Методика электрохимического биотестирования в применении к сравнительной оценке антимикробных свойств эфирных масел

Введение. В последнее время всё более актуальной становится проблема разработки достаточно объективных, экспрессных и доступных для широкого применения способов оценки влияния различных химических соединений на динамику жизнедеятельности разных микроорганизмов; а из объектов тестирования всё больший интерес вызывают «эфирные масла» (ЭфМ), получаемые из различного растительного сырья.

Материал и методы. В связи с вышесказанным, в этой работе описана методика биотестирования, предусматривающая периодическую (через каждые 2 ч) регистрацию изменений рН, редокс потенциала и электропроводности жидкой питательной среды, инкубируемой в присутствии и в отсутствие жизнеспособных тестовых микроорганизмов (ТМ) и тестируемых образцов (ТО). Результаты. С помощью представленной методики осуществлён сравнительный анализ антибиотической активности в отношении Staphylococcus aureus разных концентраций ЭфМ, полученных из 10 видов растительного сырья.

Заключение. Как стало видно из полученных результатов, с помощью представленной методики можно существенно более экспрессно, объективно и информативно, чем при использовании стандартных визуальных методов микробиологического тестирования, оценивать влияние на динамику жизненной активности ТМ-образцов различной продукции. При этом биологическая активность ТО в отношении ТМ в большинстве случаев монотонно уменьшалась с увеличением времени их взаимодействия. А наиболее активные среди ТО пролонгированные антимикробные свойства в отношении ТМ проявили ЭфМ, полученные из листьев Thuja occidentalis, Eucalyptus globulus и Cupressus sempervirens.

1. Sutherland J., Miles M., Hedderley D., Li J., Devoy S., Sutton K., Lauren D. Invitro effects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria. International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009; 60(8): 717-27. https://doi.org/10.3109/09637480802165650

2. Das S., Anjeza C., Mandal S. Synergistic or additive antimicrobial activities of Indian spice and herbal extracts against pathogenic, probiotic and food-spoiler microorganisms. International Food Research Journal. 2012; 19(3): 1185-91.

3. Al-Zubairi A., Al-Mamary M.A., Al-Ghasani E. The antibacterial, antifungal, and antioxidant activities of essential oil from different aromatic plants. Global Advanced Research Journal of Medicine and Medical Sciences. 2017; 6(9): 224-33. https://garj.org/garjmms

4. Rodino S., Butu M. Functional and Medicinal Beverages. Volume 11: The Science of Beverages. Academic Press. 2019: 73-108. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816397-9.00003-0

5. Bakkali F., Averbeck S., Averbeck D., Idaomar M. Biological effects of essential oils - a review. Food and chemical toxicology. 2008; 46(2): 446-75. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.09.106

6. Sutherland J., Miles M., Hedderley D., Li J., Devoy S., Sutton K., Lauren D. Invitroeffects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria. International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009; 60(8): 717-727. https://doi.org/10.3109/09637480802165650

7. Dons! F., Ferrari G. Essential oil nanoemulsions as antimicrobial agents in food. Journal of Biotechnology. 2016; 233: 106-20. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2016.07.005

8. Ju J., Xie Y., Guo Y., Cheng Y., Qian H., Yao W. Application of edible coating with essential oil in food preservation. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019; 59(15): 2467-80. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1456402

9. Sibirtsev V.S. Study of applicability of the bifunctional system “Ethidium bromide + Hoechst-33258” for DNA analysis. Biochemistry (Moscow). 2005; 70(4): 449-57. https://doi.org/10.1007/s10541-005-0136-x

10. Sibirtsev V.S. Fluorescent DNA probes: study of mechanisms of changes in spectral properties and features of practical application. Biochemistry (Moscow). 2007; 72(8): 887-900.

11. Sibirtsev V.S., Naumov I.A., Kuprina E.E., Olekhnovich R.O. Use of impedance biotesting to assess the actions of pharmaceutical compounds on the growth of microorganisms. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2016; 50(7): 481-5. https://doi.org/10.1007/s11094-016-1473-3

12. Sibirtsev V.S. Biological test methods based on fluorometric genome analysis. Journal of Optical Technology. 2017; 84(11): 787-91. https://doi.org/10.1364/JOT.84.000787

13. Sibirtsev V.S., Maslova A.Yu. Complex research of E.coli vital activity dynamics in presence of transition metal ions. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2019; 19(2): 236-41. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-2-236-241

14. Sibirtsev V.S., Uspenskaya M.V., Garabadgiu A.V., Shvets V.I. An integrated method of instrumental microbiotesting of environmental safety of various products, wastes, and territories. Reports of Biological Sciences. 2019; 485(1): 59-61. https://doi.org/10.1134/S001249661902011X

15. Sibirtsev V.S., Garabadgiu A.V., Shvets V.I. New technique for integrated photofluorescence microbiotesting. Reports of Biological Sciences. 2019; 489(6): 196-9. https://doi.org/10.1134/S0012496619060103

16. Korn G., Korn T. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. Definitions, Theorems and Formulas for Reference and Review. McGraw_Hill Book Company. 1968.

17. Johnson K., Jeffi V. Numerical Methods in Chemistry. Cambridge University Press, New York. 1983.

18. Sibirtsev V.S. Analysis of benzo[a]pyrene deactivation mechanisms in rats. Biochemistry (Moscow). 2006; 71(1): 90-8. https://doi.org/10.1134/S0006297906010147