CC BY
80
HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy
BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMem C.3. I^M^Koro
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
ISSN 2518-7554 print doi: 10.15421/nvlvet8724
ISSN 2518-1327 online http://nvlvet.com.ua/
UDC 576.8:58
Antimicrobic activity concept of water extract of plants Galega orientalis (Lam.)
L.M. Darmohray1, B.V. Gutyj1, O.O. Darmohray2
'Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Ukraine 2Lviv Secondary School № 2, Lviv, Ukraine
Article info
Received 28.02.2018 Received in revised form
29.03.2018 Accepted 03.04.2018
Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Pekarska Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine. Tel.:+38-097-561-52-30 E-mail: murolyb@ukr.net
Lviv Secondary School №2, Volodymyra Velykogo Str., 55A, Lviv, 79053, Ukraine. E-mail: lviv_school2@ukr.net
Darmohray, L.M., Gutyj, B. V., & Darmohray, O.O. (2018). Antimicrobic activity concept of water extract of plants Galega orientalis (Lam.). Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 20(87), 122-125. doi: 10.15421/nvlvet8724
It was first conducted testing on antimicrobial activity of Galega orientalis (La) on the growth pure cultural of bacteria gram positive (Micrococcus luteus), gram negative (Escherichia coli XL1, DH5) and yeasts (Saccharomyces cerevisiae W303). The material for the study was dried vegetative mass Galega orientalis (Lam) in the phase of budding and early flowering. In experiment used medium «Endo» for gram negative, medium LB for gram positive and gram negative, and suslo agar for yeasts. As a result of the experiment was revealed that 20% concentration of aqueous extract of this plant had inhibitory effects on the growth of pure cultures of bacteria and yeast. Antimicrobial effect of this drug on the growth of gramnegative bacteria (Escherichia coliXL1, DH5) were within 20.0-30.0% (P < 0.001), gram-positive bacteria (M. Luteus) - 12.0% (P < 0.05) and yeast (S. cerevisiae W303) - 30.5% (P < 0.01) compared with control. It should be noted that in all cases the addition of the drug Galega orientalis (La) did not alter the morphology of colonies (colony size) test strains. The questions of search the new antimicrobial agents, include natural origin, is very actual during last years. Increasing microbiological pure of eating products, feed grinders, veterinarian preparations are one of the urgent task of Scientifics and industrials. It has proved the influence of different concentrations of aqueous extract of this culture on the growth of pure cultures of gram-positive and gram-negative bacteria and yeast. Install antimicrobial influence 20-30% concentrations of preparation on the bacteries growth (Escherichia coli XL1, DH5). Bacterial action of preparation on the bacteries (Micrococcus luteus) and yeasts (Saccharomyces cerevisiae W303) were lower. It was described the prospects for further investigation of this problem. It has proved possible relationship between the antimicrobial activity of the extract of this plant and bloating of the rumen in ruminants.
Keys word: Galega orientalis (Lam), water extract, Escherichia coli, Micrococcus luteus, Saccharomyces cerevisiae.
Концепщя антимжробноУ активност водного екстракту рослини Galega orientalis (Lam)
Л.М. Дармограй1, Б.В. Гутий1, О.О. Дармограй2
1 Львiвський нацюнальний утверситет ветеринарно1 медицини та бютехнологш iMeni С.З. Гжицького, м. Львiв, Укра'та
2Львiвська середня загальноосвтня школа № 2, м. Львiв, Украгна
Вперше в умовах in vitro проведено тестування можливог антимтробног активностi водного екстракту Galega orientalis (Lam) на ркт чистих культур бактерш грам-позитивних (Micrococcus luteus), грам-негативних (Escherichia coli XL1, DH5) та дрiжджiв (Saccharomyces cerevisiae W303). Матерiалом для до^дження слугувала висушена вегетативна маса Galega orientalis (Lam) у фазi бутотзацп i початку цвттня. В експериментах використовували середовище «Ендо» для росту грам-негативних бактерш i середовище LB на якому виростають як грам-позитивт, так i грам-негативт бактерп, а також сусло-агар для дрiж-джiв. У результатi експерименту встановлено, що 20% концентращя водного екстракту даног рослини мае тг1буючий вплив на ркт чистих культур бактерш та дрiжджiв. Антимтробний ефект даного препарату на ркт грам-негативних бактерш (Escherichia coli XL1, DH5) був у межах 20,0-30,0% (Р < 0,001), грам-позитивних бактерш (M. Luteus) - 12,0% (Р < 0,05) та дрiж-джiв (S. cerevisiae W303) - 30,5% (Р < 0,01) порiвняно з контролем. Слiд вiдзначити, що у всiх випадках додавання препарату
Galega orientalis (Lam) не змтював морфологю колонш (розмар колонт) тестових штамiв. Питания пошуюв нових антимжробних a2enmie, у тому числi природного походження, стае в останш роки все бшьш актуальним, оскшьки тдвищення мiкрoбioлoгiчнoi чистоти nрoдyктiв харчування, кормових добавок та ветеринарних nреnаратiв на сьогодтшнш день е одним i3 першочергових завдань науковщв i виробнимв про, що вказують публкацт вШчизняних та зарyбiжних вчених. Вна^док проведених експеримен-тальних до^джень з 'ясовано вплив рiзних концентрацш водного екстракту данoi культури на ркт чистих культур грам-позитивних i грам-негативних бактерш i дрiжджiв. Встановлено iнгiбyючий вплив препарату в межах 20-30% на ркт бактерш штаму Escherichia coli XL1, DH5. Антимикробна дiя до^дженого препарату на бактерП штаму Micrococcus luteus та дрiжджi Saccharomyces cerevisiae W303 була нижчою. Обгрунтовано можливий взаемозв'язок мiж антимикробною активтстю екстракту щег рослини та виникнення тимпанп у жуйних. Окреслено перспективи подальших до^джень даног проблеми.
Ключовi слова: Galega orientalis (La), водний екстракт, Escherichia coli, Micrococcus luteus, Saccharomyces cerevisiae.
Вступ
У науковому свт тривае пошук нових i бшьш ста-бшьно-сильних компонента антимшробно! ди природного походження на противагу юнуючим синтетич-ним антибютикам та тдвищення мжробюлопчно! чистоти продуклв харчування, кормових добавок. Зпдно публжацп вичизняних i зарубiжних авторiв е значна защкавленють щодо вивчення антимжробно! активносп нетрадицшних, але перспективних агрокультур, одшею з яких е Galega orientalis (Lam), яка належить до багаторiчних бобових рослин (Khan et al., 2001; Cwalina-Ambroziak and Koc, 2005; Sibanda and Okoh, 2008; Darmohray, 2009; Egamberdieva et al., 2010; Symanowicz et al., 2015; Darmohray et al., 2017).
Використання природних речовин, як мають ан-тимiкробну дiю, е досить важливим з огляду на деш-лька моменпв: у мiкроорганiзмiв немае резистентнос-тi до них i можливе тривале застосування; не викли-кають шкодливо! (негативно!) дй' на оргашзм людини i тварини; завдяки сво!й гальмiвнiй дй' на небажану мшрофлору можуть бути застосованi у харчовш про-мисловостi, оск1льки при виробнищга харчових про-дуктiв не дозволяеться використовувати синтетичнi антибiотики (за винятком пептидного антибютику нiзину) (Hrinkevich, 1983; Darmohray, 2010; Egamberdieva et al., 2010; Sen and Batra, 2012; Darmohray and Vlizlo, 2015; Darmohray and Gonchar, 2015; Darmohray, 2016).
Метою дослвдження було тестування можливо! антимжробно! дп водних екстракпв Galega orientalis (Lam) на моделi чистих культур бактерiй грам-
позитивних (Micrococcus luteus), грам-негативних
(Escherichia coli XL1, DH5) та дрiжджiв (Saccharomyces cerevisiae W303).
MaTepia™ та методи дослвджень
Матерiалом для дослщження слугувала висушена вегетативна маса дано! рослини у фазi бутонiзацi!' i початку цвiтiння. В експериментах використовували середовище «Ендо» для росту грам-негативних бактерш i середовище LB, на якому виростають як грам-позитивнi, так i грам-негативнi бактери, а також сусло-агар для др1ждж1в.
Готували 10% i 20% витяжку препарату (висуше-но! трави) при кип'ятшш i настоюваннi упродовж 1015 год. Екстракти стерилiзували холодною фшьтращ-ею. Пiсля цього на поверхню чашки iз агаризованим середовищем наносили по 0,1 мл дослвджуваного екстракту i засiвали !! газоном вiдповiдною культу-
рою. Bei експерименти проводили на 10 контрольних i 10 дослвдних чашках. Анатзували появу колонiй на 2-3 добу шсля заeiву при +30 °С (дрiжджi) i першу добу при +35-37 °С (бактерй), порiвнюючи дослвдш варiанти з контролем (без введения екстракту).
Отримаш в експериментах цифровi данi обробленi бiометрично i3 використанням комп'ютерних програм в eередовищi MS Office 2003 програма «Statistica». Результата середшх значень вважали статистично вiрогiдними * - Р < 0,05, **- Р < 0,01,*** - Р < 0,001.
Результати та ix обговорення
За перюд експерименту було помiчено, що препарат дослщжувано! культури у концентрацii 10% (у перерахунку на вихiдну масу висушеноi рослини) практично не впливав на рiст грам-позитивних i грам-негативних бактерш, а також др1ждж1в. Внаслвдок збiльшения концентрацй' водного екстракту до 20% встановлено, що на чашках Петрi контрольноi' групи виростало 540 ± 15 колонiй бактерш E. coli штаму XL1, а у дослвднш iз додаванням 20%-го препарату Galega orientalis (La) натчувалось на 110 колонш менше. Отже, спостерпалося пригнiчения росту даних бактерш на 20,0% (Р < 0,001) порiвняно з контроль-ними чашками. Мгжгрупова рiзниця за даним показ-ником статистично вiрогiдна. Результати тестування антимiкробноi активноeтi дослвджуваного препарату наведено на рисунках 1, 2, 3, 4.
Контроль
К-ть колонш на чашку 300 Петр1
200 100 0
Escherichia coli (XL1)
Рис. 1. Вплив 20% екстракту Galega orientalis (Lam) на рiст чистоi' культури грам-негативних бактерш
Е. coli XL1
При вивченш антимiкробноi дп 20,0% водного екстракту Galega orientalis (La) на рiст грам-негативних бактерш E.coli штаму DH 5 виявилось, що у дослщ-них чашках було на 117 колонш менше, шж у контроле У ввдсотковому значенш це означае на 30,0% (Р < 0,001) гальмування росту бактерш.
К-ть колонш на 250 чашку neTpi
Escherichia coli (DH5)
Рис. 2. Вплив 20% екстракту Galega orientalis (Lam) на picT чисто! культури грам-негативних бактерiй
E.coli DH 5
Проведет мшробюлопчт дослвдження вказують, що дещо меншою була антибактершна дiя дослцдку-ваного препарату на грам-позитивш бактерй' M. luteus. Встановлено, що 20% водний екстракт Galega orientalis (La) пригшчуе picт даних мiкpооpганiзмiв на 12,0% (Р < 0,05) поpiвняно з контролем.
1950 1900 1850
К-ть колонш 1800 на чашку 1750 Петр1 1700 1650 1600 1550
Micrococcus luteus
Рис. 3. Вплив 20% екстракту Galega orientalis (Lam) на рют чисто! культури грам-позитивних бактерш
М. luteus
Виявлено негативний вплив водного екстракту Galega orientalis (La) на рют еукарютичних мжроор-ганiзмiв - дргжддЖв Saccharomyces cerevisiae штаму W303 Виявлено, що у дослвдних чашках кшьшсть колонш була на 30,5% (Р < 0,01) менша поpiвняно з контролем.
60 50
„ .-40
К-ть колоши
на чашку 30
Петр1 20
10 0
Saccharomyces cerevisiae (W 303)
Рис. 4. Галышвна д1я 20% екстракту Galega orientalis (Lam) на picT чисто! культури др1ждж1в
S. cerevisiae W 303
Принапдно ввдзначити, що у Bcix випадках експе-риментальних дослiджень додавання препарату Galega orientalis (La) не змшювало морфологii коло-нiй тестованих шташв.
Висновки
Отже, отриманi результати дослщжень дозволяють вiдзначити незначну антимжробну дiю 20,0% водного екстракту Galega orientalis (La) на рют чистих культур грам-негативних та грам-позитивних бактерш i др1ждж1в. Даний факт може бути використаний у харчовш промисловосп, як антимiкробний агент природного походження, для збереження i забезпечення мiкробiологiчноi' чистоти продуктiв. Також, встанов-лене дае можливiсть припустити, що вщсутшсть тим-панii у тварин, яким згодовували цю рослину, може бути пов'язана iз гальмуванням розвитку мшрооргаш-змiв.
Для перевiрки ще! гiпотези потрiбно проводити подальшi комплексш дослiдження. Доцiльно також розширити коло тестованих культур, способи екстра-кцш та дiапазон концентрацiй дослiджуваного водного препарату щодо з'ясування дано! проблеми .
References
Cwalina-Ambroziak, B., & Koc, J. (2005). Grzyby zasiedjce nadziemne organy roslin rutwicy wschodniej (Galega orientalis Lam.) uprawianej w siewie czystym i w mieszance ze stoklos^ bezostn^ (Bromus inermis Leyss.) [Fungi colonising the above-ground parts of fodder galega (Galega orientalis Lam.) cultivated in pure sowing and mixed with smooth bromegrass (Bromus inermis Leyss.)]. Acta Agrobotanica. 58(1), 125-133. doi: 10.5586/aa.2005.018. Darmohray L.M. (2009). Metodychni recomendaciyi shchodo vykorystannya kormiv iz (Galega orientalis (Lam) riznymy vydamy tvaryn [Methodical recommendations of using fodder of (Galega orientalis(Lam) for different kinds of animals]. Lviv (in Ukrainian). Darmohray, L.M. (2009). Fitohimichne vyvchennya vmistu biolohichno aktyvnyh rechovyn ta testuvannya antymicrobnoi actyvnosti halehy shidnoi (Galega orientalis (Lam). Nauk. Visnyk Lvivskoho nacionalnoho universytetu veterynarnoi medycyny ta biotechnolohiy im. S.Z. Hshyzkoho. 11, 3(42), 239-242 (in Ukrainian).
Darmohray, L.M. (2010). Experimental justification for the use of nutrients and biologically active substances from food (Galega orientalis (La) different kinds of animals. - Manuscript. Doctor of Agricultural Sciences, specialty 06.02.02 - animal nutrition and feed technology. - Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj, Lviv, 42 Lviv (in Ukrainian). Darmohray, L.M. (2016). Analizy i metody otsinky pozhyvnosti kormiv. Navchalnyi posibnyk. Lviv (in Ukrainian).
Darmohray, L., Sedilo, G., & Gutyj, B. (2017). Conceptual framework for the assessment of the nutritional and biological value of the plant Galega
orientalis (LAM). Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies, 19(79), 912. doi: 10.15421/nvlvet7902.
Darmohray, L.M., & Gonchar, M.V. (2015). Bioactivity of Pure Cultures of Bacteria and Yeast in the Background Action of the Water Extract of a Plant Galega orientalis (Lam). Research & Reviews: Journal of Veterinary Sciences. 1(1), 82-85.
Darmohray, L.M., & Vlizlo, V.V. (2015). Doslidzennya antymicrobnyh vlastyvostey vodnoho ekstractu roslyny Galega orientalis (Lam). Naukovyy visnyk NUBiT. Kyiv. 214, 51-58 (in Ukrainian).
Egamberdieva, D., Berg, G., Lindström, K., & Räsänen, L.A. (2010). Co-inoculation of Pseudomonas spp. with Rhizobium improves growth and symbiotic performance of foddergalega (Galega orientalis Lam.). European Journal of Soil Biology. 46(3-4), 269-272. doi: 10.1016/j.ejsobi.2010.01.005.
Hrinkevich, N.I. (1983). Himicheskiy analiz lekarstven-nyh rasteniy [Chemical analysis of medicinal plants]. М.: Vysshaya shkola (in Russian).
Khan, M.R., Kihara, M., & Omoloso, A.D. (2001). Antimicrobial activity of Cassia alata. Fitoterapia. 72(5), 561-564. doi: 10.1016/S0367-326X(00)00335-X.
Sen, A., & Batra, A. (2012). Evaluation of antimicrobial activity of different solvent extracts of medicinal plant: Melia azedarach L. International Journal of Current Pharmaceutical Research. 4(2), 67-73. Access mode: http://www.ijcpr.org/Issues/Vol4Issue2/488.pdf.
Sibanda, T., & Okoh, A.I. (2008). In vitro antibacterial regimes of crude aqueous and acetone extracts of Garcinia kola seeds. Journal of Biological Sciences. 8(1), 149-154. doi: 10.3923/jbs.2008.149.154.
Symanowicz, B., Kalembasa, S., Jaremko, D., & Niedbala, M. (2015). Effect of nitrogen fertilisation of Galega orientalis Lam. on the yield and content K, Na, Ca and Mg in the plant and soil. Environmental Protection and Natural Resources. 26(2), 15-20. doi: 10.1515/oszn-2015-0004.
