Аннотация
Приведены результаты по исследованию острой токсичности нового пектолитического ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719, полученного на основе штамма A. awamori F-RKM 0719. Определены параметры острой токсичности ферментного препарата при однократном внутрижелудочном введении и изменения массы тела экспериментальных животных. По степени токсичности исследуемый препарат отнесён к IV классу опасности - вещества малоопасные, что подтверждает о безопасности использования его в пищевой промышленности.
Ключевые слова: острая токсичность, ферментный препарат, крысы линии Wistar, вещества малоопасные, внутрижелудочное введение
Пектолитические ферменты играют большую роль в осуществлении физиологических процессов, связанных с разрушением растительных клеточных стенок или модификаций [1]. Именно поэтому они нашли широкое применение в пищевой промышленности при производстве соков и вин [2]. Применение пектолитических ферментов в винодельческой промышленности обеспечивает повышение выхода сока и содержания в нем ароматобразующих, красящих и других экстрактивных веществ; облегчение прессования мезги; осветление виноматериалов; повышение розливостойкости готовой продукции к помутнениям коллоидной природы [3].
На современном этапе для разработки научных основ ферментных технологий для перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса является поиск эффективных продуцентов пектиназ [4]. Наиболее часто используемые промышленные штаммы-продуценты пектиназ относятся к роду Aspergillus, синтезирующие богатый комплекс гидролитических ферментов, обеспечивающих эффективную деструкцию полимеров растительного и микробного сырья [5].
Цель исследования в определить безвредность разработанного нами ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719 для теплокровных животных.
Методы. Для исследований острой токсичности использовали животные модели крыс самцов линии Wistar весом 200-220 г. Эксперимент проводили на 6-ти группах животных по 6 крыс в каждой. Группы формировали так, чтобы отклонение индивидуальной массы животного от средней массы внутри группы не превышало 10%. Содержание исследуемых животных осуществлялось в стандартных условиях вивария на обычном рационе при свободном доступе к воде и пище, в условиях нормального светового и температурного режимов. Длительность карантина для всех исследуемых крыс составляла 14 дней. Определение параметров токсичности препарата в остром опыте проводили при однократном введении внутрижелудочно с помощью зонда растворы ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719 в дистиллированной воде[6].
Животным группы №1, №2, №3, №4, №5 вводили однократно внутрижелудочно с помощью зонда в дозировках от 150 мг белка/кг веса до 5000 мг белка/кг веса. Исследуемое вещество вводили в дозе 5,0 мл на животное, что является максимально допустимой для данных видов лабораторных животных, в зависимости от массы тела и пути введения. Животным контрольных групп №6 вводили в аналогичных дозах дистиллированную воду. Наблюдения вели в течение 14 суток с момента введения ферментного препарата, причём в течение первых суток после введения препарата животные находились под непрерывным наблюдением. Взвешивание подопытных животных производили в начале и конце опыта. Для регистрации картины интоксикации учитывали общее состояние животных, поведенческие реакции, динамику прироста массы тела, время возникновения и характер интоксикации, её тяжесть, обратимость, сроки гибели животных. По завершению эксперимента крысы всех экспериментальных групп были подвергнуты эвтаназии углекислым газом и патоморфологическому исследованию.
Результаты и обсуждение. В таблице 1 приведены результаты, позволяющие оценить процент гибели крыс после однократного введения ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719 в дозировках от 150 до 5000 мг белка/кг веса. Даже введение максимально допустимых доз крысам, гибели животных не вызывало. В течение 14 суток после введения ферментного препарата не наблюдалось изменений со стороны психической деятельности животных, снижения двигательной активности и потребления воды и пищи не происходило. Тонус скелетных мышц, реакция на тактильные, болевые, звуковые и световые раздражители была такая же, как и у контрольной группы. При пероральном применении исследуемых образцов в течение двух недель гибели животных во всех группах не отмечалось и среднесмертельную дозу (ЛД50) определить не удалось.
Таблица 1 - Результаты исследования острой токсичности ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719 при однократном внутрижелучном введении крысам линии Wistar
|
№ группы |
Количество животных в опыте |
Доза ферментного препарата, мг/кг |
Пало животных |
Выжило животных |
|
1 |
6 |
150 |
0 |
6 |
|
2 |
6 |
500 |
0 |
6 |
|
3 |
6 |
1000 |
0 |
6 |
|
4 |
6 |
2500 |
0 |
6 |
|
5 |
6 |
5000 |
0 |
6 |
|
6 |
6 |
Контроль |
0 |
6 |
Наблюдениями за изменением массы тела грызунов в динамике, принципиальных отличий в приросте живой массы между животными контрольных и опытных групп не выявлено (табл.2).
На 14 сутки опыта, при патологоанатомическом вскрытии специально умерщвленных крыс контрольных и опытных групп, с целью изучения токсического действия ферментного препарата на внутренние органы, видимых изменений в макроскопической картине не выявлено.
Заключение.Таким образом, результаты исследований позволяют отнести ферментный препарат Пектинол F-RKM 0719 согласно ГОСТ 12.1.007-76 к IV классу опасности (вещества малоопасные), так как полулетальная доза ферментного препарата превысила 5 г/кг веса животного. Влияния ферментного препарата и пути его введения на состояние, внешний вид и функциональные изменения внутренних органов у опытных животных установлено не было.
Источники финансирования: Работа выполнена в рамках государственного
образовательного заказа по подготовке доктора философии (PhD) специальности 6D070100- Биотехнология на 2012-2017 гг. при финансовой поддержке Республиканского бюджета.
Таблица 2 - Динамика изменения массы тела крыс линии Wistar при однократном
внутрижелучном введении ферментного препарата Пектинол F-RKM 0719
|
№ группы |
Масса тела, г |
|||
|
Время наблюдения |
||||
|
Вначале опыта |
2-й день |
7-й день |
14-й день |
|
|
1 |
203,3±2,10 |
205,0±2,07 |
215,2±2,88 |
232,2±3,44 |
|
2 |
205,6±2,18 |
206,5±2,0 |
217,5±2,46 |
230,5±3,05 |
|
3 |
205,0±2,05 |
206,7±2,13 |
220,0±2,72 |
230,8±3,28 |
|
4 |
218,5±2,14 |
220,0±2,41 |
231,4±3,45 |
238,0±4,11 |
|
5 |
216,0±2,22 |
217,2±2,05 |
228,0±3,11 |
236,6±3,82 |
|
6 |
215,3±2,05 |
215,5±2,22 |
225,4±2,84 |
233,8±3,50 |
Конфликт интересов: Автор данной статьи подтверждает отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить
Литература
- Донцов, А.Г. Пектинолитические ферменты: очистка, активация, микробиологический синтез / А.Г. Донцов, А.А. Шубаков. - Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2010. - C. 82-90.
- Ajayi, A.A., E.O. Osunlalu, C.F. Peter-Albert, A.O. Adejuwon. Studies on pectinolytic and proteolytic enzymes from deteriorated grapes (Vitis vinifera) // Covenant Journal of Phsical and Life Sciences. - 2014. - V.1(2). - P. 1-15.
- Mieszczakowska-Ғщс, M., J. Markowski, M. Zbrzezniak, W. Plocharski. Impact of enzyme on quality of blackcurrant and plum juices // Food Science and Technology. - 2012.- V.49. -P. 251-256.
- Курбатова Е.И., Соколова Е.Н., Римарева Л.В. Использование препаратов, полученных из глубинной культуры A.foetidus МБ-4 для гидролиза клюквы // Производство спирта и ликероводочных изделий, №3, 2005, с. 13-14.
- Семенова М.В., Гришутин С.Г., Гусаков А.В., Окунев О.Н., Синицын А.П. Выделение и свойства пектиназ из гриба Aspergillus japonicus // Биохимия. 2003. Т. 68, № 5. С. 686-697.
- Хабриев, Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ/Р.У.Хабриев. - М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - 832 с.