<<
>>

3.3. Исследование антимикробной активности серебряного нанобиокомпозита

Введение в рецептуру хлеба серебряного нанобиокомпозита, предлагаемое в данной работе, предполагает использование и антимикробного действия серебра. При нашем участии разрабатывались [82, 83] и изучались [77] препараты серебра медицинского назначения.
Целесообразно, с согласия соавторов, привести некоторые результаты в части, касающейся бактерицидной активности серебра в различных формах.

Производители и распространители биологически активных препаратов, к сожалению, не указывают никаких дополнительных сведений по их составу и антибактериальному действию, кроме общих рекомендаций к применению и информации, что препарат содержит коллоидное серебро. Поэтому с нашим участием проводились сравнительные исследования антибактериальной активности in vitro биологически активных добавок «Лунная роса» и «Князь Серебряный» с препаратами коллоидного серебра, представленными на российском рынке: «Колларгол» и «Арговит» [77].

Препарат «Колларгол» представлял собой коллоидные частицы серебра, стабилизированные белком, а «Арговит» - наночастицы серебра, стабилизированные поливинилпирролндоном [80].

Сухой порошкообразный препарат «Колларгол» перед использованием растворялся в стерильной дистиллированной воде до 1 % раствора. «Арговит» выпускается в виде 20 % раствора, который также перед использованием разбавлялся водой до 1 % раствора. Поскольку препараты «Лунная роса» и «Князь Серебряный» выпускаются в виде водных растворов готовых к применению, то в таком неразбавленном виде они и использовались в экспериментах. Затем из этих растворов готовились промежуточные разведения 1/5, 1/10,1/100, 1/500 и т.д.

Тест-штамм Pseudomonas aeruginosae № 47 АТСС 9027 (синегнойная бактерия), рекомендованная ГосФармокопеей РФ для определения антимикробного действия препаратов, полученная из банка культур клеток НИИ «Коллекция культур микроорганизмов» ГНЦ ВБ «Вектор» выращивался, и действие препаратов исследовалось по выше описанным методикам.

Данные тестирования антимикробной активности препаратов «Лунная роса» и «Князь Серебряный» в сравнении с препаратами «Колларгол» и «Арговит» представлены в табл.

3.5.

Сравнение антимикробной активности препаратов коллоидного серебра

Таблица 3.5 ! I Ipenapar Наличие роста тест-штамма Разведение «Лунная роса» «Князь Серебряный» «Колларгол» «Арговит» 1/2 - - - - 1/4 4. - - - 1/6 + ± - - 1/10 + + - - 1/100 I - - 1/500 + -Г л. - 1/1000 + + -f ± 1/2000 + ; +

i -f +

1

Из результатов тестирования видно, что препараты «Колларгол» и особенно «Арговит» в виде 1 % раствора значительно превосходят по своей антимикробной активности биологически активные добавки «Лунная роса» и «Князь Серебряный».

На следующем этапе проводились сравнительные исследования с более широким спектром типовых культур микроорганизмов и композитов коллоидного серебра, стабилизированных полимерами животного и искусственного происхождения в виде 1% - ных растворов с их последующим разведением.

В качестве тест-штаммов использовали стандартные типовые культуры микроорганизмов, рекомендованные ГосФармокопеей РФ для определения антимикробного действия препаратов, полученные также из банка культур клеток НИИ «Коллекция культур микроорганизмов» ГНЦ ВБ «Вектор»: Staphylococcus aureus 209р (золотистый стафилококк), Pseudomonas aeruginosae № 47 АТСС 9027 (синегнойная бактерия), Escherichia coli АТТСС 25922 (кишечная палочка).

Штаммы выращивались, и действие препаратов исслсдовапось по описанным методикам. Результаты тестирования приведены в табл. 3.6.

Из данных исследования видно, что тест-штаммы отличаются по своей чувствительности к действию серебра. Наиболее чувствительным оказался Staphylococcus aureus 209р, наименее чувствительным - Pseudomonas aeruginosae № 47 АТСС 9027. Исследуемые препараты также между собой отличались по антибактериальной активности (до 2-10 раз). Наиболее активным в данных условиях оказался «Арговит», затем следоват «Повиаргол», далее шли «Колларгол» и «Протаргол», незначительно отличающиеся между собой с переменным успехом на разных тест-штаммах. Сравнительная характеристика антимикробной активности биологически активных композитов коллоидного серебра, стабилизированных полимерами Концентрация Препара

та м кг/мл Наличие роста тест-штамма Staphylococcus aureus Escherichia coli Pseudomonas aeruginosae Кол Про ПВА Apr Кол Про ПВА Apr Кол Про ПВА Apr 100 50 - - - - - - - - - db - - 25 ± + - - 10 - - - - - - - + + ± - 5 - - - - + ± - - + + 4- 2 - ± - - + + ± ± + + + + 1 ± - - + + + + + + + + 0,5 + + Д- - + + + + + + + 0,2 Л- + + д. + + + + + + + 1 0,1 + + + + + + + + + + + + Примечание.

Кол - колларгол, Про - протаргол, ПВА - повиаргол, Apr - арговит.

Данные по активности препаратов «Повиаргол» и «Арговит» при культивировании тест-штаммов (Staphylococcus aureus 209р и Pseudomonas aeruginosae № 47 АТСС 9027) на разных питательных средах (мясопептонный бульон МПБ и рыбопептонный бульон РПБ) при микробной загрузке 103 клеток/мл представлены в табл. 3.7.

Сравнение антимикробной активности препаратов «Повиаргол» и «Арговит» на разных питательных средах Концентрация препарата мкг/мл Наличие роста тест-штамма Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosae Среда МПБ Среда МПБ 1 Среда РПБ повиаргол арговит повиаргол арговит повиаргол арговит 100 - - - - - 50 — - X - - - 25 - - + ± - - 10 - - + ± - - 5 - + + + ± 2 - - + + + + 1 + - + + + 0,5 + + + + + Из полученных данных (табл. 3.6 и табл. 3.7) следует, что при повышении микробной зафузки минимальные подавляющие концентрации также повышаются, то есть бактерицидная активность понижается. Это легко объяснимо: к примеру с практической точки зрения, чем меньше бактериальная обсемененность объекта, тем более низкой концентрацией препарата серебра можно будет обойтись. Кроме вида тест-штамма, микробной нагрузки, длительности инкубации, минимальные ингибирующие концентрации препаратов зависят также от состава питательной сред, наличия в них факторов роста. В среде с более благоприятными условиями для роста бактерий (среда МПБ по сравнению со средой РПБ) минимальная ннгибируюшая концентрация препарата возрастает, то есть бактерицидная и бактериостатическая активности препаратов понижаются. При разработке антимикробных препаратов мы в коллективе соавторов последовательно продвигались от коллоидного серебра, стабилизированного поливинилпироллидоном (мазь «Гидропент» [82]) к наночастицам серебра, стабилизированным цеолитом (биокомпозит «Арголит» [83]). Наши коллега в экспериментах in vitro, in vivo подтвердили высокую антимикробную активность этих препаратов, в частности в отношении золотистого стафилококка, кишечной и синегнойной палочек [84].

Следующий этап заключался в непосредственном исследовании действия изготовленных нами серебряных нанобиокомпозитов в виде частиц серебра наноразмерного масштаба на поверхности цеолита.

Для этого тестировали образцы серебряного нанобиокомпозита с различным содержанием серебра в сопоставимых условиях на штамме Вас. mesentericus (картофельной палочки) по стандартной методике. Результаты исследования представлены в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Динамика роста Вас. mesentericus в присутствии серебряного нанобиокомпозита Время тестирования, час Я

з 24 48 72 96 rt с.

с.

о 7. С зона отсутствия роста, мм зона угнетения роста, мм зона отсутствия роста, мм зона угнетения роста, мм 2 S « 7.

2 Р . § ? 2 г ев

с зона угнетения роста, мм зона отсутствия роста, мм зона угнетения роста, мм 1 4,34 4,27 4,42 4,20 4,18 4,62 3,89 4,75 2 5,53 4,96 5,61 4,93 5,45 4,98 4,87 5,00 3 6Л1 4,98 6,24 "4,65 6,12 4,84 5,66 4,98 | 4 7,29 7,39 7,33 7,48 7,24 7,71 6,78 7,86 Примечание. Образцы серебряного нанобиокомпозита 1-4 с содержанием серебра, соответственно: 1 - 0,01%; 2 - 0,05%; 3 - 0,1%; 4 - 0,5%.

« о

г

и &

i 7 1

О 6

5

Из данных следует, что антимикробную активность проявляют все исследуемые композиты, но она зависит от количественного содержания серебра. Как следует из табл. 3.8 и рис. 3.17 наибольшую антимикробную активность проявляет образец с 0,5 % содержанием серебра. Снижение антимикробной активности исследуемых композитов через 96 ч. на 7-12 % подтверждает активное длительное действие композитов и медленное растворение серебра, находящегося на поверхности цеолита. Статистический анализ полученных данных выявил коррялиционную зависимость между зоной отсутствия роста Вас. Mesentericus и временем тестирования. Уравнение регрессии и коррялиционный коэффициент для каждого тестируемого образца представлены на рис. 3.17.

у = 7 56.0.<Х7Х R я 0 В? ?

?

3/

г/ \/

у "8.40 ЭООбх R = 0.74

?

5-

•у = 5.S0 - О.ООЭх. R = 0.82 у-461 -0007*. R = 0.&5

20 40 60 80 10Э время, час

Рис. 3.17. Динамика роста Вас. mesentericus в присутствии серебряного нанобиокомпозита (I-4 -номера образцов, см.

iao.i. 3.8)

Данные коррялиционной зависимости свидетельствуют об обратной линейной связи между зоной отсутствия роста Вас. Mesentericus и временем тестирования. Коэффициент корреляции указывает на высокую тесноту их связи.

После этого исследовали антимикробную активность серебряною нанобиокомпозита с 0,0015% -ым содержанием серебра в сравнении с исходным цеолитом. Исследование проводили на тест--ипаммах стандартных типовых культур микроорганизмов: Escherichia coli АТСС 25922 (кишечная палочка); Staphylococcus aureus АТСС 25923 (золотистый стафилококк); Pseudomonas aeruginosae АТСС 27853 (синегнойная бактерия).

Вырашивание штаммов и изучение антимикробной активности образцов проводили по описанным методикам, и результаты определяли через сутки на качественном уровне по интенсивности роста колоний, что представлено в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Антимикробная активность 0,0015 % - го серебряного нанобиокомпозита Тест-штаммы Препарат Кишечная Золотистый Синегнойная палочка стафилококк бактерия Цеолит исходный - - - Цеолит + Ag + +4- + Примечание. - Отсутствие активности; + слабая активность; ++ средняя активность

Результаты исследования антимикробной активности нанобиокомпозита с 0,0015%-ным содержанием серебра подтверждают его антимикробную активность и указывают на ее отсутствие у исходного цеолита.

Поскольку в хлебопечении известны случаи применения серебряной воды при замесе теста и придания хлебным изделиям антимикробных и лечебно-профилактических свойств, то датее сравнивали антимикробную активность серебряного нанобиокомпозита и серебряной воды. Для этого использовали штамм Вас. mesentericus, как представителя микрофлоры муки.

Навески образцов серебряного нанобиокомпозита для тестирования выбирали с учетом исследования динамики растворения частиц серебра в составе композита, и чтобы за определенное время с поверхности композита переходило серебра в раствор от 0,5 до 17,2 мкт. Серебряную воду готовили с помощью бытового ионатора «Георгий» и по данным инверсионной вольтамперометрии содержание серебра в ней составило 4,3 мг/л.

Объемы серебряной воды подбирали так, чтобы содержание в ней серебра то же было равным от 0,5 до 17,2 мкг.

Динамика роста Вас. mesentericus в присутствии серебряного нанобиокомпозита и серебряной воды, КОЕ х 102

Таблица 3.10 время инкубации, час. Содержание серебра /обозначение образца 0.5 мкг 1.0 мкг 2 мкг 4,3 мкг 8.6 мкг 12.9 мкг 17.2 мкг Л В А В Л В А В А В А В А В 24 83 2135 67 1963 - 1644 - 1044 - 416 - 305 - 201 48 464 2566 256 2355 - 1965 - 1233 - 484 729 - 376 - 246 72 566 2598 508 2404 - 2045 - 1380 - - 640 - 271 96 598 2669 564 2476 - 2120 - 1460 - 813 - 744 - 504 120 599 2682 569 2493 - 2144 - 1492 - 838 - 746 - 521 Примечание. А - образцы с серебряным нанобиокомпозитом; В - образцы с серебряной водой.

Тест штамм Вас. mesentericus выращивали и антимикробную активность изучали в сопоставимых условиях по уже описанным методикам. Каждый образец тестировали дважды. Результаты определяли по числу выросших колоний образующих клеток (КОЕ) в течение 24-120 часов как среднее арифметическое двух повторов. Результаты динамики роста колоний микроорганизмов представлены в табл. 3.10. Серебряную воду готовили с помощью бытового ионатора «Георгий» и по данным инверсионной вольтамперометрии содержание серебра в ней составило 4,3 мг/л. Объемы серебряной воды подбирали так, чтобы содержание в ней серебра то же было равным от 0,5 до 17,2 мкг.

Динамика роста Вас. mesentericus в присутствии серебряного нанобиокомпозита и серебряной воды, КОЕ х 102

Таблица 3.10 время инкубации, час. Содержание серебра /обозначение образца 0.5 мкг 1.0 мкг 2 мкг 4,3 мкг 8.6 мкг 12.9 мкг 17.2 мкг Л В А В Л В А В А В А В А В 24 83 2135 67 1963 - 1644 - 1044 - 416 - 305 - 201 48 464 2566 256 2355 - 1965 - 1233 - 484 729 - 376 - 246 72 566 2598 508 2404 - 2045 - 1380 - - 640 - 271 96 598 2669 564 2476 - 2120 - 1460 - 813 - 744 - 504 120 599 2682 569 2493 - 2144 - 1492 - 838 - 746 - 521 Примечание. А - образцы с серебряным нанобиокомпознтом; В - образцы с серебряной водой.

Тест штамм Вас. mesentericus выращивали и антимикробную активность изучали в сопоставимых условиях по уже описанным методикам. Каждый образец тестировали дважды. Результаты определяли по числу выросших колоний образующих клеток (КОЕ) в течение 24-120 часов как среднее арифметическое двух повторов. Результаты динамики роста колоний микроорганизмов представлены в табл. 3.10.

серебросодержащий цеолит

Полиномиальный | (серебряная вода)

2 4.3 в.6 12.9 1 7.7

содержание серебра, мкг

серебряная вода

Рис. 3.18. Сравнительное исследование антимикробной активности серебряного нанобиокомпозита и серебряной воды

Анализ корреляционной зависимости роста Вас. mesentericus в присутствии серебряной воды от содержания серебра в ней свидетельствует о криволинейной зависимости с весьма высокой ICCIIOTOH СВЯЗИ (R - 0,99) и уравнением регрессии полиномиального вила:

у - 2644.4Х* - 30157х : - 58863х + 181629.

Полученные результаты весьма показательны: в случае с серебряной водой рост Вас. mesentericus наблюдался во всех образцах, а в образцах с серебряным нанобиокомпозитом - только в двух образцах с наименьшим содержанием серебра: 0,5 и КО мкг. Особо следует подчеркнуть, что в сравнительных исследованиях содержание серебра в расгворах, приготовленных с добавлением серебряной воды, было таким же, как и поступившего в раствор с поверхности серебряного нанобиокомпозита. Однако эффективность действия препаратов разительно отличается. Рассмотрим возможные причины этою различия. Если принять, что активным в отношении микроорганизмов является ион серебра Ag то в препаратах серебряной воды их действие частично инактивируетея вследствие образования коллоидных частиц, либо комплексов с растворенными в воде примесями. Вследствие высокой поверхности и сорбционной активности цеолит способствует концентрированию микроорганизмов на своей поверхности. Здесь же присутствуют наночастнцы серебра, которые являются своеобразным депо, поставляющим активные ионы серебра и обеспечивающие пролонгированное действие препарата. Это действие оказывается весьма эффективным в течение продолжительного времени и начинает лишь несколько уменьшаться спустя сутки с момента начала действия.

На заключительном этапе исследовали влияние серебряного нанобиокомпозита на микробиологические показатели качества муки пшеничной 1 сорта, для чего к ней добавляли 3 % серебряного нанобиокомпозита от массы муки. Данные исследования приведены в табл. 3.11.

Таблица 3.11

Влияние серебряного нанокомпозита на микробиологические показатели качества муки Наименование показателей Мука пшеничная 1 сорта Мука с серебряным нанокомпознтоМ| Общее количество микроорганизмов (КМАФАнМ), КОЕ/г 6х 10* не обнаружено Бактерии группы кишечной папочки (БГКП) не обнаружено не обнаружено Количество спор плесневых фибов в г 0,4 х 103 не обнаружено • Количество картофельной палочки в 1 г 180 80 П Эти данные подтверждают антимикробное действие серебряного нанокомпозита на общую обсемененносгь муки. Серебряный нанокомпозит снижает количество картофельной палочки - возбудителя «картофельной болезни» хлеба на 44%, что положительно влияет на микробиологические показатели не только муки, но и выпекаемого из нее хлеба.

Таким образом, проведенные микробиологические исследования свидетельствуют о бактерицидной активности разработанного серебряного нанобиокомпозита. Это позволяет использовать их не только в качестве медицинских препаратов для лечения инфицированных ран (Приложение 4), но и выявляет возможность применения в качестве антимикробной добавки, превосходящей по активности серебряную воду в производстве хлеба.

<< | >>
Источник: ПОЛУНИНА Ольга Анатольевна. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛЕБА С СЕРЕБРЯНЫМ НАНОБИОКОМПОЗИТОМ / Новосибирск. 2007

Еще по теме 3.3. Исследование антимикробной активности серебряного нанобиокомпозита:

  1. Незримая защита организма
  2. АКТИВНОСТЬ МОЗГА ВО ВРЕМЯ ГЛУБОКИХ РЕЛИГИОЗНЫХ ПЕРЕЖИВАНИЙ
  3. ПОЛУНИНА Ольга Анатольевна. РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛЕБА С СЕРЕБРЯНЫМ НАНОБИОКОМПОЗИТОМ / Новосибирск, 2007
  4. ВВЕДЕНИЕ
  5. ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ СЕРЕБРЯНЫХ НАНОБИОКОМПОЗИТОВ
  6. 1.2. Препараты серебра, их антимикробная активность и применение
  7. 1.3. Нанокомпозиты и перспективы их применения
  8. 1.4. Пути обогащении хлебобулочных изделий и сохранении их качества
  9. 2.1. Объекты исследования и организация работы
  10. 2.2. Методы исследования ацетата серебра и серебряного нанобиокомпозита
  11. 2.3. Методы исследования технологических свойств муки и качества готовых изделий
  12. ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЕРЕБРЯНОГО НАНОБИОКОМПОЗИТА
  13. 3.1. Физико-химическое исследование реакции термического разложения ацетата серебра
  14. 3.2. Приготовление и исследование свойств серебряного нанобиокомпозита
  15. 3.3. Исследование антимикробной активности серебряного нанобиокомпозита