Влияние поверхностно-активных веществ acinetobacter calcoaceticus имв в-7241, синтезированных на отработанном подсолнечном масле, на некоторые микроорганизмы

Введение. По состоянию на апрель 2017 года, объём производства растительных масел в мире в 2016-2017 гг. составил около 185,78 млн т, причем начиная с 2013 объём продукции данной отрасли увеличивается на 5 % ежегодно[www.statista.com]. На предприятиях, перерабатывающих растительное сырье, образуется значительное количество отходов. Однако наиболее дешевым маслосодержащим отходом является отработанное (пережаренное) масло, накапливающееся как на пищевых предприятиях, так и в учреждениях общественного питания. Отметим, что только в Европе ежедневно образуется 1,852,65 млн л отработанного растительного масла [1].

Микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) представляют собой смесь нейтральных, фосфо-, глико- и аминолипидов, поэтому различные растительные масла являются подходящими субстратами для их синтеза [2,3]. Ранее было установлено, что ПАВАcinetobacterc.alcoaceticus ИМВ В- 7241, синтезированнве на традиционных субстратах (этанол, глицерин, н-гексадекан) обладают антимикробными и антиадгезивными свойствами [2]. Отметим, что на сегодняшний в мире сведения о свойствах микробных ПАВ, синтезированных на промышленных отходах, весьма немногочисленны.В связи с вышеизложенным, цель данной работы -исследовать антимикробную и антиадгезивную активность ПАВ А. calcoaceticus ИМВ В-7241, полученных на отработанном подсолнечном масле.

Материалы и методы исследования.Объект исследования - штамм A. calcoaceticusК-4, зарегистрированный в Депозитарии микроорганизмов Института микробиологии и вирусологии Национальной академии наук Украины под номером ИМВ В-7241.Продуцент ПАВ культивировалив жидкой минеральной среде следующего состава (г/л): (NH2)2CO - 0,35; MgSOrTHO - 0,1; NaCl - 1,0; Na2HPO4 - 0,6; KH2PO4 - 0,14; вода дистилированная- до 1 л, рН 6,8-7,0. В среду дополнительно вносили дрожжевой автолизат - 0,5 % (по объему) и раствор микроэлементов - 0,1 % (по объёму), (г/100 мл): ZnSOrTH2O - 1,1; MnSOrHO - 0,6; FeSOrTHO - 0,1; COSOrSH2O - 0,004; CoSOrTH2O - 0,03; H3BO3 - 0,006; KI - 0,0001; ЭДТА (Трилон Б) - 0,5.

В качестве источника углерода и энергии использовали рафинированное подсолнечное масло «Олейна» (Днепропетровский масло-экстракционный завод, Украина), а также отработанное после жарки картофеля масло (сеть ресторанов быстрого питания Mcdonald's, Киев). Концентрация субстратов в среде - 2 % (по объему).

Таблица 1

Антимикробная активность ПАВ А. calcoaceticus ИМВ В-7241 по отношению к некоторым микроорганизмам

Тест-культура

МИК ПАВ(мкг/мл), синтезированных на масле

рафинированном

отработанном

E. coli ІЕМ-1

0,08

0,9

B. subtilis БТ-2 (споровая)

58

27

У aureusБМС-1

0,6

0,05

Pseudomonassp MI-2

0,15

0,05

C. albicans Д-6

15

28

F. culmorumT-T

1,2

0,43

В исследованиях использовали ПАВ в виде супернатантакультуральной жидкости и раствора ПАВ, экстрагированных из супернатанта смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1). В качестве тест- культур использовали бактерииEscherichiacoli ІЕМ-1, Bacillussubtilis БТ-2 (споровая),

Staphylococcusaureus БМС-1, Pseudomonassp MI-2, дрожжи Candidaalbicans Д-6, микромицет Fusariumculmorum Т-7из коллекции живых культур кафедры биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий.Антиадгезивную активность определяли спектрофотометрическим методом, антимикробную - по показателю минимальной ингибирующей концентрации (МИК) [2, 4].

Результаты исследования. На первом этапе исследовали антимикробные свойства ПАВ Acalcoaceticus ИМВ В-7241. Установлено, что препараты ПАВ, синтезированные как на рафинированном, так и на отработанном масле, проявляли высокую антимикробную активность по отношению ко всем исследуемым тест-культурам: минимальные ингибирующие концентрации составляли 0,05-58 мкг/мл (табл. 1).

Дальнейшие исследования показали, что независимо от качества подсолнечного масла (рафинированное, отработанное) в среде культивирования A.calcoaceticus ИМВ В-7241 все синтезированные ПАВ разрушали биопленку 5. aureusБМС-1, причем разрушение биопленки было одинаковым как при использовании супернатанта, так и раствора ПАВ. В частности, при обработкепрепаратами ПАВ в концентрации 15-465 мкг/мл степень деструкции биопленки тест-культуры составляла в среднем 50-60% (табл 2).

Таблица 2

Влияние ПАВ А. calcoaceticus ИМВ В-7241 на биопленку S. aureusБМС-1

Масло в среде культивирования

Препараты

Деструкция (%) биопленки после обработки препаратами ПАВ соответствующей концентрации, мкг/мл

15

29

58

116

233

465

Рафинированное

Раствор ПАВ

27

52

73

48

55

64

Супернатант

43

71

82

82

71

87

Отработанное

Раствор ПАВ

36

30

66

57

71

30

Супернатант

64

34

52

73

84

71

Вывод. Таким образом, ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированные как на рафинированном, так и на отработанном подсолнечном масле, являются эффективными антимикробными и антиадгезивными агентами, способными к деструкции биопленок. Кроме того, использование отработанного масла в качестве субстрата для синтеза ПАВ позволяет не только утилизировать эти токсичные отходы, но и получить препараты, которые по биологическим свойствам не уступают синтезированным на традиционных субстратах.

 

Литература

  1. Patil P.D, Gude V.G, Reddy H.K. et al. Biodiesel production from waste cooking oil using sulfuric acid and microwave irradiation processes // J. Environ. Protection. - 2012. - V. 3. -P. 107-113.
  2. Pirog, T.P., 5avenko I.V., Lutsay D.A. Microbial surface-active substances as antiadhesive agents // Biotechnologiaacta. - 2016. - V. 9, № 3. Р. 7-22.
  3. Banat I.M., 5atpute 5.K., Cameotra 5.5. et al. Cost effective technologies and renewable substrates for biosurfactants’ production // Front. Microbiol. - 2014. - V. 5. doi: 10.3389/fmicb.2014.00697
  4. Gomes M-Z. V., NitschkeM. Evaluation of rhamnolipid and surfactin to reduce the adhesion and remove biofilms of individual and mixed cultures of food pathogenic bacteria // Food Control. - 2012. - V. 25, N.2. - P. 441-447.
Год: 2017
Город: Шымкент
Категория: Медицина