DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-45553-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41997962
تاريخ النشر: 2026-04-17
المؤلف: Mariam O. Wahdan وآخرون
الموضوع الرئيسي: الزيوت الأساسية والنشاط المضاد للميكروبات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الملفات المتطايرة والخصائص المضادة للبكتيريا لأوراق أربعة أنواع من السافانا: C. citratus وC. nardus وC. martini وC. procerus، باستخدام استخراج الطور الصلب من الفضاء العلوي مع كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (SPME-GC-MS). تم تحديد ما مجموعه 44 مركبًا متطايرًا، حيث تحتوي C. citratus وC. nardus وC. procerus بشكل أساسي على أيزومرات السيترال (نيرال وجيرانيال)، بينما تتميز C. martini بتركيز عالٍ من الجيرانيول. لم تنجح التحليلات متعددة المتغيرات في تمييز العينات بناءً على الأصل الجغرافي.
تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا للمواد المتطايرة والزيت العطري والسيترال ضد مسببات الأمراض متعددة المقاومة ESKAPE، مما كشف أن جميع العينات المختبرة منعت البكتيريا إيجابية الجرام وسلبية الجرام، باستثناء Enterococcus faecalis، حيث أظهرت فقط C. citratus (ctr3) وزيت الليمون فعالية كبيرة. ومن الجدير بالذكر أن زيت الليمون أظهر نشاطًا متفوقًا مقارنةً بالسيترال ضد Klebsiella pneumoniae وAcinetobacter baumannii، مما يشير إلى أن التركيب المتطاير العام قد يلعب دورًا حاسمًا في الفعالية المضادة للبكتيريا. تمثل هذه الدراسة أول تقرير شامل عن الملف المتطاير وآثار المضادات الحيوية لـ C. procerus، مما يدل على إمكانية استخدام المواد المتطايرة من أوراق السافانا كعوامل مضادة للميكروبات طبيعية، خاصة في مكافحة مسببات الأمراض المقاومة في تطبيقات متنوعة. ستركز الدراسات المستقبلية على المساهمات الفردية للمواد المتطايرة الرئيسية في خصائصها المضادة للميكروبات.
الطرق
يحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية ومعدات وعينات بيولوجية، بالإضافة إلى مصادرها وطرق تحضيرها. كما يصف القسم المنهجيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مما يضمن إمكانية إعادة الإنتاج والصرامة في النهج التجريبي.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد التحليلات الإحصائية المستخدمة لتفسير النتائج، بما في ذلك أي برامج أو أدوات مستخدمة لمعالجة البيانات. يركز القسم على الالتزام بالإرشادات الأخلاقية والبروتوكولات ذات الصلة بالبحث، مما يضمن أن جميع التجارب أجريت بشكل مسؤول ومع إشراف مناسب. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة على التقنيات والمواد التي تدعم نتائج الدراسة.
النتائج
في هذه الدراسة، كان هدف الباحثين هو تمييز الملفات المتطايرة لمختلف أنواع السافانا، بما في ذلك عينات من *Cymbopogon citratus* من أصول جغرافية مختلفة. ركز التحليل على تحديد الاختلافات في المركبات المتطايرة الموجودة في هذه العينات. بالإضافة إلى ذلك، قيمت الدراسة النشاط المضاد للبكتيريا لاستخراجات الطور البخاري، مما يوفر رؤى حول التطبيقات المحتملة لهذه الزيوت العطرية في العلاجات المضادة للميكروبات.
كشفت النتائج عن ملفات متطايرة متميزة بين أنواع السافانا، مما يبرز تأثير الأصل الجغرافي على تركيبة هذه المركبات. علاوة على ذلك، أظهر النشاط المضاد للبكتيريا في الطور البخاري فعالية متفاوتة ضد سلالات بكتيرية مختارة، مما يشير إلى أن مكونات متطايرة معينة قد تساهم في الخصائص المضادة للميكروبات الملحوظة. تؤكد هذه الدراسة على أهمية كل من اختيار الأنواع والعوامل الجغرافية في استخدام زيوت السافانا العطرية لأغراض مضادة للبكتيريا.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل الملفات المتطايرة لأربعة أنواع من السافانا—C. citratus وC. nardus وC. martini وC. procerus—باستخدام استخراج الطور الصلب من الفضاء العلوي (HS-SPME) مقترنًا مع كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة (GC-MS). تم تحديد ما مجموعه 44 مركبًا متطايرًا، حيث كانت الألدهيدات هي الفئة السائدة في C. citratus وC. nardus وC. procerus وزيت الليمون، بينما كانت الكحوليات هي المكونات الرئيسية في C. martini. ومن الجدير بالذكر أن الأشكال الأيزومرية للسيترال، الجيرانيال والنيرال، كانت تعتبر مساهمات هامة في الرائحة والخصائص المضادة للبكتيريا لهذه الأنواع. كما سلطت الدراسة الضوء على التباينات في الملفات المتطايرة التي قد تُعزى إلى الأصل الجغرافي، وعمر النبات، وظروف المعالجة.
تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا لعينات أوراق السافانا ضد مجموعة من سلالات البكتيريا متعددة المقاومة، مما كشف أن الحد الأدنى من التركيز المثبط في الطور البخاري (VP-MIC) كان متفاوتًا بين العينات. أشارت النتائج إلى أن المركبات المتطايرة، وخاصة الألدهيدات والكيتونات، أظهرت خصائص مضادة للبكتيريا كبيرة، مما يشير إلى تطبيقات محتملة في أنظمة المضادات الميكروبية وحفظ الطعام. أظهرت التحليلات البيانية متعددة المتغيرات، بما في ذلك تحليل المكونات الرئيسية (PCA) وتحليل التمييز الجزئي المتعامد (OPLS-DA)، تكتلات متميزة للعينات بناءً على ملفاتها المتطايرة، حيث كانت C. martini مفصولة بشكل ملحوظ بسبب محتواها العالي من الجيرانيول. بشكل عام، تؤكد النتائج على التركيب الكيميائي المتنوع والتطبيقات العلاجية المحتملة لأنواع السافانا.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-45553-7
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41997962
Publication Date: 2026-04-17
Author(s): Mariam O. Wahdan et al.
Primary Topic: Essential Oils and Antimicrobial Activity
Overview
This study investigates the volatile profiles and antibacterial properties of leaves from four Cymbopogon species: C. citratus, C. nardus, C. martini, and C. procerus, utilizing headspace solid-phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry (SPME-GC-MS). A total of 44 volatile compounds were identified, with C. citratus, C. nardus, and C. procerus predominantly containing citral isomers (neral and geranial), while C. martini was characterized by a high concentration of geraniol. Multivariate analysis did not successfully differentiate samples based on geographical origin.
The antibacterial activity of the volatiles, essential oil, and citral was assessed against multidrug-resistant ESKAPE pathogens, revealing that all tested samples inhibited Gram-positive and Gram-negative bacteria, except for Enterococcus faecalis, where only C. citratus (ctr3) and lemongrass oil demonstrated significant efficacy. Notably, lemongrass oil exhibited superior activity compared to citral against Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii, suggesting that the overall volatile composition may play a crucial role in antibacterial effectiveness. This research marks the first comprehensive report on the volatile profile and antibacterial effects of C. procerus, indicating the potential of Cymbopogon leaf volatiles as natural antimicrobial agents, particularly in combating resistant pathogens in various applications. Future studies will focus on the individual contributions of major volatiles to their antimicrobial properties.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, as well as their sources and preparation methods. The section also describes the methodologies applied to collect and analyze data, ensuring reproducibility and rigor in the experimental approach.
Additionally, the statistical analyses utilized to interpret the results are specified, including any software or tools employed for data processing. The section emphasizes adherence to ethical guidelines and protocols relevant to the research, ensuring that all experiments were conducted responsibly and with proper oversight. Overall, this section provides a comprehensive overview of the techniques and materials that underpin the study’s findings.
Results
In this study, the researchers aimed to characterize the volatile profiles of various Cymbopogon species, including samples of *Cymbopogon citratus* from different geographical origins. The analysis focused on identifying the differences in volatile compounds present in these samples. Additionally, the study evaluated the antibacterial activity of the vapor-phase extracts, providing insights into the potential applications of these essential oils in antimicrobial treatments.
The findings revealed distinct volatile profiles among the Cymbopogon species, highlighting the influence of geographical origin on the composition of these compounds. Furthermore, the vapor-phase antibacterial activity demonstrated varying efficacy against selected bacterial strains, suggesting that specific volatile constituents may contribute to the antimicrobial properties observed. This research underscores the importance of both species selection and geographical factors in the utilization of Cymbopogon essential oils for antibacterial purposes.
Discussion
In this study, the volatile profiles of four Cymbopogon species—C. citratus, C. nardus, C. martini, and C. procerus—were analyzed using headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). A total of 44 volatile compounds were identified, with aldehydes being the predominant class in C. citratus, C. nardus, C. procerus, and lemongrass essential oil, while alcohols were the major constituents in C. martini. Notably, the isomeric forms of citral, geranial and neral, were found to be significant contributors to the aroma and antibacterial properties of these species. The study also highlighted variations in volatile profiles that may be attributed to geographical origin, plant age, and processing conditions.
The antibacterial activity of the Cymbopogon leaf samples was assessed against a panel of multidrug-resistant bacterial strains, revealing that the vapor-phase minimum inhibitory concentration (VP-MIC) varied among the samples. The results indicated that the volatile compounds, particularly aldehydes and ketones, exhibited significant antibacterial properties, suggesting potential applications in antimicrobial and food preservation systems. Multivariate data analysis, including principal component analysis (PCA) and orthogonal partial least squares discriminant analysis (OPLS-DA), demonstrated distinct clustering of the samples based on their volatile profiles, with C. martini being notably separated due to its high geraniol content. Overall, the findings underscore the diverse chemical composition and potential therapeutic applications of Cymbopogon species.