CC BY
72
УДК 581. 543 + 581. 146: 582. 86 (471.52)
АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ТРОПИЧЕСКИХ И СУБТРОПИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ ФИТООРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
ANTIBACTERIAL PROPERTIES OF SOME
TROPICAL AND SUBTROPICAL PLANT SPECIES CONTAINING
PHYTO ORGANIC SUBSTANCES
© З.Н. Сулейманова,
кандидат биологических наук, руководитель группы ГБНУ Ботанического сада-института УНЦ РАН эл. почта: zugura-ufabotsad@mail.ru
Представлены результаты изучения антибактериальных свойств 13 видов тропических и субтропических растений, содержащих летучие фитоорганические вещества (ЛФОВ) в условиях оранжереи. Изучено влияние эфирных масел четырех видов растений (Cupressus sempervirens (L.), Eucalyptus camaldulensis Dehnh., Citrus x limon (L.) Burrm., Laurus nobilis L.,) на болезнетворные бактерии атмосферного воздуха в комнатных помещениях.
Ключевые слова: Тропические и субтропические растения, летучие фитоорганические вещества (ЛФОВ), антибактериальные свойства
© Z.N. Suleimanova This paper presents the results of our investigation related to anti-
bacterial properties of 13 tropical and subtropical plant species containing volatile phyto organic substances (VPOSs) under greenhouse conditions. We have studied the effect of essential oils derived from 4 plant species (Cupressus sempervirens (L.), Eucalyptus camaldulensis Dehnh., Citrus x limon (L.) Burrm., Laurus nobilis L.,) on pathogenic indoor air bacteria. The greatest antibacterial activity over the entire period of vegetation was characteristic of Laurus nobilis L., Eucalyptus camaldulensis Dehnh., Casuarina egutifolia J. R. et G. Frost., Citrus xlimon (L.) Burrm.), Cupressus sempervirens (L.). The bactericidal action of VPOSs and essential oils has been found to coincide.
Key words: tropical and subtropical plants, vegetative reproduction (grafting, inoculation), volatile phyto organic substances (VPOSs), antibacterial properties
Воздушная среда — одна из основных сред обитания для многих живых организмов, в т.ч. и человека. В ней содержится то или иное количество микроорганизмов. Кроме того, воздух содержит такие условно патогенные микроорганизмы, как стафилококки, микроскопические плесневые грибы. Попадая в благоприятные условия на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, они могут вызвать острые респираторные или аллергические заболевания [1]. Большие скопления людей и длительность пребывания их в плохо проветриваемых помещениях способствуют максимальному загрязнению воздуха патогенной микрофлорой. Количество микроорганизмов в 1м3 воздуха разных мест варьирует
в больших диапазонах — от нескольких бактерий до десятков тысяч. В одном грамме пыли могут содержаться до 1 млн бактерий. Таким образом, могут возникнуть передающиеся через воздух массовые заболевания и новые резервуары патогенных микробов в виде носителей.
Аэрогенные инфекции представляют большую опасность — они распространяются чрезвычайно быстро, поражая большие кон-тингенты людей на обширных территориях. Воздух в городах вследствие интенсивного уличного движения загрязнен в гораздо большей степени, чем за пределами населенных пунктов. Велика роль зеленых насаждений. Они задерживают до 90% пыли, в результате
чего численность микробов уменьшается в 3—9 раз.
Проблема улучшения и очищения состава воздуха закрытых помещений в настоящее время до конца не решена, не в полной мере исследованы методы обеззараживания микроорганизмов.
Одним из наиболее безопасных и доступных методов обеззараживания воздуха является применение растений, в т.ч. и содержащих летучие фитоорганические соединения или эфирные масла.
В оранжерее Ботанического сада-института УНЦ РАН выращиваются более 1000 таксонов тропических и субтропических растений, интродукция которых ведется с 1932 г. В настоящее время нами изучаются ранее не выращенные виды, которые могли бы успешно использоваться в озеленении различного рода помещений, в зимних садах для оздоровления воздуха.
С целью исследования влияния ЛФОВ различных растений на микрофлору воздуха в закрытых помещениях и использования ин-тродуцентов в оздоровительных учреждениях проводились эксперименты. В соответствии с этим были поставлены задачи: систематический анализ и обобщение фактического материала по данной проблеме; исследование активности ЛФОВ у растений в зависимости от времени года; влияния ЛФОВ оранжерейных растений на микроорганизмы в оранжерее и микроорганизмов на микрофлору воздуха.
Объекты и методы исследования. Опыты по изучению микрофлоры воздуха закрытых помещений проводили в условиях оранжереи Ботанического сада-института УНЦ РАН и в помещениях лабораторного корпуса биологического отделения Стерлитамакской государственной педагогической академии (СГПА) в период с июня 2003 по март 2005 г. [2]. В исследованиях влияния ЛФОВ и микроорганизмов на микрофлору воздуха в условиях оранжереи наиболее оптимальными стали опыты, проведенные в лабораторных корпусах СГПА.
Отбор проб осуществлялся со следую-
щих растений: эвкалипт камальдульский (Eucalyptus camaldulensis Dehnh.), кофе аравийский (Coffea arabica L.), финиковая пальма (Phoenix dactylifera L.), лавр камфорный (Cinnamomum camphora (L.) J. Presl.), магнолия крупноцветковая (Magnolia grandiflora L.), лавр благородный (Laurus nobilis L.), секвойя вечнозеленая (Seguoia sempervirens (Lam. Ex. D.Don.) Endl.), кипарис вечнозеленый (Cupressus sempervirens L.), акка Селлова (Acca sellowiana (Berg.) Burr.), кунингамия ланце-толистная (Cuninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.), цитрус лимон (Citrus x limon (L.) Burrm.), араукария разнолистная (Araucaria heterophilla (Salisb.) Franco), казуарина хвоще-листная (Casuarina egutifolia J. R. et G. Frost.).
Исследования проводили с трехкратной повторностью, используя при этом 14 чашек Петри. Данные о численности жизнеспособных микроорганизмов воздуха получены на основании подсчета колоний, выросших в питательной среде через четверо суток. За количество бактерий в воздухе принималось число микроорганизмов, которые при росте в среде в течение трех суток образовывали видимые невооруженным глазом колонии.
Для культивирования микроорганизмов воздушной среды были использованы универсальные среды: мясопептонный агар (МПА), (сухой) питательный агар для культивирования микроорганизмов. МПА готовили, используя 1л мясной воды с добавлением 10 г пептона и 5 г поваренной соли, варили 30 мин. Устанавливали pH, фильтровали, добавляли 30 г агара, затем нагревали его до полного растворения и проверяли реакцию. Полученный раствор фильтровали в чашки Петри и стерилизовали в течение 15—20 мин при 120°С.
В работе также использовался сухой готовый питательный агар для культивирования микроорганизмов. В его состав входили следующие элементы: панкреатический гидро-лизат кильки (17, 9г/л); агара (11,2± 1,2г/л); натрий хлорид (7,7 ± 0,3г/л); pH (7,3± 0,2). При приготовлении данной среды использовали 35 г препарата на 1л дистиллированной
АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ВИДОВ ТРОПИЧЕСКИХ И СУБТРОПИЧЕСКИХ РАСТЕНИЙ.
воды, доводили до кипения, варили 1—2 мин до полного расплавления агара. Затем фильтровали при температуре 120°С в течение 15—20 мин.
Методы забора воздуха. Для микробиологического исследования воздуха использовали метод седиментации (осаждения). Метод основан на оседании бактериальных частиц и капель под влиянием силы тяжести на поверхности агара открытой чашки Петри. Чашку со средой экспонировали 15 мин, затем закрывали и помещали в термостат. После забора воздуха в чашки Петри в закрытом виде помещали в термостат на 96 ч (4 сут) при температуре 26—28°С. Через 24 ч проводили осмотр чашки.
Обработка эфирными маслами. Для об-
работки помещений были использованы эфирные масла кипариса, эвкалипта, лимона и лавра благородного. Помещение объемом 146,16 м3 опрыскивали эмульсией, содержащей 0,79% чистого вещества. Отбор воздуха производили до начала эксперимента, а затем через 15, 30 и 45 мин после обработки эфирными маслами.
Исследования проводились в разные периоды вегетации растений.
Результаты и обсуждения. В ходе изучения бактериальной активности микробы воздуха были взяты вблизи вышеназванных видов. Все исследованные виды проявили различную активность выделения ЛФОВ,
Таблица
Изменение бактерицидной активности растений в зависимости от видовой принадлежности
Растения Количество бактерий в 1м3
Весна Лето Осень
Эвкалипт камальдульский 1660,3±27.8 553,4+15,5 1958,3+29,5
Кофе аравийский 1788,0+28,2 1064,3+20,7 2809,7+36,1
Финиковая пальма 1958,3±30,5 808,9+18,2 2341,4+31,9
Лавр камфорный 1745,4+25,7 1021,7+20,0 2682,0+34,6
Магнолия крупноцветная 2256,3+32,6 425,7+13,3 1958,3+31,0
Лавр благородный 1234, 6±20,4 851,4+18,6 1319,7+21.4
Секвойя вечнозеленая 2086,6+31,0 979,1 + 19,2 3278,0+39,0
Кипарис вечнозеленый 2128,0+31,4 766,3+16,8 2341,4+30,5
Фейхоа Селлова 2384,0+33,2 1106,9+20,4 3227,5+37,8
Кунингамия ланцетная 2469,1+33,9 851,4+16,7 2980,0+37,2
Цитрус лимон 1404,9+22,3 1234,6+19.3 2486,8+32,6
Араукария разнолистная 1617,7+23,5 1404,9+23,1 2469.1+31,5
Казуарина хвощелистная 1149,4+19,0 1021,7+19,6 1788,0+27,2
которая изменялась в течение всего вегетационного периода. Характер этих изменений у каждого вида растений имел свою специфику (табл.). Проведенные эксперименты показали, что наибольшей антибактериальной активностью в течение всего периода вегетации обладали ЛФОВ лавра благородного, эвкалипта камальдульского, казуарины хвощелистной, цитруса лимона, кипариса вечнозеленого. Наименьшей активностью характеризовались ЛФОВ фейхоа Селло-ва, кунингамии ланцетной. Действие ЛФОВ цитруса лимона в летнее время проявлялось сильнее, а затем снижалось. Эти данные находят подтверждение в работах [3, с.86—98], установивших, что активность цитрусовых сильнее всего проявляется в начале лета, а затем постепенно снижается. В весенний период общая обсемененность оранжереи составила 1830,6 микроорганизмов в 1м3. Средняя температура воздуха 22°С.
В литературе имеются данные о том, что обсемененность жилых помещений в этот период варьирует в пределах 2500 бактерий в 1м2 [4]. Это свидетельствует о достаточной бактерицидной активности растений в весенний период. Наименьший антибактериальный эффект растений был выявлен в осенний период. Среднее количество бактерий в оранжерее составило 2371,6 в 1м3, температура воздуха 26°С. В закрытых помещениях осенью насчитывается около 4000 бактерий в 1м3 [4]. Влажность воздуха по сравнению с другими периодами исследования была повышенной (96—98%).
Выводы и заключение. Результаты экспериментов показали различия ЛФОВ рас-
тений в зависимости от периода вегетации. В фазе бутонизации и цветения растения активность ЛФОВ больше (отмечалось большое количество выделений), чем в конце вегетации. Обнаружено также, что выделение ЛФОВ в жаркую погоду усиливалось, с понижением температуры — уменьшалось. Повышение относительной влажности воздуха отрицательно влияло на выделение ЛФОВ. Характер изменения ЛФОВ в течение вегетационного периода у каждого вида растений имел свою специфику.
Установлено, что все изученные масла в помещениях проявили выраженное бактерицидное действие. По антимикробной активности все эфирные масла располагались в следующем порядке: лавр благородный, лимон и кипарис, что совпадает с бактерицидной активностью ЛФОВ, выделяемых растениями.
Полученные данные дополняют теоретический материал об экологии микроорганизмов, в частности о влиянии на них ЛФОВ и эфирных масел. Выявлены растения, обладающие наибольшим количеством ЛФОВ, что позволяет их использовать для обеззараживания помещений. Для санации воздуха возможно также использование и эфирных масел, эффективность которых также нами изучена.
Исходя из вышеописанных данных, следует отметить, что в учреждениях, где скапливается большое количество людей на сравнительно продолжительное время, применение растительных биологически активных веществ, обладающих и антисептическим, и бактерицидным действием, возможно как один из эффективных и перспективных методов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Поздеев О.К. Медицинская микробиология / под ред. В.И. Покровского. М.: Геотар - мед, 2002. 768 с.
2. Сулейманова З.Н., Курамшина З.М. Оценка качества воздуха и влияние фитоорганических веществ на микрофлору воздуха в условиях оранжереи // Между-нар. науч.- практ. конф. «Ботанические сады в XXI веке:
сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения», посвященная 10-летию образования Ботанического сада. Белгород, 18-21 мая 2009. С. 391-394.
3. Граменицкая В.Г. О фитонцидных свойствах некоторых растений // Фитонциды, их роль в природе и значение для медицины. М.: АМН СССР, 1952.
4. Токин Б.П. Губители микробов фитонциды. М.: Госкультпросветиздат, 1954.74 с.
