The antibacterial effect of unripe namwa banana peel (Musa sapientum L.) extracts on Staphylococcus epidermidis and Bacillus cereus isolated from swine houses

Main Article Content

Rotruedee Chotigawin
Nattida Chailerd
Supachai Yodkeelee
Taddao Pahasapanan
Tistaya Semangoen

Abstract

This research aims to investigate the effectiveness of unripe banana peel “Nam Wa” (Musa sapientum L.) (UW) extract in inhibiting the growth of S. epidermidis and B. cereus, which were isolated from swine houses. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of UW were determined using the broth microdilution method. Time-kill assays were conducted at 2, 5 and 10 times the MIC to measure the remaining bacterial counts at various time points for 24 hours. The UW extract was tested for its ability to inhibit the enzyme protease using a protease activity assay. The results were analyzed using the mean and standard deviation.


The experiments revealed that the MIC of UW, which inhibited S. epidermidis and B. cereus were 7.81 mg/mL and 15.625 mg/mL, respectively. Similarly, the MBC of UW, which killed S. epidermidis and B. cereus were 7.81 mg/mL and 15.625 mg/mL, respectively. In the time-kill assays, it was found that UW extract at 5 times the MIC (39 mg/mL) could eliminate S. epidermidis after 8 hours. Increasing the concentration to 10 times the MIC (78 mg/mL) resulted in the elimination of S. epidermidis within 4 hours and B. cereus within 18 hours. Additionally, UW extract at a concentration of 3.90 mg/mL was found to inhibit the protease activity of S. epidermidis. While every concentration of the extracts failed to inhibit the activity of B. cereus protease enzymes. The results of the study can be developed and expanded upon, such as creating an innovation to produce safe biological agents for controlling pathogenic microorganisms in swine houses.

Article Details

How to Cite
Chotigawin, R. ., Chailerd, N. ., Yodkeelee, S. ., Pahasapanan, T. ., & Semangoen, T. (2024). The antibacterial effect of unripe namwa banana peel (Musa sapientum L.) extracts on Staphylococcus epidermidis and Bacillus cereus isolated from swine houses. The Public Health Journal of Burapha University, 19(1), 122–133. retrieved from https://he02.tci-thaijo.org/index.php/phjbuu/article/view/269309
Section
นิพนธ์ต้นฉบับ (Original Articles)

References

สำนักจัดการคุณภาพน้ำ กรมควบคุมมลพิษ (2556). คู่มือวิธีการหรือเทคโนโลยีที่เหมาะสมสำหรับการเลี้ยงสุกร ประเภท ค. กรุงเทพฯ : กรมควบคุมมลพิษ.

Sowiak, M, Bródka, K, Buczyńska A. et al. An assessment of potential exposure to bioaerosols among swine farm workers with particular reference to airborne microorganisms in the respirable fraction under various breeding conditions. Aerobiologia, 2012;28: 121–133.

Boontee K, Kruawongsa Y, Srisakamkullawat S. Evaluation of Bioaerosols Concentrations in Mushroom, Swine and Poultry Farms: Case of Workers in Warinchamrab, Ubon Ratchathani. Thai Science and Technology Journal. 2019;28(9), 1627-1641. (In Thai)

Martínez-García S, Rodríguez-Martínez S, Cancino-Diaz ME, Cancino-Diaz JC. Extracellular proteases of Staphylococcus epidermidis: roles as virulence factors and their participation in biofilm. APMIS 2018; 126: 177–185.

Häse CC, Finkelstein RA. Bacterial extracellular zinc-containing metalloproteases. Microbiological reviews. 1993 Dec;57(4):823-37.

Donham K, Haglind P, Peterson Y, Rylander R, Belin L. Environmental and health studies of farm workers in Swedish swine confinement buildings. Br J Ind Med. 1989;46(1):31-7.

ทศพร ธีรวงศ์กาญจนา, สุธีลักษณ์ ไกรสุวรรณและวัลภา แต้มทอง. (2566) ผลของเปลือกกล้วยน้ำว้าต่างสายพันธุ์ และความเข้มข้นของสารสกัดต่อปริมาณ สารแทนนิน และการยับยั้งแบคทีเรียบนผ้าฝ้าย การประชุมหาดใหญ่วิชาการระดับชาติและนานาชาติ ครั้งที่ 14 วันที่ 19 พฤษภาคม 2566 มหาวิทยาลัยหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา หน้า 581-593.

EAboul-Enein AM, Salama ZA, Gaafar AA, Aly HF, Abou-Elella F, Ahmed HA. Identification of phenolic compounds from banana peel (Musa paradaisica L.) as antioxidant and antimicrobial agents. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 2016;8(4): 46-55.

สุคนธ์ ตันติไพบูลย์วุฒิ, เทียนชัย น่วมเศรษฐี และ เพชรลดา เดชายืนยง. ฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียของสารสกัดจากเปลือกผลไม้บางชนิด. KKU Res. J. 2555; 17(6): 880-894.

วลัยพร มัฆพานและพัชราภรณ์ นาคเทวัญ. ฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดจากเปลือกกล้วยเล็บมือนางและกล้วยหินในการต้านการเจริญของเชื้อก่อโรคในอาหาร. แก่นเกษตร. 2561; 46 ฉบับพิเศษ1:1236-1241.

Hassan HF, Hassan UF, Usher OA, Ibrahim AB, Tabe NN. Exploring the potential of banana (musa sapietum) peels in feed formulation. International Journal of Advanced Research in Chemical Science. 2018;5(5):10-4.

Hikal WM, Said-Al Ahl HAH, Bratovcic A, Tkachenko KG, Sharifi-Rad J, Kačániová M, Elhourri M, Atanassova M. Banana Peels: A Waste Treasure for Human Being. Evid Based Complement Alternat Med. 2022:7616452.

Phuaklee P, Ruangnoo S, Itharat A. Anti-inflammatory and antioxidant activities of extracts from Musa sapientum peel. J Med Assoc Thai. 2012 Jan;95 Suppl 1:S142-6. PMID: 23964457.

SOLTANI M, ALIMARDANI R, OMID M. Design and development of a portable banana ripeness inspection system. Journal of american Science. 2011; 7:401-405.

Teethaisong Y, Chueakwon P, Poolpol K, Ayamuang IO, Suknasang S, Apinundecha C, Eumkeb G. Stephania suberosa Forman extract synergistically inhibits ampicillin- and vancomycin-resistant Enterococcus faecium. Saudi J Biol Sci. 2023 Feb;30(2):103557.

Namvar AE, Bastarahang S, Abbasi N, Ghehi GS, Farhadbakhtiarian S, Arezi P, Hosseini M, Baravati SZ, Jokar Z, Chermahin SG. Clinical characteristics of Staphylococcus epidermidis: a systematic review. GMS Hyg Infect Control. 2014 Sep 30;9(3):Doc23.

ข้อมูลพืชสมุนไพร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยศิลปากร. (2565). กล้วยน้ำว้า. สืบค้นเมื่อวันที่ 16 มกราคม 2565 จาก http://pharmacy.su.ac.th/herbmed/herb/text/herb_detail.php?herbID=16

M. S. Mokbel and F. Hashinaga. Antibacterial and antioxidant activities of banana (musa, AAA cv. cavendish) fruits peel. American Journal of Biochemistry and Biotechnology.2005; 1(3): 125–131.

Chabuck ZAG, Al-Charrakh AH, Hindi NKK, Hindi SKK. Antimicrobial effect of aqueous banana peel extract, Iraq. Res Gate Pharm Sci. 2013;1:73-5.

P. B. Lino, C. F. Corrˆea, M. E. D. L. Archondo, and D. C. A. L. Dellova. Evaluation of post-surgical healing in rats using a topical preparation based on extract of Musa sapientum L., Musaceae, epicarp. Revista Brasileira de Farmacognosia. 2011; 21(3): 491–496.

วิภา สุโรจนะเมธากุล และ ชิดชม ฮิรางะ. การสกัดแทนนินจากเปลือกกล้วย. วารสารเกษตรศาสตร์ 2537;28:578-586.

Kim JY, Park SC, Hwang I, Cheong H, Nah JW, Hahm KS, Park Y. Protease inhibitors from plants with antimicrobial activity. Int J Mol Sci. 2009;10(6):2860-2872.

Rao NM. Cysteine protease inhibitors from banana (Musa paradisiaca). Curr Sci. 1989;58(23):1320-1322. Available from: http://www.jstor.org/stable/24092728