فعالیت ضدباکتریایی نیوزوم‌های حاوی کروسین علیه پاتوژن‌های منتقله از طریق غذا که از شیرینی‌های خامه‌ای جداسازی شده‌اند

پیش‌زمینه
شیرینی‌های خامه‌دار به دلیل رطوبت و محتوای مغذی بالا، مستعد رشد عوامل بیماری‌زای (پاتوژن‌های) ناشی از غذا هستند که سلامت انسان را به خطر می‌اندازند. کروسین، که یک گلیکوزید آپوکاروتنوئیدی مشتق‌شده از زعفران (*Crocus sativus*) است، فعالیت ضدمیکروبی با طیف وسیع از خود نشان می‌دهد. هدف این مطالعه، جداسازی سویه‌های باکتری‌های رایج ناشی از غذا (شامل *Staphylococcus aureus*، *Escherichia coli* و *Bacillus cereus*) از شیرینی‌های خامه‌دار جمع‌آوری‌شده در ایران و ارزیابی مقایسه‌ای فعالیت ضدباکتریایی کروسین در دو فرم آزاد و کپسوله‌شده در نیوزوم در شرایط آزمایشگاهی (in vitro) بود.

نتایج
در مجموع، ۱۷۸ نمونه شیرینی خامه‌دار از نظر آلودگی میکروبی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. باکتری‌های هدف با استفاده از روش‌های استاندارد و معمول میکروبیولوژی جداسازی، کشت و شناسایی شدند. نیوزوم‌های حاوی کروسین که به روش هیدراتاسیون لایه نازک تهیه شده بودند، وزیکول‌هایی در مقیاس نانو (۱۳۹ ± ۰.۷ نانومتر) با مورفولوژی و بار سطحی (پتانسیل زتای ۹.۹ ± ۰.۵+ میلی‌ولت) مشخص، بازده کپسوله‌سازی بالا (۷۲ ± ۰.۵٪) و پروفایل رهایش پایدار در شرایط آزمایشگاهی طی ۴۸ ساعت (تا ۵۳٪ رهایش تجمعی در pH ۶.۸) تشکیل دادند. فعالیت ضدباکتریایی کروسین آزاد و کپسوله‌شده علیه پاتوژن‌های جداشده با اندازه‌گیری حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت باکتری‌کشی (MBC) ارزیابی شد؛ این مقادیر به عنوان نقاط پایانی مجزا و مرحله‌ای در نظر گرفته و به صورت توصیفی گزارش شدند. باکتری *S. aureus* در ۲ نمونه (۱.۱٪)، *E. coli* در ۱ نمونه (۰.۵۶٪) و *B. cereus* در ۱ نمونه (۰.۵۶٪) شناسایی شد. کروسین نیوزومی در مقایسه با کروسین آزاد، مقادیر MIC و MBC پایین‌تری را در برابر *S. aureus* و *E. coli* نشان داد که معادل کاهش دوبرابری در MIC بود. در مقابل، هیچ تفاوتی در مقادیر MIC یا MBC برای *B. cereus* مشاهده نشد.

نتیجه‌گیری
کپسوله‌سازی در نیوزوم، پایداری فیزیکوشیمیایی کروسین را افزایش داده و عملکرد ضدباکتریایی آن را در برابر پاتوژن‌های ناشی از غذای گرم‌مثبت و گرم‌منفی بهبود می‌بخشد؛ بدین ترتیب، راهکاری ضدمیکروبی، طبیعی و زیست‌سازگار برای ارتقای ایمنی میکروبی مواد غذایی فسادپذیر، مانند شیرینی‌های خامه‌دار، ارائه می‌دهد. پژوهش‌های آتی باید مکانیسم‌های زیربنایی، نظیر تخریب بیوفیلم و افزایش نفوذپذیری غشا را بررسی کرده و کارایی آن را در ماتریس‌های غذایی واقعی ارزیابی نمایند.

Background
Cream pastries, due to their high moisture and nutrient content, are susceptible to growth of foodborne pathogens, which endanger human health. Crocin, an apocarotenoid glycoside from saffron (Crocus sativus), exhibits broad-spectrum antimicrobial activity. This study aimed to isolate food-derived strains of common foodborne bacteria, including Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Bacillus cereus, from cream pastries collected in Iran, and to comparatively evaluate the in vitro antibacterial activity of crocin in free and niosome-encapsulated forms.

Results
A total of 178 cream pastry samples were analyzed for microbial contamination. Target bacteria were isolated, cultured, and identified by standard routine microbiological techniques. Crocin-loaded niosomes prepared by the thin-film hydration method formed nano-sized vesicles (139 ± 0.7 nm), with a morphology, surface charge (zeta potential: +9.9 ± 0.5 mV), and a high encapsulation efficiency (72 ± 0.5%) and a sustained in vitro release profile over 48 h (up to 53% cumulative release at pH 6.8). The antibacterial activity of free and encapsulated crocin against isolated pathogens was assessed by measuring the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC), which were treated as discrete, stepwise endpoints and reported descriptively. S. aureus was detected in 2 (1.1%), E. coli in 1 (0.56%), and B. cereus in 1 (0.56%) of samples. Niosomal crocin exhibited lower MIC and MBC values against S. aureus and E. coli compared to free crocin, corresponding to a two-fold reduction in MIC. In contrast, no difference in MIC or MBC values was observed for B. cereus.

Conclusions
Niosomal encapsulation enhances the physicochemical stability of crocin and improves its antibacterial performance against Gram-positive and Gram-negative foodborne pathogens, offering a biocompatible, natural antimicrobial strategy for improving microbial safety of perishable foods such as cream pastries. Future studies should investigate the underlying mechanisms, such as biofilm disruption and membrane permeabilization, and evaluate the efficacy in real food matrices.