje się również uodpornianie się
grzybów na stosowane fungicydy. W wielu krajach zabronione
jest stosowanie środków chemicznych po zbiorze,
podczas przechowywania płodów roślinnych.
Naturalni sprzymierzeńcy
W tej sytuacji poszukuje się alternatywnych sposobów
walki ze szkodnikami. Uwagę przyciągają naturalne substancje
roślinne o wysokiej skuteczności działania, a pozbawione
wad wykazywanych przez środki syntetyczne.
Źródłem takich „botanicznych fungicydów” są m.in.
surowce zielarskie, w tym z rodziny Lamiaceae, do której
należy nasz tymianek pospolity.
Olejek i tymol
Rezultaty badań wskazują, że tymianek działa inhibitująco
na wzrost wielu szkodliwych grzybów strzępkowych,
m.in. Cladosporium (C. sphaerospermum), Trichoderma sp.,
Rhizopus sp., Ascochyta rabiei, Colletotrichum lindemuthianum
czy Fusarium (F. graminearum, F. culmorum). Badania
antygrzybowych właściwości tymianku obejmują różne
pozyskiwane z niego pochodne – olejek, hydrozol, ekstrakty,
jak też wysuszone, sproszkowane ziele. Wykazano,
że aktywność grzybostatyczna i grzybobójcza tymianku
zależy od rodzaju pochodnej i jej dawki, a także wrażliwości
poszczególnych gatunków i szczepów grzybów
strzępkowych [Bhaskara-Reddy 1998, Feng i Zheng 2007,
Kędzia 2007, Ricconi i Orzeli 2011, Rota 2007].
Autorki w badaniach własnych, prowadzonych w warunkach
laboratoryjnych (in vitro), porównały aktywność
olejku, hydrozolu i wysuszonego, sproszkowanego ziela
tymianku wobec szkodliwych dla plonów roślinnych
grzybów Alternaria alternata, Penicillium cyclopium i Trichothecium
roseum [Wójcik-Stopczyńska i in. 2012]. Uzyskane
wyniki dowiodły, że największą aktywność hamującą
wzrost testowanych grzybów wykazywał olejek, następnie
susz, natomiast najsłabszą – hydrozol. Zarówno
olejek, jak i susz były przy tym najefektywniejsze wobec
T. roseum, a w mniejszym stopniu ograniczały wzrost
P. cyclopium. Inni autorzy silne antygrzybowe działanie
przypisują zwłaszcza olejkowi tymiankowemu [Kumar
i in. 2008]. Stosowany już w niskim stężeniu (0,6-0,7 µl•ml-1),
całkowicie hamował wzrost grzybni Aspergillus flavus oraz
produkcję groźnej dla zdrowia aflatoksyny B1. Efektywnie
ograniczał też rozwój szkodliwych dla roślin grzybów
Fusarium oxysporum, Cladosporium herbarum, Aspergillus
niger, Alternaria alternata, Botryodiplodia theobromae
i patogennych dla ludzi Aspergillus fumigatus i Curvularia
lunata. Olejk tymiankowy, stosowany w 2 µl na płytkę Petriego,
całkowicie wstrzymywał wzrost Verticillium dahliae
[Arslan i Davis 2010]. Grzyb ten jest powszechnie występującym
polifagiem, porażającym wiele roślin, wskazywanym
jako zagrożenie we wszystkich rejonach uprawy
truskawek. W wypadku Penicillium digitatum, który powoduje
m.in. pozbiorcze choroby owoców cytrusowych
(zielona pleśń), pełne zatrzymanie jego wzrostu nastąpiło
po zastosowaniu olejku tymiankowego w stężeniu
600 µl•ml-1 [Yahyazadch i in. 2008].
W dotychczasowych badaniach nad działaniem olejku
tymiankowego, wyznaczano jego minimalne stężenie
inhibitujące wzrost poszczególnych gatunków grzybów
(MIC – Minimal Inhibition Concentration). Wykazano, że dla
Aspergillus sulphureus i Aspergillus versicolor, które mogą
produkować groźne toksyny (odpowiednio ochratoksynę
A i sterygmatotoksynę), MIC mieściło się w przedziale
3,2-10,88 µl•ml-1, a dla grzybów z rodzaju Penicillium –
P. chrysogenum, P. brevicompactum, często obecnych
w powietrzu pomieszczeń zamkniętych, wahało się na
poziomie 18,95-19,6 µl•ml-1. Stwierdzono również, że tymol
wyodrębniony z olejku tymiankowego, intensywniej (nawet
3-krotnie) powstrzymywał wzrost grzybów strzępkowych
niż sam olejek [Klaric i in. 2007].
Przeciwgrzybiczne działanie olejku tymiankowego wykazano
także w warunkach doświadczeń polowych. Jamiołkowska
i Wagner (2007) zastosowały olejek tymiankowy do
opryskiwania papryki uprawnej. Olejek miał istotny wpływ
na wzrost liczby grzybów saprobiotycznych na podziemnych
częściach papryki oraz ograniczenie występowania
grzybów chorobotwórczych na liściach i łodygach roślin.
Wykazano, że w porównaniu z kontrolą, olejek tymiankowy
szczególnie skutecznie hamował porażenie papryki przez
F. oxysporum i F. solani, ale był mniej efektywny wobec
A. alternata. Orzeszko-Rywka i in. (2010) ocenili przydatność
olejków roślinnych do ochronnego zaprawiania nasion
wybranych roślin uprawnych. Do badań wykorzystano
nasiona pietruszki, marchwi oraz rzodkiewki. Materiał
siewny zaprawiano m.in. olejkiem tymiankowym, zastosowanym
w stężeniach 3% i 9%. Kontrolę stanowiły nasiona
nie zaprawiane oraz zaprawiane środkiem chemicznym
Funaben T. Oznaczono polową zdolność wschodów nasion
i dowiedziono, że zastosowanie olejku tymiankowego
w stężeniu 3% dało efekt zbliżony do działania chemicznej
zaprawy Funaben T.
Green chemicals
Efektem badań nad właściwościami hamującymi wzrost
drobnoustrojów przez olejek tymiankowy jest ich praktyczne
wykorzystanie w preparacie Sporan. W skład tego
naturalnego środka ochrony roślin wchodzi bowiem olejek
tymiankowy, a oprócz niego – olejki z rozmarynu
i goździków. Sporan jest preparatem kontaktowym, który
może być stosowany zarówno prewencyjnie, jak i interwencyjnie
w ochronie roślin uprawnych, m.in. przed chorobami
grzybowymi. Zaliczany jest do tzw. green chemicals
i w USA znajduje się na liście środków polecanych do stosowania
w certyfikowanej, organicznej produkcji roślin [Yossa
i in. 2010]. Ten sposób produkcji surowców roślinnych jest
przyjazny dla środowiska. Jest czynnikiem pozwalającym
na otrzymanie bezpiecznej, zdrowej żywności.
dr hab. inż. Barbara Wójcik-Stopczyńska, prof. nadzw.
mgr inż. Daria Kądziołka
Dr hab. inż. Barbara Wójcik-Stopczyńska, prof. nadzw.
jest pracownikiem naukowym
w Katedrze Ogrodnictwa,
na Wydziale Kształtowania
Środowiska i Rolnictwa
Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu Technologicznego
w Szczecinie.
Mgr inż. Daria Kądziołka
przygotowuje w tej samej
Katedrze pracę doktorską na
temat przeciwdrobnoustrojowych
właściwości ziół.
|
Piśmiennictwo:
Bhaskara-Reddy M.V., Angers
P., Gosselin A., Arul J. Characterization
and use essential oil from Thymus vulgaris
against Botrytis cinerea and Rhizopus stolonifer
in strawberry fruits. Phytochemistry 47
(8)/1998, 1515-20; Breitenbach M., Crameri R.,
Lehrer S.B. Fungal allergy and pathogenicity.
Chemical Immunology 81 (1-4)/2002; Feng W.,
Zheng X. Essential oils to control Alternaria
alternata in vitro and in vivo. Food Control
18/2007, 1126-30; Grajewski J. [red.]. Mikotoksyny
i grzyby pleśniowe zagrożenie dla człowieka
izwierząt. Wyd. UKW, Bydgoszcz 2006; Jamiołkowska
A., Wagner A. Próby zastosowania olejku
tymiankowego do ochrony papryki uprawianej
w polu przed grzybami chorobotwórczymi.
Postępy w Ochronie Roślin, 47/2007, 149-52;
Kędzia B., Hołderna-Kędzia E. Badanie wpływu
olejków eterycznych na bakterie, grzyby
i dermatofity chorobotwórcze dla człowieka.
Postępy Fitoterapii, 2/2007, 71-77; Klarić M.Š.,
Kosalec I., Mastelić J., Piecková E., Pepeljnak.
Antifungal activity of thyme (Thymus vulgaris
L.) essential oil and thymol against moulds from
damp dwellings. Letters in Applied Microbiology
44/2007, 36-42; Kohlmünzer S. Farmakognozja.
PZWL, Wwa 2007, 561-63; Krysińska-
Traczyk E. Grzyby pleśniowe i mikotoksyny jako
czynniki narażenia zawodowego, Lublin 2000;
Kumar A., Shukla R., Singh P., Prasad C.S.,
Dubey N.K. Assessment of Thymus vulgaris
L. essential oil as a safe botanical preservative
against post harvest fungal infestation of
food commodities. Innovative Food Science
and Technologies, 9/2008, 575-80; Nartowska
J. Tymianek – leczy i smakuje. Panacea
2/2014, 5-7; Orzeszko-Rywka A., Rochalska M.,
Chamczyńska M. Ocena przydatności olejków
roślinnych do zaprawiania nasion wybranych
roślin uprawnych. Journal of Research and
Applications in Agricultural Engineering, vol.
55(4)/2010, 36-41; Riccioni L., Orzeli L. Activity
of tea tree (Melaleuca alternifolia, Cheel) and
thyme (Thymus vulgaris, Linnaeus.) essential
oil against some pathogenic seed borne fungi.
Journal of Essential Oil Research, 23/2011, 43-
47; Wiśniewska H. Mikotoksyny w żywności
i paszach. Fitopatologia: zdrowe rośliny – zdrowi
ludzie. Pol. Tow. Fitopatologiczne, Bydgoszcz
2011, 18-22; Wójcik-Stopczyńska B.,
Wójcikowska M., Szaferska (Kądziołka) D. Influence
of various derivatives of thyme (Thymus
vulgaris L.) on growth of some filamentous fungi.
Materials of 14th Herbal Symposium Herbs
– medicines, foods, cosmetics, Żerków, 25-26
May 2012, p. 72; Yahyazadch M., Omidbaigi R.,
Zare R., Taheri H. Effect of some essential oils
on mycelial growth of Penicillium digitatum
Sacc. World J. Microbiol. Biotechnol. 24/2008:
1445-50; Yossa N., Patel J., Millner P., Lo Y.M.
Antimicrobial activity of essential oils against
Escherichia coli 0157: H7 in organic soil. Food
Control, 21/2010, 1458-65; Żakowska Z. Grzyby
strzępkowe, w: Mikrobiologia techniczna,
t. II, red. Z. Libudzisz, K. Kowal, 34-64. Wyd.
Polit. Łódzkiej 2000; Żukiewicz-Sobczak W.,
Sobczak P., Imbor K., Krasowska E., Zwoliński
J, Horoch A., Wojtyła A., Piątek J. Zagrożenia
grzybowe w budynkach i mieszkaniach
– wpływ na organizm człowieka. Med. Ogólna
i Nauki o Zdrowiu, 18/2012, 141-46.
|