Evaluation of the Preservative Properties of Origanum elongatum Essential Oil in a Topically Applied Formulation Under a Challenge Test

Évaluation des propriétés conservatrices de l’huile essentielle d’Origanum elongatum dans une formulation appliquée topiquement sous un challenge test

¹ Laboratory of Neuroendocrinology and Nutritional and Climatic Environment, FSDM, USMBA-Fez, Morocco
² Research Laboratory of Historical Monuments, F-77420 Champs-sur-Marne, France
³ Research Laboratory and Innovation for Healthy Buildings, centre scientifique et technique du bâtiment, F-77447 Champs-sur-Marne, Marne-la-Vallée, France
⁴ Laboratory of Physiology Pharmacology and Environmental Health, FSDM, USMSA, BP 1796, Atlas, Fez, Morocco
⁵ Biotechnology Laboratory and Natural Resources Preservation, Faculty of Sciences Dhar-El-Mehraz, Sidi-Mohamed-Ben-Abdellah University, Fez 30000, Morocco

^* e-mail : smahane.boukhira@usmba.ac.ma

Abstract

The aim of this study is to evaluate the preservative efficacy of Origanum elongatum essential oil in topical cream under a challenge test that was performed following the standard procedure proposed by the European Pharmacopoeia, using standardized microorganisms. Essential oil was analyzed by GC–MS (gas chromatography–mass spectrometry). The antimicrobial activity of this essential oil was investigated by agar diffusion methods and broth microdilution assay to determine the minimum inhibitory concentration of essential oil required for preservation. The results demonstrated that the preservation effect was effective at 2% (v/w) of Origanum elongatum essential oil in topical cream, satisfying criterion A against Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Aspergillus brasiliensis. However, the essential oil was ineffective against Pseudomonas aeruginosa with a reduction of 10² within 7 days of challenge and no increase up to the 28th day and against Candida albicans in the challenge test. Carvacrol predominated (63.06%), followed by the two monoterpenes hydrocarbons: γ-terpinene (15.99%) and p-cymene (9.51%). Our study highlighted the preservative power of Origanum elongatum essential oil as an alternative solution to chemical preservatives.

Résumé

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’efficacité conservatrice de l’huile essentielle d’Origanum elongatum dans la crème topique sous un challenge test qui a été realise selon la procédure standard proposée par la pharmacopée européenne, en utilisant des micro-organismes de références. L’huile essentielle a été analysée par GC-MS. L’activité antimicrobienne a été analysée par des méthodes de diffusion en gélose, et la méthode de microdilution au bouillon pour la détermination de la concentration minimale inhibitrice d’huile essentielle respectivement. Les résultats ont démontré que l’effet de conservation était efficace à 2 % (v/w) d’huile essentielle d’Origanum elongatum dans la crème, satisfaisant au critère A contre Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Aspergillus brasiliensis. Cependant, l’huile essentielle était inefficace contre Pseudomonas aeruginosa qui présente une réduction de 10² dans les sept jours de conservation sans augmentation jusqu’au 28^e jour et contre Candida albicans dans le challenge test. L’analyse chimique par GC-MS a démontré la dominance du carvacrol (63,06 %), suivi par les deux hydrocarbures monoterpènes : γ-terpinène (15,99 %) et p-cymène (9,51 %). Notre étude a souligné le pouvoir de conservation de l’huile essentielle d’Origanum elongatum comme solution alternative au conservateur chimique.