Marjojen antimikrobisia ominaisuuksia on tutkittu esimerkiksi suomalaisella mustikalla, puolukalla, vadelmalla, mustaherukalla, mansikalla, tyrnillä ja lakalla (Puupponen-Pimiä ym.
2001; Taulukko 2). Tutkimuksessa marjajakeet estivät gram-negatiivisten Escherichia coli -kantojen ja Salmonella enterica -bakteerin kasvua, mutta eivät gram-positiivisten laktobasillien kasvua. Samojen tekijöiden toisessa tutkimuksessa eri marjajakeet estivät parhaiten stafylokokki- ja salmonellakantojen kasvua, mutta eivät laktobasillien kasvua (Puupponen-Pimiä ym. 2005b; Taulukko 2). Karpalo oli tutkimuksen ainoa marja, joka esti gram-positiivisten listeriakantojen kasvua. Pacheco‐Ordazin ym. (2018) tutkimuksessa saatiin samankaltaiset tulokset: fenoliset puhdasaineet estivät elintarvikepatogeenien kasvua, mutta eivät probioottisten laktobasillien kasvua. Tutkimuksessa oli käytetty patogeenisina bakteereina E. coli- ja Salmonella Typhimurium -bakteereita sekä probioottisina bakteereina Lactobacillus rhamnosus GG- ja Lactobacillus acidophilus -bakteeria, joita oli altistettu katekiinille, gallushapolle, vaniljahapolle, ferulahapolle ja protokatekiinihapolle (Pacheco‐Ordaz ym.
2018). Näiden tutkimustulosten perusteella marjat voivat estää monien patogeenisten mikrobien kasvua, mutta eivät terveydelle edullisten suolistomikrobien, kuten laktobasillien kasvua.
Suomalaisessa tutkimuksessa tarkasteltiin eri marjajakeiden antimikrobisia ominaisuuksia tyypillisiä ruokamyrkytyksen aiheuttajia ja patogeeneja, kuten Candida albicans-, Escherichia coli-, Micrococcus luteus- ja Staphylococcus aureus -mikrobeita vastaan (Rauha ym. 2000;
Taulukko 2). Voimakkaimmat antimikrobiset vaikutukset olivat lakalla ja vadelmalla, minkä ajateltiin johtuvan niiden runsaasti sisältämistä ellagitanniineista. Mustikka ja variksenmarja estivät myös kohtalaisen hyvin M. luteus -bakteerin kasvua ja variksenmarja Bacillus substilis -bakteerin kasvua (Rauha ym. 2000). Toisessa tutkimuksessa mustikka esti hyvin Bacillus cereus-, Clostridium perfringens-, Helicobacter pyroli- ja Staphylococcus aureus -bakteerien kasvua (Nohynek ym. 2006; Taulukko 2). Puolukka esti B. cereus- ja Staphylococcus epidermis -bakteerien kasvua. Variksenmarja esti puolestaan vain B. cereus -bakteerin kasvua.
Taulukko 2. Marjojen antimikrobisuusaktiivisuuksia eri mikrobikantoja vastaan.
Mustikan, pensasmustikan sekä niiden kuorien antimikrobisten ominaisuuksien eroja on vertailtu käyttäen agar-diffuusiomenetelmää (Burdulis ym. 2009). Menetelmässä maljalle levitetään mikrobisuspensiota ja maljaan porattuihin kuoppiin pipetoidaan marjauutetta.
Inkuboinnin jälkeen kuoppien ympärille muodostuneiden estokehien halkaisijat mitataan.
Selkeitä eroja pensas- ja metsämustikan välille ei kuitenkaan tutkimuksessa saatu eikä eroja kokonaisten marjojen ja niiden kuorien välille. Yleisesti ottaen kaikilla näytteillä oli kohtalainen tai hyvä antimikrobinen teho käytettyjä mikrobeja vastaan, joista herkimpiä olivat Citrobacter freundii ja Enterococcus faecalis. Kahdeksan tutkittua hiivakantaa, kuten Candida parapsilosis, olivat kaikista vastustuskykyisimpiä mustikka- ja pensasmustikkauutteille ja
Mustikka Mustaherukka Variksenmarja Puolukka
Bacillus cereus −1
Laktobasillit (L. rhamnosus, L. reuteri, L. paracasei, L. johnsonii, L. crispatus, L. plantarum)
−5 −5 −5
Listeria monocytogenes +++1
−4 −4 +++1
Staphylococcus aureus ++1
+2
5(Puupponen-Pimiä, R. ym. 2001), 6(Krisch ym. 2008), − ei inhibitiota, + heikko inhibitioteho, ++
selvä inhibitioteho, +++ vahva inhibitioteho, ++++ erittäin vahva inhibitioteho, +++++ viljelmän kuolema.
suurimmalla osalla marjauutteista ei ollut mitään vaikutusta hiivakantojen kasvuun (Burdulis ym. 2009).
Eri vuosina poimittujen ja eri mustaherukkalajikkeiden antimikrobisuutta on tutkittu MIC-testillä (Minimum Inhibitory Concentration), jossa määritetään pienin pitoisuus näytettä, joka estää näkyvästi mikrobin kasvun (Miladinović ym. 2014). Mustaherukka esti monien elintarvikepatogeenien kasvua, ja herkimpiä olivat Listeria monocytogenes sekä Pseudomonas aeruginosa. Kaikista vastustuskykyisin mikrobi oli yksisoluisiin sieniin kuuluva Aspergillus niger, kun taas C. albicans -hiivaa vastaan mustaherukka oli kohtalaisen tehokas.
Gram-positiivisten ja -negatiivisten bakteereiden inhibitiotehojen välillä ei ollut eroa. Eri mustaherukkalajikkeet erosivat myös hieman antimikrobisilta ominaisuuksilta toisistaan (Miladinović ym. 2014). Toisessa tutkimuksessa mustaherukkamehu oli bakterisidinen, eli bakteerit tappava, B. cereus- ja E. coli -kantoja vastaan sekä voimakkaasti B. subtilis -kannan kasvua hidastava (Krisch ym. 2008; Taulukko 2). Mustaherukalla oli 21 tutkitusta hedelmästä ja marjasta kaikkein tehokkaimmat antimikrobiset ominaisuudet.
Marjojen lehdillä ja oksilla on myös osoitettu olevan antimikrobisia ominaisuuksia (Tian ym.
2018). Tutkimuksessa puolukan, tyrnin ja marjatuomipihlajan lehtiuutteet estivät voimakkaasti S. aureus-, L. monocytogenes-, ja B. cereus -bakteerien kasvua. Mustaherukkapuristekakulla oli tutkimuksessa voimakkaat antimikrobiset vaikutukset E. coli-, S. aureus-, L.
monocytogenes- ja B. cereus -bakteereita vastaan. Puolukka, mustikka ja variksenmarja estivät hyvin L. monocytogenes -bakteerin kasvua, mutta vain kohtalaisesti E. coli -bakteerin kasvua.
Puolukka ja variksenmarja estivät hyvin S. Typhimurium- ja S. aureus -bakteerien kasvua.
Puolukka ja mustikka eivät inhiboineet B. cereus -bakteerin kasvua toisin kuin variksenmarja.
Marjojen lehdillä oli yleisesti ottaen paremmat antimikrobiset vaikutukset ja suuremmat fenolipitoisuudet kuin marjoilla. Tutkimuksen mukaan flavonoidien kokonaispitoisuus korreloi lisääntyneen antimikrobisuuden kanssa. Etenkin S. aureus- ja B. cereus -bakteerien kasvun esto oli suoraan yhteydessä marjojen kokonaisfenoli- ja ellagitanniinipitoisuuksien kasvuun (Tian ym. 2018).
Marjamehujen antimikrobisia ominaisuuksia on tutkittu Streptococcus pneumoniae -bakteeria vastaan, joka aiheuttaa ihmisellä muun muassa keuhkokuumetta, aivokalvon tulehdusta ja korvatulehdusta (Huttunen ym. 2011). Tutkimuksessa tarkasteltiin estävätkö karpalo-, mustikka- ja variksenmarjamehu bakteerin kiinnittymistä ihmisen keuhkosoluviljelmiin.
Karpalomehu esti lähes 90 % inhibitiotehokkuudella bakteerin kiinnittymistä
mehupitoisuudella 8,7 mg/g ja karpalomehu oli bakterisidinen pitoisuudella ~86 mg/g. Myös mustikka ja variksenmarja estivät S. pneumoniae -bakteerin kasvua ja adheesiota, mutta eivät yhtä tehokkaasti kuin karpalomehu (Huttunen ym. 2011).
Musikka- ja mustaherukkamehun antimikrobisuutta tutkittiin Asaia lannensis ja Asaia bogorensis -bakteereita vastaan Antolakin ym. (2016) tutkimuksessa. Asaia-bakteereita on löydetty esimerkiksi Puolasta pilaantuneesta pullotetusta makuvedestä (Kregiel ym. 2012).
Tutkimuksessa sekä mustikka-, että mustaherukkamehu vähensivät voimakkaasti etenkin A. bogorensis -bakteerin adheesiota ja kasvua (Antolak ym. 2016).
Marjojen antimikrobisia ominaisuuksia on tutkittu bakteereiden ja yksisoluisten sienten lisäksi alkueliöillä (Anthony ym. 2011) ja viruksilla (Nikolaeva-Glomb ym. 2014). Anthonyn ym.
(2011) tutkimuksessa tarkasteltiin Giardia duodenalis -alkueliötä, joka aiheuttaa ihmiselle suolistoinfektiota. Mansikan, mesimarjan, karhunvatukan ja lakan uutteet tappoivat alkueliön yhtä tehokkaasti kuin suolistoinfektion hoitoon käytetty lääke, minkä ajateltiin osittain selittyvän tutkittujen marjojen korkeilla ellagitanniinipitoisuuksilla. Myös mustikka ja mustaherukka estivät voimakkaasti alkueliön kasvua (Anthony ym. 2011). Nikolaeva-Glombin ym. (2014) tutkimuksessa mustikka-, puolukka-, mansikka- ja vadelmauutteet inhiboivat tehokkaasti enteroviruksen (coxsackievirus B1) ja influenssavirus A:n (A/H3N2) replikoitumista, mutta eivät poliovirus 1:n (PV-1). Mustikkauute oli ainoa marjauute, joka inhiboi hengitystieinfektioita aiheuttavan RS-viruksen (HRSV-A2) replikoitumista (Nikolaeva-Glomb ym. 2014). Marjoilla ja niiden uutteilla voi siis olla antimikrobisia vaikutuksia yksisoluisten bakteereiden ja sienten lisäksi viruksiin ja monisoluisiin alkueliöihin.
Puhtaiden antosyaanien antimikrobisia vaikutuksia on tutkittu vain vähän. Puupponen-Pimiän ym. (2001) tutkimuksessa pelargonidiini, delfinidiini, syanidiini ja syanidiini-3-glukosidi inhiboivat ainoastaan E. coli CM871 -bakteerin kasvua. Antosyaaneilla ei ollut vaikutusta S.
enterica-, E. faecalis- eikä probioottisten bakteerien kasvuun. Kokonaisilla marjoilla oli pääasiassa voimakkaammat antimikrobiset vaikutukset mikrobeihin kuin millään käytetyllä antosyaanilla. Mustaherukasta eristetyt antosyaanit eivät inhiboineet minkään mikrobin kasvua Werleinin ym. (2005) tutkimuksessa. Tutkimuksessa käytetyt mustaherukkatiivisteet puolestaan inhiboivat S. aureus- ja E. faecium -bakteerien kasvua.