Überkritische CO2-Extrakte aus Oregano: Antimikrobielle und antibiofilmwirksame Aktivität im Labor untersucht

In der Praxis haben die Extrakte das Wachstum der untersuchten Mikroorganismen gehemmt, jedoch nicht mit der gleichen Intensität. Bakterien erwiesen sich im Allgemeinen als empfindlicher als Pilze. Bei den Bakterien lag die minimale Hemm-Konzentration, also die geringste Menge, die ein sichtbares Wachstum verhindern kann, zwischen 0,25 und 1,0 mg/mL. Für einige Fusarium-Arten wurden hingegen 7,5 oder 15 mg/mL benötigt.

Der bei 40 °C hergestellte Extrakt zeigte die am gründlichsten untersuchte Wirkung auf den Biofilm. Bei einer 2×MIC-Konzentration wurde die Biofilmbildung von L. monocytogenes und S. aureus vollständig verhindert, während die Hemmung bei Pseudomonas aeruginosa 34 % betrug. Bei reifen Biofilmen, die schwieriger zu entfernen sind, war die Wirkung mit 18 % bis 52 % nur teilweise gegeben. Die beobachteten Unterschiede deuten darauf hin, dass die mikrobielle Spezies, die Dosis und die Zubereitung des Extrakts das Ergebnis beeinflussen.

Die Forschung ist vor allem für die mikrobiologische Sicherheit von Lebensmitteln und Oberflächen relevant, nicht für die Behandlung von Infektionen. Sie zeigt, dass ein Pflanzenextrakt keine unveränderliche Substanz ist: Temperatur, Lösungsmittel und Extraktionsverfahren können das Profil der gewonnenen Moleküle sowie die gemessene Aktivität verändern. Dasselbe Prinzip zeigte sich bereits in einer früheren Untersuchung an Oregano-Fraktionen, die mittels überkritischem CO2 gewonnen wurden [1].

Das Ergebnis bezüglich des Biofilms verdient Aufmerksamkeit, da diese Strukturen Mikroorganismen schwerer kontrollierbar machen. Eine weitere Studie zum ätherischen Öl von O. vulgare subsp. hirtum beobachtete eine Aktivität gegen freie Zellen und Biofilme von Salmonella und Listeria [2]. Ätherische Öle und überkritische Extrakte haben jedoch unterschiedliche Zusammensetzungen und Konzentrationen: Es handelt sich nicht um gleichwertige Produkte.

Die zentrale Einschränkung besteht darin, dass alle Untersuchungen in vitro durchgeführt wurden. Ein Effekt in einer Petrischale beweist nicht, dass der Extrakt Infektionen beim Menschen verhindert oder heilt, noch dass er sicher eingenommen, inhaliert oder auf die Haut aufgetragen werden kann. Es wurden weder Individuen oder Tiere untersucht, noch wurden Absorption, Stoffwechsel, klinische Toxizität oder Wechselwirkungen mit Medikamenten erforscht.

Darüber hinaus wurde die Wirkung gegen spezifische Stämme und unter bestimmten Bedingungen gemessen. Das Vorhandensein von Phenolsäuren, Flavonoiden und Triterpenen belegt zwar eine komplexe Zusammensetzung, identifiziert jedoch nicht mit Sicherheit, welches Molekül für die Aktivität verantwortlich ist. Es ist zudem nicht möglich, diese Extrakte mit dem handelsüblichen Gewürz gleichzusetzen: Die experimentellen Konzentrationen und die Art der Zubereitung unterscheiden sich.

Die Bestätigungskette beginnt bei der Vorbereitung. Santoyo und Kollegen verglichen in einem Experiment an sechs Mikroorganismen Oreganoblatt-Fraktionen, die mittels überkritischem CO2 gewonnen wurden: Alle waren aktiv, aber die wirksamste Fraktion war diejenige, die reich an flüchtigen Bestandteilen war und unter spezifischen Parametern gewonnen wurde [1]. Dies stützt direkt die Annahme, dass die Extraktion die Aktivität beeinflusst, auch wenn dabei eine andere Anlage und andere mikrobielle Spezies verwendet wurden.

Der nächste Schritt betrifft den Biofilm. Kolypetri und Kollegen untersuchten in vitro ein ätherisches Öl von O. vulgare subsp. hirtum gegen zwei lebensmittelbedingte Krankheitserreger. Die minimalen Hemmkonzentrationen lagen bei 0,03–0,06 % und die zur Verhinderung des Biofilms erforderlichen Konzentrationen bei 0,06–0,13 %; eine 15-minütige Behandlung mit 6,25 % eliminierte die Biofilmzellen in ihrem Modell [2]. Die Bestätigung ist moderat, da sie sich auf ein Öl bezieht und nicht auf die von Gwiazdowska extrahierte Substanz.

Eine dritte Studie analysierte einen ethanolischen Extrakt gegen zwölf orale Isolate und stellte eine Biofilmhemmung fest, die je nach Stamm und Oberflächenmodell variierte [3]. Dies bestätigt somit, dass sich der Effekt auf anhaftende mikrobielle Gemeinschaften erstrecken kann, unterstreicht jedoch auch, dass er nicht einheitlich ist und auf Labortests beschränkt bleibt.

Die Daten deuten nicht auf eine einheitliche Aktivität aller Präparate hin. Stamenic und Kollegen verglichen überkritische Extrakte aus griechischem Oregano mit Öl, das durch Wasserdampfdestillation gewonnen wurde. Die überkritischen Extrakte waren aktiver gegen Staphylokokken, während das destillierte Öl wirksamer gegen Escherichia coli, Salmonella und Klebsiella pneumoniae war [4]. Dieses Ergebnis ist relevant, da es eine Abhängigkeit von der Extraktionsmethode und der jeweiligen Bakterienart aufzeigt.

Noch deutlicher zeigten Sahin und Kollegen eine Aktivität des ätherischen Öls gegen 10 Bakterien sowie 15 Pilze oder Hefen, jedoch keine antimikrobielle Aktivität des Methanolextrakts aus den oberirdischen Pflanzenteilen [5]. Es wurden keine direkt widersprüchlichen Belege gefunden, die für jeden einzelnen Datenpunkt von Gwiazdowska und Kollegen ausreichend relevant wären; dies beweist jedoch nicht das Fehlen von Daten, die den Beobachtungen widersprechen. Insgesamt legt die Literatur nahe, dass Zusammensetzung, Dosis und Mikroorganismus das Ergebnis maßgeblich beeinflussen.