CC BY
1810 [ШШШШ&Ак SCHNSES /
12 Красная смородина Отжатый и замороженный (через 6 месяцев) 3,6 31,68
13 Мандарин Свежевыжатый 3,24 28,5
14 Апельсин Свежевыжатый 5,94 52,3
15 Яблоко Свежевыжатый 0,59 5,1
16 Яблоко Свежевыжатый - через час 0,59 5,1
17 Яблоко Свежевыжатый замороженный (через месяц) 0,59 5,1
18 Апельсин «Фруктовый сад» сокосодержащий напиток 2,16 19,008
19 Апельсин «Привет» сокосодержащий напиток 1,575 13,86
20 Апельсин «Голд» сокосодержащий напиток 1,935 17,027
21 Апельсин «Добрый» сокосодержащий напиток 1,71 15,048
22 Апельсин «Золотая Русь» - 100% сок 6,3 55,4
23 Гранат Свежевыжатый 3,96 39,6
В результате работы были изучены на содержание витамина «С» соки и сокосодержащие напитки 15 наименований, проведено 23 анализа методом йодометрии. Содержание витамина «С» в соках, приобретенных в магазинах города, колеблется от 2 до 55 мг/100г продукта, в свежеотжатых изученных соках - от 5мг до 67 мг/100г продукта. Содержание витамина «С» в свежеотжатых исследованных соках выше (в пределах от 1,7 до 6 раз), чем в большинстве соков из тех же продуктов, приобретенных в торговой сети города. В результате работы мы подтвердили выдвинутую нами гипотезу.
Список литературы
1. Костенков Е.А. Витамин «С» в продуктах растительного происхождения// Colloquium-journal. 2018. №7(18) часть 2. С.11-14.
2. Пустовалова Л. П. Практикум по биохимии. - Ростов-на-Дону: Феникс, 1999
3. ГОСТ Р 7.0.5 - 2008. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. 2008. URL: http: // www.protect.gost.ru (дата обращения: 03.12.2017).
4. Браун Е., Лелий Г.Ю. Химия - в центре наук. М.: Мир, 1983.
УДК: 579.61:577.15
Никитина З.К., Гордонова И.К.
ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР), Москва
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА МИКРООРГАНИЗМОВ ДЛЯ КОНВЕРСИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОТХОДОВ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО
СЫРЬЯ
Nikitina Z.K., Gordonova I.K.
All-Russian Scientific Institute of Medicinal and Aromatic Plants, Moscow
THE USE OF HYDROLYTIC POTENTIAL OF MICROORGANISMS TO CONVERT MEDICINAL PLANTS INDASTRIAL WASTE
Аннотация
Изученные микромицеты и бактерии обладали способностью к росту на средах с заменой сахарозы на шрот цветков пижмы, образовавшийся при получении танацехола. Анализ гидролитической активности микроорганизмов, включающий определение скоростей роста, зон лизиса и индексов лизиса показал, что все исследованные культуры могут быть использованы для конверсии отходов растительного сырья.
Abstract
The studied micromycetes and bacteria were able to growth on media with replacement of sucrose in the culture medium on the Tanacetum vulgare flowers schroth, formed upon receipt of tanacechol. Analysis of the hydrolytic activity of microorganisms, including the determination of growth rates, lysis zones and lysis indexes showed that all studied cultures can be used for the conversion of medicinal plants waste.
Ключевые слова: микромицеты, бактерии, шрот, гидролазы, танацехол.
Key words: micromycetes, bacteria, schroth, hydrolases, tanacechol.
<<Ш11ШетиМ-^©и©Ма1>#2126)),2(0]9 / BBLSGIICAL SClENgES
При получении галеновых и новогаленовых препаратов остаются отходы растительного сырья, содержащие различные БАВ: целлюлоза, лигнин-целлюлозу, белки, липиды [1, 2]. Изучение возможности использования этих отходов представляет несомненный интерес для интенсификации глубины переработки лекарственного растительного сырья. Микроорганизмы синтезируют разнообразные гидролитические ферменты, синтез которых в большинстве случаев носит индуцибельный характер, то есть возникает в ответ на введение соответствующего биополимера [3]. В связи с этим целесообразно изучить способность микроорганизмов осуществлять конверсию отходов лекарственного растительного сырья. Предпосылкой для проведения подобных исследований являлось наличие в ФГБНУ ВИЛАР коллекции микромицетов и бактерий, у которых обнаружена способность гидроли-зовать различные биополимеры [4-6].
К числу важных лекарственных растений, являющихся источником создания высокоэффективных лекарственных средств, относится пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.) семейства Астровые (Asteraceae). Препараты пижмы, изготовляемые из цветочных корзинок, используются как желчегонное и противоспазматическое средство. Настой соцветий усиливает амплитуду сердечных сокращений, замедляет ритм сердца, применяется для лечения неврозов, эпилепсии, заболеваний дыхательных путей, туберкулеза, головной боли [7]. Целью исследования являлось изучение возможности использования гидролитического потенциала микроорганизмов для конверсии производственных отходов лекарственного растительного сырья на примере пижмы обыкновенной.
Объектом исследования служили бактерии -Escherichia coli АТСС 25922 (ГКПМ ГИСК им. Л.А.
11
Тарасевича) и микромицеты- Aspergillus flavus F 52, Penicillium citrinum F 54, P. martensii F 63 (коллекция ФГБНУ ВИЛАР). Бактерии выращивали на скошенной поверхности мясо-пептонного агара при 370С, микромицеты - на среде Чапека при 240С. Затем проводили посев тремя уколами на агаризо-ванные среды следующего состава. Для культивирования микромицетов среда содержала минеральный фон среды Чапека с 2% агар-агаром. При культивировании бактерий использовался минеральный фон среды М9 с той же концентрацией агар-агара. В качестве объекта для конверсии отходов лекарственного растительного сырья использовался шрот цветков пижмы после двух разных загрузок сырья (далее «первый и второй образец шрота пижмы») при получении танацехола (экспериментально-производственный отдел ФГБНУ ВИЛАР). Образцы шрота пижмы добавляли к каждой среде в концентрации 0,5% или 2,0%. Гидролитическую активность микроорганизмов оценивали по скорости радиального роста колоний на соответствующих субстратах. Диаметр колоний измеряли в двух перпендикулярных направлениях. Кроме того, измеряли диаметр зон лизиса (если они были) и рассчитывали индексы лизиса по ранее предложенной схеме [4].
Известно, что рост микроорганизмов в условиях полной или частичной замены легко усвояемых сахаров на трудно метаболизируемые биополимеры, например, нерастворимые белки или целлюлозу, позволяет оценить их потенциальную гидролитическую активность. В связи с этим на первом этапе исследования фиксировались скорости радиального роста колоний при культивировании микроорганизмов на средах с полной заменой углеводов на шрот цветков пижмы.
Время культивирования, сутки Ш 0,50% В 2,00%
Q. "
о 3 4 5 6
U
Время культивирования, сутки DD 0,50% В 2,00%
Рисунок 1 - Скорость радиального роста E. coli на средах со шротом цветов пижмы. Здесь и на рис. 2: А - первый, Б - второй образец шрота
НЮШШ&Ак SClENgES / «Ш^Ш(Ш1УМ~^©У®Ма[1>>#2(Ш6)),2(0]9
12_
Бактерии E. coli хорошо росли на средах с заменой глюкозы на шрот пижмы до 5 суток культивирования, затем рост колоний прекращался, диаметры колоний оставались на одном и том же уровне, хотя зоны лизиса увеличивались. Необходимо отметить существенные различия при использовании разных образцов шрота (рис. 1). При введении в среду первого образца на 3-4 сутки культивирования не наблюдалось статистически достоверного увеличения скорости роста E. coli при переходе от 0,5% концентрации шрота к 2%. Наоборот, на 5-6 сутки культивирования увеличение концентрации шрота приводило к уменьшению скорости роста (рис. 1А). Другая ситуация наблюдалась
для второго образца шрота (рис. 1Б). Повышение концентрации от 0,5% до 2% приводило к заметному увеличению скорости роста на всех этапах культивирования.
Микромицет А. /1ауш также хорошо рос на средах с заменой 2% сахарозы (стандартная среда Чапека для культивирования микромицетов) на 0,5% или 2,0% образцов шрота (рис. 2). На всех этапах культивирования на средах с первым образцом шрота пижмы скорость роста А. /1ауш была выше, чем у бактерии. При этом в большинстве случаев не обнаружено статистически достоверного изменения указанного показателя при увеличении концентрации шрота.
3 4 5 6 7
Время культивирования, сутки
DD 0,50% В 2,00%
О 3 4 5 6 7
(j
Время культивирования, сутки
Рисунок 2 - Скорость радиального роста А./1ауш на средах со шротом цветов пижмы
Только на 3 сутки культивирования увеличение концентрации шрота приводило к увеличению скорости роста в 1,7 раза (рис. 2А). На всех этапах культивировании на средах со вторым образцом шрота скорость радиального роста микромицета несколько увеличивалась при изменении его концентрации от 0,5% до 2,0%, однако на 5 - 7 сутки это увеличение не было статистически достоверным (рис. 2Б).
Аналогичные результаты были получены и при культивировании Р. аМпыт и Р. таНвти на средах со шротом цветов пижмы. Увеличение в 4 раза концентрации шрота приводило лишь к незначительному увеличению скорости роста микро-мицетов и только на первых этапах культивирования (3-4 сутки).
Анализ изменения скорости роста трех исследованных микромицетов в процессе культивирования свидетельствует о том, что она меняется в очень небольшом диапазоне. Это делает возможным сравнение гидролитической активности грибов по средней скорости роста за все время культивирования (рис. 3). Наибольшие скорости роста на
всех средах наблюдались для P. martensii F 63. Например, при культивировании на среде с 0,5% первого образца шрота скорость роста P. martensii была в 2,3 и 2,1 раза больше, чем у A. flavus и P. citrinum соответственно. Следует отметить, что исследуемый штамм был ранее получен путем адаптации материнского штамма F 47 к росту на целлюлозных субстратах [5]. Сравнение средних за все время культивирования скоростей роста показало, что изменение концентрации шрота не вызывало статистически достоверного изменения изучаемого показателя. Возможно, что уже при 0,5% концентрации субстрата достигается оптимальное количество питательных веществ, необходимых для роста культуры. Также не обнаружено статистически достоверных изменений скорости роста в средах с первым и вторым образцами шрота, что, по-видимому, связано с получением этих образцов из одного и того же сырья цветов пижмы одним и тем же способом. Отмеченные выше для E. coli различия в характере роста на средах с первым и вторым образцом шрота свидетельствуют о разнице в потребностях питательных веществ у бактерий и грибов.
<<Ш11ШетиМ-^©и©Ма1>#2126)),2(0]9 / SClENgES 13
ША. Ааудо В Р. сИттит НР. та^епзП
Рисунок 3 - Средние скорости радиального роста микромицетов на средах со шротом цветов пижмы. Здесь и на рис. 4: 1 - первый образец, 0,5% шрота; 2 - первый образец, 2,0% шрота; 3 - второй образец,
0,5% шрота; 4 - второй образец, 2,0% шрота
Появление при культивировании на различных культивирования и бактерии и грибы образовывали субстратах зон лизиса свидетельствует о секреции зоны лизиса. (рис. 4). микроорганизмами ферментов, гидролизующих соответствующие субстраты [8]. На последних этапах
Рисунок 4 - Индексы лизиса микроорганизмов на 6-7 сутки роста на средах со шротом цветов пижмы
Наряду с такими параметрами роста микроорганизмов, как диаметр колоний и зон лизиса, важным показателем является индекс лизиса. Индекс лизиса определяется соотношением площади колонии и площади зоны лизиса и характеризует удельную протеолитическую активность культуры, так как площадь колонии пропорциональна ее биомассе, а площадь зоны лизиса - активности секре-тируемых гидролаз. В связи с этим на следующем этапе исследования были рассчитаны индексы лизиса микромицетов при росте на средах, содержащих шрот цветов пижмы. Индексы лизиса менялись в небольшом диапазоне от 1,28 до 2,85. Наибольшие индексы лизиса зафиксированы у A. flavus, у P. citrinum и E. coli они были в 1,5 раза меньше, а у P. martensii в 2,3 раза меньше.
Выводы
1.Все изученные микроорганизмы обладали способностью к росту на средах с заменой сахарозы на шрот цветков пижмы, образовавшийся при получении танацехола.
2.Комплексный анализ гидролитической активности микроорганизмов, включающий определение скоростей роста, зон лизиса и индексов лизиса показал, что все исследованные культуры могут быть использованы для конверсии отходов растительного сырья.
Список литературы
1.Фитотерапия с основами клинической фармакологии под ред. В.Г. Кукеса. - М.: Медицина, 1999. - 192с
2.Медетханов Ф.А., Овсянников А.П., Хайрул-лин Д.Д., Муллакаева Л.А. Технология изготовления лекарственных форм. Учебное пособие. - Казань: ФГБОУ ВО Каз.ГАВМ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 123с.
3.Габдрахманова Л.А. Роль адаптационных систем грамположительных и грамотрицательных бактерий в регуляции биосинтеза гидролитических ферментов: Автореф. дис. док. биол. наук. - Казань, 2006. - 46с.
BIOLOGICAL SCIENCES / «C©LL©(MUM-J©U®MAL>>#2Î2&)),2(0]9
14_
4.Гордонова И.К.. Никитина З.К., Зон Хы Чол Сравнительная оценка протеолитической активности бактерий и микромицетов // Вопросы биол., медицинской и фармацевтической химии. - 2017. - № 9. - С. 18-24.
5. Никитина З.К., Гордонова И.К. Разработка методических подходов для поиска продуцентов целлюлаз // Вопросы биол., медицинской и фармацевтической химии. - 2018. - № 3. - С. 27-31. - DOI: 29296/25877313-2018-03-05.
6.Никитина З.К., Гордонова И.К. Оценка цел-люлазной активности микромицетов// Вопросы
биол., медицинской и фармацевтической химии. -2018. - № 6. - С. 20-26. - DOI: 10.29296/258773132018-06-04.
7.Грязнов М. Ю. Изучение биологических особенностей пижмы обыкновенной (ТапасеШт vulgare) в нечерноземной зоне России: Автореф. дис. канд. биол. наук. - Москва, 2013. - 24с.
8.Яковлева М.Б., Никитина З.К. Скрининг-методы в биотехнологии (Обзор). Часть 1. Поиск микроорганизмов-продуцентов ферментов // Вопросы биол., медицинской и фармацевтической химии. -2016. - № 4. - С. 23-32.
