موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران 1735-0905 مقالات آماده انتشار 2025 11 22 Production of protein nanoparticles containing extracts of asafoetida (Ferula assa-foetida L.) and wormwood (Artemisia sieberi Besser ) and evaluation of their antimicrobial effects تولید نانو ذرات پروتئینی حاوی عصاره آنغوزه ( Ferula assa-foetida L.) و درمنه (Artemisia sieberi Besser ) و بررسی اثرات ضد میکروبی آنها 134866 10.22092/ijmapr.2025.367652.3493 FA زهرا حقانی گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران شهرام پورسیدی دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران آزاده لهراسبی نژاد دانشیار پژوهشی، گروه زیست فناوری سامانه ای، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران سپیده خراسانی دانشیار، بخش علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. سارا عابدینی دانش‌آموخته دکتری، ،گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران. Journal Article 2024 11 16 Background and Objective: Medicinal plants are highly significant due to their economic importance and therapeutic applications. The presence of highly valuable bioactive compounds in their extracts has attracted attention. Asafoetida, scientifically known as Ferula assa-foetida, and wormwood, scientifically known as Artemisia sieberi, are commonly used medicinal plants well-known for their disinfectant and antimicrobial properties. However, most bioactive compounds are unstable and can easily degrade under environmental conditions. These medications can serve as safe and effective remedies against a wide range of diseases, especially resistant microbial infections. Encapsulating bioactive materials in coatings or polymers by producing nanoparticles can help overcome this limitation. Therefore, the aim of this study is to produce albumin nanoparticles containing ethanolic extract of asafoetida (bitter) and wormwood and investigate their anti microbial activity.<br /><br />Methodology: To prepare plant material asafoetida gum, plants were collected in the spring from the city of Ravar located in the northern part of Kerman province. Leaves of the wormwood plant were also collected in the fall from the village of Sirch located in the northeastern part of Kerman province. First, the ethanolic extract of asafoetida powder and wormwood leaf powder was extracted. Ethanolic extract of asafoetida gum powder and dried wormwood leaf powder was obtained. To prepare the ethanolic extract of asafoetida, the gum was powdered and added to 50% ethanol. The resulting mixture was continuously stirred at 50 degrees Celsius for 2 hours and then filtered using Whatman filter paper. To remove ethanol, a rotary evaporator was used under vacuum conditions until a brown solid remained. For the preparation of the ethanolic extract of wormwood, dried leaves were used, and the extraction process was carried out similarly to that of asafoetida. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis was performed to determine the constituents of the herbal extract. Next, the powdered extract was added to an albumin solution and stirred continuously. Glutaraldehyde was also used as a crosslinker. The characteristics of the nanoparticles were then determined using transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Finally, the anti microbial properties of protein nanoparticles containing asafoetida and wormwood extracts were evaluated against both gram-positive and gram-negative bacteria compared to the pure extract.<br /><br />Results: The results showed that the protein nanoparticles containing the ethanolic extract of asafoetida and wormwood had average sizes of 50.75 and 122.24 nanometers, respectively, and displayed spherical morphology. GC-MS results indicated antimicrobial compounds in both pure extracts of asafoetida and wormwood. The FTIR analysis of the protein nanoparticles indicated that the nanoparticles containing the wormwood extract had significant amounts of phenolic compounds, alkanes, substituted compounds, and aldehydes. Additionally, the protein nanoparticles containing the asafoetida extract contained phenolic compounds, alkanes, and alkenes. Microbiological testing results showed that the raw extracts of asafoetida and wormwood had significantly lower anti microbial activities. In contrast, albumin nanoparticles containing the asafoetida and wormwood extracts exhibited a high level of antimicrobial effects.<br /><br />Conclusion: The albumin nanoparticles merged with asafoetida and wormwood not only have a stable physical form but also serve as suitable antimicrobial agents that could be considered in the production of antibiotic medications. زمینه و هدف: گیاهان دارویی به دلیل اهمیت اقتصادی، کاربردهای دارویی و درمانی و داشتن ترکیبات زیستی ارزشمند، بسیار حایز اهمیت می‌باشند. داروهای با منشا گیاهی می‌توانند بی‌خطر و مؤثر علیه طیف وسیعی از بیماری‌ها مورد استفاده قرار گیرند. آنغوزه (Ferula assa-fuetida)و درمنه (Artemidia siebbr) گیاهان دارویی رایج هستند که به‌ عنوان ضد عفونی کننده و ضد میکروب به خوبی شناخته شده‌اند. اما بیشتر ترکیبات زیستی عصاره‌های گیاهی ناپایدارند و می‌توانند به راحتی توسط شرایط محیطی تجزیه شوند. محصور کردن مواد زیست فعال در پوشش‌ها یا پلیمرها با تولید ذرات نانو می‌تواند این محدودیت را جبران کند. بنابراین هدف از این مطالعه تولید نانو کپسول‌های آلبومینی حاوی عصاره اتانولی آنغوزه (تلخ) و درمنه و بررسی فعالیت ضد میکروبی آن‌ها می‌باشد. <br />مواد و روش: به منظور تهیه مواد گیاهی صمغ آنغوزه در فصل بهار از گیاهان شهرستان راور واقع در شمال استان کرمان جمع آوری شد. برگ گیاه درمنه نیز در فصل پاییز از روستای سیرچ واقع در شمال شرق استان کرمان جمع‌آوری شدند. عصاره اتانولی پودر صمغ آنغوزه و پودر برگ خشک درمنه استخراج شد. برای تهیه عصاره‌ اتانولی آنغوزه، صمغ آن به صورت پودر درآمده و به اتانول 50% اضافه شد. مخلوط حاصل در دمای 50 درجه سانتیگراد به مدت دو ساعت به طور مداوم هم زده شد سپس توسط کاغذ صافی واتمن فیلتر شد. برای خروج اتانول از دستگاه روتاری تحت شرایط خلا استفاده شد تا زمانیکه ماده جامد قهوه‌ای رنگ باقی بماند. برای تهیه عصاره اتانولی درمنه از برگ خشک استفاده شد و عصاره‌گیری مشابه عصاره‌گیری آنغوزه انجام شد. سپس به منظور تعیین ترکیبات سازنده عصاره گیاهی آنالیز کروماتوگرافی گازی (GC-MS) انجام شد. در مرحله بعد پودر عصاره به محلول حاوی آلبومین اضافه شد و تحت همزدن مداوم قرار گرفت. از گلوتارآلدهید نیز به عنوان اتصال دهنده استفاده شد. سپس ویژگی‌های نانوذرات توسط آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، روش تفرق نور لیزر (DLS) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) تعیین شدند. در نهایت خاصیت ضدباکتریایی نانوذرات پروتئینی حاوی عصاره آنغوزه و درمنه در مقایسه با عصاره خالص بر باکتری‌های گرم مثبت، گرم منفی و مخمر مورد ارزیابی قرار گرفت.<br />یافته‌ها: نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که نانوذره پروتئینی حاوی عصاره اتانولی آنغوزه و درمنه به ترتیب با میانگین اندازه 75/50 و 24/122 نانومتر و نانوذرات به شکل کروی هستند. نتایج GC-MS برای هر دو عصاره آنغوزه و درمنه ترکیبات با خاصیت ضدباکتری را نشان داد. مقایسه انجام شده در مورد نتایج FTIR مربوط به نانوذرات پروتئینی نشان داد که نانو ذرات پروتئینی حاوی عصاره درمنه دارای مقادیر قابل توجهی ترکیبات فنلی، آلکان‏ها، ترکیبات استخلاف‌دار و ترکیبات آلدئیدی می‏باشد. علاوه براین نانو ذرات پروتئینی حاوی عصاره آنغوزه دارای ترکیبات فنلی، آلکان‌ها و آلکن‌ها می‌باشد. نتایج حاصل از آزمایش میکروبی نیز نشان داد عصاره خام آنغوزه و درمنه به طور معنی‌داری فعالیت‌های ضد میکروبی کمتری داشتند. در حالی که نانوذرات پروتئینی حاوی عصاره آنغوزه و درمنه سطح بالایی از اثرات ضد میکروبی را نشان دادند.<br />نتیجه گیری: نانوذرات پروتئینی حاوی عصاره آنغوزه و درمنه علاوه بر داشتن شکل فیزیکی پایدار یک عامل ضدمیکروبی مناسب هستند که می‌توانند در تولید داروهای آنتی‌بیوتیک مورد توجه قرار گیرند.