CC BY
49
УДК 619:636.087.6:615.9
А.В. Коптина1, А.И. Шургин1, А.В. Канарский2, З.А. Канарская2, Е.Ю. Тарасова3, М.Я. Тремасов3
1 Марийский государственный технический университет
2Казанский государственный технологический университет
3Федеральный центр токсикологической и радиационной безопасности животных (г. Казань)
Коптина Анна Владимировна родилась в 1983 г., окончила в 2005 г. Казанский государственный технологический университет, аспирант кафедры лесной селекции, недревесных ресурсов и биотехнологии Марийского государственного технического университета. Имеет 10 научных работ в области биотехнологии и технологии биологически активных веществ.
Е-mal: [email protected]
Канарский Альберт Владимирович родился в 1946 г., окончил в 1975 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доктор технических наук, профессор кафедры пищевой биотехнологии Казанского государственного технологического университета. Имеет более 200 научных работ в области химической и биохимической технологии, получения и переработки целлюлозы, бумаги и картона, крахмала, адсорбентов и биологически активных веществ. Тел.: 89053137552
Канарская Зося Альбертовна окончила в 1997 г. Казанский государственный университет, кандидат технических наук, доцент кафедры пищевой биотехнологии Казанского государственного технологического университета. Имеет 50 научных работ в области биотехнологии, экотоксикологии. Тел.: 89053137552
Тарасова Евгения Юрьевна родилась в 1985 г., окончила в 2007 г. Казанскую государственную академию ветеринарной медицины, аспирант отдела токсикологии лаборатории микотоксинов ФГУ ФЦТРБ-ВНИВИ. Профессиональные интересы -ветеринарная микотоксикология. Тел.: 89053779932
Тремасов Михаил Яковлевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом токсикологии, заместитель директора по науке ФГУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности животных» (ФГУ ФЦТРБ-ВНИВИ), заслуженный деятель науки Республики Татарстан. Имеет более 350 научных работ в области профилактики и лечения микотоксикозов, индикации микотоксинов в различных объектах, сочетанного и комбинированного воздействия различных токсических веществ на организм, проблем химической и радиационной безопасности. Тел.: 89600454876
ЭФФЕКТИВНОСТЬ АДСОРБЦИИ Т-2 МИКОТОКСИНА КОРОЙ ИВЫ SALIX ACUTIFOLIA L.
Показано, что кора ивы $аШ аеи(1/оНа L. и шрот, полученный после экстракции салицина, его производных и др. биологических веществ из коры, способны адсор-
бировать и выводить Т-2 микотоксин. Установлено, что эффективность адсорбции Т-2 микотоксина зависит от способа экстракции.
Ключевые слова: кора ивы, экстракция, шрот, адсорбция Т-2 микотоксина, профилактика микотоксикоза.
В последние годы интенсивно увеличивается применение лекарственных растений и экстрактов из них взамен синтетических лекарственных препаратов, которые наносят серьезный вред организму человека. Важное место среди источников природных биологически активных веществ занимают растения семейства Salicaceae, содержащие в коре и листьях фенольные гликозиды. В частности, кора ивы Salix acutifolia L. содержит салицин и его производные, флавоноиды и прочие вещества, имеющие лекарственные свойства: противовоспалительное, анальгетиче-ское, жаропонижающее, антисептическое, антиревматическое и др. Установлено, что салицин является ингибитором тромбина, а также ингибитором роста раковых клеток in vivo.
После извлечения биологически активных веществ из коры остается шрот, и в икает проблема его использования. В состав шрота входят клетчатка, лигнин, минеральные вещества, а также биологически активные вещества, не перешедшие в ____тракт. Ранее [1] была показана эффективность применения некрахмалистых полисахаридов однолетних растений в качестве энтеросорбентов микотоксинов, которые, поступая в организм человека и животных с пищей и кормами, вызывают отравление организма - микотоксикозы - со всеми отрицательными последствиями для здоровья человека и животных [5, 6].
В настоящей работе рассмотрены адсорбционные свойства коры ивы остролистной Salix acutifolia L. и шрота, полученного при выделении из коры водорастворимых веществ (салицина и его производных, таннинов и др.), по отношению к Т-2 микотоксину в условиях in vitro и in vivo.
Методика эксперимента
Взятую для экспериментов кору ивы сортировали и измельчали до частиц диаметром меньше 3 мм. Измельченную и высушенную на воздухе кору ивы экстрагировали органическими растворителями (вода, ацетон, этиловый спирт) или 0,001 М раствором фосфатного буфера, нагревая в колбе с обратным холодильником в течение 30 мин при гидромодуле 1 : 50.
При ферментативном методе экстракции биологически активных веществ (салицилатов) измельченную (до частиц диаметром меньше 3 мм) воздушно-сухую кору ивы экстрагировали буферным раствором фосфорного калия с рН 5,5 в течение 20 ч при температуре (65 ± 5) °С и гидромодуле 1 : 50 с одновременным добавлением ферментного комплекса (препарат Laminex™ BG (Genencor Internetional, США), содержащий ферменты целлюлазу и ß-глюканазу) в количестве 0,1 % от массы растительного сырья с последующей инактивацией ферментов при температуре (100 ± 5) °С в течение 10 мин.
Экстракты биологически активных веществ отделяли от шрота коры фильтрованием, шрот сушили при температуре 80 °С до влажности 3 %. Кору ивы и шрот разделяли на волокнистую и неволокнистую фракции и использовали для определения эффективности адсорбции Т-2 микотоксина, которую оценивали методом, предложенным В.С. Крюковым и др., с учетом особенности индикации Т-2 микотоксина [4]. В качестве адсорбента применяли кору и шрот, образовавшийся
после экстракции салицина и его производных. Адсорбцию проводили при рН 7 и 2, моделируя условия адсорбции микотоксинов соответственно в ротовой полости и желудке животных. Вероятность десорбции микотоксинов в кишечном тракте животных моделировали десорбцией при рН 8, следующей после адсорбции Т-2 микотоксинов адсорбентами при рН 2. Температура опытов (37 ± 1) °С.
Обсуждение результатов
Анализируя результаты экспериментов, представленные в таблице, следует отметить, что адсорбционные свойства коры ивы и ее компонентов, а также компонентов шрота по отношению к Т-2 микотоксину при рН 2 (желудок) выше, чем при рН 7 (ротовая полость). Адсорбция Т-2 микотоксина корой будет происходить с момента поедания токсичного корма. Однако при рН 8 (кишечный тракт) наблюдается снижение истинной адсорбции Т-2 микотоксина за счет его десорбции. Эти закономерности были установлены нами и на адсорбентах, изготовленных из других видов сырья [2].
Адсорбционные свойства коры ивы, ее компонентов и шрота
Способ Компоненты Эффективность Десорбция Истинная
обработки коры адсорбции Т-2 Т-2 микоток- адсорбция,
коры микотоксина, % сина, % %
рН 7 рН 2 рН 8
Механическое Смесь
измельчение волокнистой фракции
и корки* 54,4 57,2 12,7 44,5
Волокнистая
фракция 56,0 66,0 11,4 54,6
Корка 59,0 66,1 7,9 58,2
Экстракция:
а) этанолом Волокнистая
фракция 62,0 70,0 10,7 59,3
Корка 70,0 76,0 7,9 68,1
б) с использо- Волокнистая 80,0
вание фер- фракция 66,0 7,5 72,5
ментов Корка 56,0 70,0 7,1 62,9
в) водой Волокнистая
фракция 59,2 64,0 7,8 56,2
Корка 59,2 61,6 8,1 53,5
г) 80 %-м аце- Волокнистая
тоном фракция 69,0 76,0 7,9 68,1
Корка 56,0 62,0 12,1 49,9
д) 0,01 М фос- Волокнистая
фатным бу- фракция 71,2 76,0 11,8 64,2
фером Корка 64,0 71,2 9,4 61,8
*Неволокнистая фракция
Адсорбционные свойства измельченной коры ивы по отношению к Т-2 микотоксину ниже адсорбционных свойств ее волокнистой фракции и корки (неволокнистая фракция). Это можно объяснить присутствием в коре, кроме клет-
чатки и лигнина, минеральных веществ, которые не обладают адсорбционными свойствами по отношению к Т-2 микотоксину. Следует заметить, что десорбция Т-2 микотоксина с корки, содержащей преимущественно лигнин, ниже десорбции с волокнистой фракции. В результате истинная адсорбция Т-2 микотоксина коркой несколько выше.
Адсорбционные свойства волокнистых фракций и корки, выделенных из шрота коры ивы, зависят от способа экстракции. Однако при всех способах обработки коры адсорбционные свойства ее компонентов по отношению к Т-2 микоток-сину не снижаются, а в большинстве случаев превосходят адсорбционные свойства компонентов, выделенных из исходной коры. При этом волокнистые фракции по сравнению с коркой имеют более высокую истинную адсорбцию по отношению к Т-2 микотоксину. Видимо, применяемые в опытах для экстракции вещества в наибольшей степени активируют адсорбционные центры клетчатки. Высокая адсорбционная способность наблюдается у волокнистой фракции коры ивы, обработанной ферментами целлюлазой и р-глюканазой, которые способствуют разрушению клетчатки и увеличению количества адсорбционных центров на ее поверхности, обуславливающих взаимодействие с Т-2 микотоксином. На поверхности этой волокнистой фракции и отмечена минимальная десорбция Т-2 микотоксина.
10* Истинная адсорбция волокнистой фракции коры, обработанной этанолом и фосфатным буфером, по сравнению с другими способами обработки несколько снижается повышенной десорбцией. Обработка коры ацетоном также снижает истинную адсорбцию корки, выделенной из этого шрота, за счет десорбции Т-2 микотоксина с ее поверхности при pH 8.
В условиях in vivo на белых нелинейных крысах проверена эффективность адсорбирующей способности компонентов коры ивы и шрота по отношению к Т-2 микотоксину. На основе клинических, гематологических, биохимических исследований установлена целесообразность применения этих продуктов в качестве адсорбентов для профилактики при подостром Т-2 микотоксикозе животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агроэкология [Текст] / В.А. Черников [и др.]. - М.: Колос, 2000. - 536 с.
2. Адсорбция Т-2 микотоксина некрахмалистыми полисахаридами / З.А. Канарская [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 1. - С. 58-60.
3. Коптина, А.В. Межпопуляционная изменчивость ивы остролистной по продуктивности биомассы и содержанию фенольных компонентов [Текст] / А.В. Коптина, А.И. Шургин, А.В. Канарский // Лесн. журн. - 2008. - № 4. - С. 106-112. -(Изв. высш. учеб. заведений).
4. Крюков, B.C. Применение клиноптилолита для профилактики микоток-сикозов [Текст] / B.C. Крюков, В.В. Крупин, А.Н. Котик // Ветеринария. - 1992. -№ 9-12. - С. 28-29.
5. Микотоксины: прошлое, настоящее, будущее [Текст] / А.М Зайченко [и др.] // Мжробюлопчний журн. - 2003. - Т. 65. - № 1-2. - С. 141-148.
6. Спейерс, Г. О генотоксичных канцерогенах [Текст] / Г. Спейерс // Вопросы питания. - 2002. - Т. 71, № 1. - С. 11-15.
A.V. Koptina1, A.I. Shurgin1, A.V. Kanarsky2, Z.A. Kanarskaya2, E.Yu. Tarasova3,
M.Ya. Tremasov3
:Mari State Technical University
2Kazan State University of Technology
3Federal Centre of Toxicological and Radiation Safety (Kazan)
Efficiency of T-2 Mycotoxin Adsorption by Bark of Willow Salix Acutifolia L.
It is shown that bark of the willow Salix acutifolia L. and meal produced under extraction of salicylates its derivatives and ofher biological substances from the willow bark are able to absorb and remove T-2 mycotoxin. It is established that the efficiency of T-2 mycotoxin adsorption is dependent on the extraction method.
Keywords: willow bark, extraction, meal, adsorption of T-2 mycotoxin, mycotoxicosis prevention.
