CC BY
24
Оригинальная статья / Original article
УДК 615, 614.35, 547.9, 57.044, 57.083.1, 543.95, 543.55, 543.424 DOI: https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-590-602
Методика электрохимического биотестирования в применении к сравнительному анализу антибиотических свойств растительных экстрактов, получаемых с помощью сжиженного СО2
© В.С. Сибирцев, У.Ю. Нечипоренко, В.Л. Кабанов,
О.В. Буханцев
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок -филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Резюме: 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 и тестируемых образцов. Представлены результаты проведенного с применением данной методики сравнительного анализа про- и антибиотической активности в отношении Lactobacillus aci-dophilus и других тестовых микроорганизмов, таких как Chlorella vulgaris и Rhodotorula glutinis, различных концентраций цельных докритических экстрактов, полученных с помощью сжиженного СО2 из 10 разных видов растительного сырья. Показано, что с помощью представленной методики можно более экспрессно, объективно и информативно, а также менее материало- и трудоёмко, чем при использовании стандартных визуальных методов микробиологического тестирования, оценивать влияние образцов различной фармацевтической, пищевой и иной продукции на динамику жизненной активности тестовых микроорганизмов. Среди исследованных нами растительных экстрактов наиболее активные пролонгированные антибиотические свойства проявили экстракты из корней чистотела большого (Chelidonium majus) и цветков календулы лекарственной (Calendula officinalis) в концентрациях от 3% об. и выше, в то время как наиболее активные пролонгированные пробиотические свойства проявили экстракты из побегов омелы белой (Viscum album) и листьев грецкого ореха (Juglans regia) в концентрации 0,2% об. Начальная про- и антибиотическая активность протестированных экстрактов в большинстве случаев была больше их пролонгированной активности. В то же время среднесрочная (по времени взаимодействия протестированных экстрактов с тестовыми микроорганизмами) про- и антибиотическая активность протестированных экстрактов, как правило, была промежуточной по величине между их начальной и пролонгированной активностью. При этом с уменьшением концентрации протестированных экстрактов в тестовой среде их антибиотическая активность монотонно уменьшалась, тогда как пробиотическая активность увеличивалась. Таким образом, очевидно, что про- и антибиотическая активность фармацевтической, пищевой и иной продукции, в том числе включающей различные растительные экстракты, в значительной мере определяется выбором не только сырья и способа экстрагирования из него биологически активных веществ, но и концентрацией экстракта в продукции, временем ее взаимодействия с микробиотой и другими живыми организмами, а также множеством других факторов. Причем точный характер этих зависимостей в большинстве случаев может быть установлен лишь с помощью значительного числа тестовых испытаний, которые удобно проводить с помощью представленной в этой работе методики.
Ключевые слова: антибиотические свойства, микробиологическое тестирование, электрохимические методы, растительные экстракты, биологически активные вещества
Для цитирования: Сибирцев В.С., Нечипоренко У.Ю., Кабанов В.Л., Буханцев О.В. Методика электрохимического биотестирования в применении к сравнительному анализу антибиотических свойств растительных экстрактов, получаемых с помощью сжиженного СО2. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 4. С. 590-602. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-590-602
Use of an electrochemical biotesting technique for comparing the antibiotic properties of plant extracts obtained
using liquefied CO2
Vladimir S. Sibirtsev, Uliana Yu. Nechiporenko, Vladimir L. Kabanov,
Oleg V. Bukhantsev
All-Russia Research Institute for Food Additives -Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS, St. Petersburg, Russian Federation
Abstract: We present a biotesting technique that allows periodic (every 2 hours) recording of changes in the pH, redox potential and electrical conductivity of a liquid nutrient medium incubated in the presence or absence of viable test microorganisms and test samples. This technique was used to compare the pro- and antibiotic activity of various concentrations of subcritical whole extracts obtained from 10 plant species using liquefied CO2 against Lactobacillus acidophilus and other test microorganisms, such as Chlorella vulgaris and Rhodotorula glutinis. It was established that the proposed technique provides for a quicker, more objective and informative, as well as less material-consuming and labour-intensive, microbiological testing compared to conventional visual methods aimed at assessing effects of pharmaceutical, food and other products on the activity of test microorganisms. Among the studied plant varieties, extracts from celandine roots (Chelidonium majus) and calendula officinalis flowers (Calendula officinalis) at a concentration of 3% vol. and above demonstrated the most active prolonged antibiotic properties. Extracts from mistletoe shoots (Viscum album) and walnut leaves (Juglans regia) at a concentration of 0.2% vol. showed the most active prolonged probiotic properties. The initial pro- and antibiotic activity of the tested extracts was in most cases greater than their prolonged activity. At the same time, the medium-term (with respect to the period of interaction of the extracts and microorganisms) pro- and antibiotic activity of the tested extracts showed intermediate values between their initial and prolonged activity. It is noteworthy that a decrease in the concentration of the tested extracts in the test environment led to a steady decrease in their antibiotic activity, at the same time as increasing their probiotic activity. Thus, it is clear that the pro- and antibiotic activity of pharmaceutical, food and other products, including various plant extracts, is determined not only by the choice of raw materials and the method for extracting biologically active substances, but also by the concentration of extracts, the time of their interaction with microbiota and other living organisms, as well as by a variety of other factors. The exact nature of these dependencies can only be established through multiple tests, which can conveniently be carried out using the methodology presented in this work.
Keywords: antibiotic properties, microbiological testing, electrochemical methods, plant extracts, biologically active substances
For citation: Sibirtsev VS, Nechiporenko UYu, Kabanov VL, Bukhantsev OV. Use of an electrochemical biotesting technique for comparing the antibiotic properties of plant extracts obtained using liquefied CO2. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2020;10(4):590-602. (In Russian) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-4-590-602
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время в фармацевтической, пищевой и многих других отраслях народного хозяйства все более актуальной становится проблема разработки достаточно объективных и в то же время экспрессных и доступных для широкого применения способов оценки влияния различных химических соединений как синтетического, так и природного происхождения на динамику жизнедеятельности разных видов и штаммов микроорганизмов, которые могут входить в состав естественной микробиоты человека и других многоклеточных живых организмов, вызывать различные инфекционные заболевания,
токсикозы, аллергические реакции, способствовать порче пищевой и иной продукции, участвовать в различных биотехнологических процессах и т.д.
Однако принятые в настоящее время в качестве стандартных при микробиологическом тестировании процедуры визуальной оценки общей выживаемости микроорганизмов либо величины зоны задержки роста их колоний требуют для своего проведения значительных затрат материалов, времени и труда квалифицированного персонала, давая в результате лишь весьма неполную, субъективную и «статичную» информацию о нарушениях жизнедеятельности тестовых
организмов [1-5]. Таким образом, перспективным представляется использование в микробиологическом тестировании инструментальных технологий, среди которых наиболее простыми в исполнении, достоверными и универсальными являются различные оптические и электрохимические методы.
Кроме того, в последнее время в фармацевтической, косметической, пищевой, кормовой и других видах продукции, производимой и потребляемой человеческим обществом, ощущается все больший недостаток биологически активных веществ (БАВ) природного происхождения, способствующих нормальному развитию и функционированию как самого человеческого организма (ослабленного стрессами, загрязненной окружающей средой, недостатком природного освещения и физической активности, контактами с многочисленной посторонней мик-робиотой и т.п.), так и симбиотически связанной с ним полезной микробиоты, либо угнетению жизнедеятельности вредной для человека мик-робиоты.
Производство концентрированных синтетических аналогов БАВ при современном уровне развития технологий часто является затратным с экономической точки зрения, а также малоэффективным вследствие сложности достижения нужной степени чистоты, стереоспецифичности и других параметров, способных обеспечить достаточно высокую степень биологической активности таких соединений. Кроме того, растительные экстракты (РЭ) по сравнению с синтетическими средствами, как правило, обладают существенно меньшими по широте спектра и интенсивности действия на человеческий и другие живые организмы побочными эффектами.
В результате этого РЭ в настоящее время являются одним из наиболее приемлемых и распространенных источников БАВ. В свою очередь из РЭ до настоящего времени наиболее широко применялись «эфирные масла» (ЭМ), промыш-ленно либо лабораторно получаемые из различного растительного сырья разными физико-химическими способами (холодный или горячий отжим, дистилляция, экстрагирование при нормальных либо повышенных давлении и/или температуре с помощью различных органических растворителей с последующим удалением этих растворителей при дополнительно повышенной температуре либо под вакуумом и т.п.) [6]. Получаемые таким образом ЭМ позволяют достичь существенно большей и стабильной во времени биологической активности конечного продукта по сравнению с водными, спиртовыми и иными РЭ, получаемыми без удаления экстрагентов. Благодаря этому ЭМ широко применяются в пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслях промышленности в
качестве добавок, обладающих избирательным либо малоспецифическим про- либо антимикробным действием; добавок, обладающих различными видами нормализирующего действия (используемого, в том числе, при лечении различных нервных, сердечно-сосудистых, диабетических, пищеварительных и иных заболеваний); а также консервирующих, антиоксидантных, ароматизирующих, вкусовых и иных видов добавок [1-3, 6-15]. Кроме того, ЭМ используются в качестве антисептиков, экологически безопасных инсектицидов и пестицидов, добавок к различным зуботерапевти-ческим, ранозаживляющим и другим медицинским и упаковочным материалам и т.п. [16-21].
Однако в последнее время наряду с ЭМ все большее применение находят экстракты, получаемые из аналогичного растительного сырья с использованием в качестве экстрагента сжиженного углекислого газа (СО2), который затем полностью удаляется из конечного продукта путем изменения его температуры и давления [22-28]. Состав таких экстрактов характеризуется, как правило, более широким спектром БАВ, чем у ЭМ. При этом, если экстрагирование проводится при давлении выше 7,6 МПа и температуре ниже 31 °С, то такие экстракты называются «докритическими». В противном случае экстракты, получаемые по описанной выше технологии, называются «сверхкритическими» (поскольку СО2 в них, находясь в сверхкритическом состоянии, проявляет свойства как жидкости, так и газа). Кроме того экстракты, получаемые с помощью сжиженного СО2, делятся на «селективные» (получаемые при низких давлениях СО2 и имеющие состав, близкий к ЭМ) и «цельные» (получаемые при высоких давлениях СО2 и имеющие в своем составе помимо летучих компонентов, обычных для ЭМ, более тяжелые растительные смолы, парафины, пигменты и т.д.).
В связи с вышесказанным нашей целью являлась разработка экспрессной и доступной для широкого применения методики инструментального микробиологического тестирования и оценка с ее помощью про- и антибиотических свойств экстрактов, получаемых из различного растительного сырья с использованием сжиженного СО2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В качестве объекта исследования были взяты цельные докритические экстракты, произведенные ООО «Казанский завод экстрактов»1 (г. Казань, Россия) с помощью сжиженного СО2 при температуре 20 °С и давлении 72 атм из следующих видов растительного сырья: корни солодки голой (Glycyrrhiza glabra) (№ 1), цветки мальвы лесной (Malva sylvestris) (№ 2), цветки календулы лекарственной (ноготки лекарственные, Calendula officinalis) (№ 3), листья и стебли бессмертника песчаного (Helichrysum arenarium)
1Этот завод был выбран потому, что он является в настоящее время крупнейшим в России производителем растительных экстрактов, получаемых с помощью сжиженного СО2.
(№ 4), корни чистотела большого (Chelidonium majus) (№ 5), листья березы повислой (Betula pendula) (№ 6), листья грецкого ореха (Juglans regia) (№ 7), молодые побеги омелы белой (Viscum album) (№ 8), плоды облепихи крушино-видной (Hip-pophae rhamnoides) (№ 9), семена перца черного (Pipernigrum) (№ 10).
Для анализа влияния различных концентраций тестируемых экстрактов (ТЭ) на динамику жизнедеятельности микроорганизмов, исходя из результатов уже имевшихся авторских наработок по различным способам инструментального биотестирования [29-41], была разработана следующая методика.
Для каждой партии ТЭ проводилось по 4 серии измерений, перед началом каждой из которых готовилась питательная среда, представлявшая собой стерильный водный раствор с рН = 7,2+0,2, содержащий 5 г/л глюкозы, 20 г/л белкового гидролизата и 2 г/л NaCl. Затем эта питательная среда засевалась 10% об. суспензии, содержащей 107 кл/мл тестовых биообъектов, в качестве которых использовались одноклеточные водоросли Chlorella vulgaris ATCC 9765, дрожжеподобные грибки Rhodotorula gluti-nis АТСС 10659 и бактерии Lactobacillus acidophilus АТСС 4356. Все эти биообъекты являются типичными представителями широко распространенных в естественных условиях видов микроорганизмов, активно участвующих в деструкции различных биополимеров, принадлежа при этом к существенно отличвющимся друг от друга таксономическим группам. Кроме того, L. Acido-phillus являются нормальным представителем кишечной микробиоты человека и теплокровных животных, а также обладают высокой антагонистической активностью по отношению к гнилостной, условно-патогенной и патогенной микробио-те.
При культивировании представителей разных таксономических групп питательная среда одинакового состава использовалась для того, чтобы обеспечить единообразие общей методики измерения динамики жизненной активности разных тестовых микроорганизмов, а также потому, что белковый гидролизат в сочетании со стерилизованной природной, а не дистиллированной водой, использовавшейся для приготовления упомянутой питательной среды, содержит весь необходимый набор макро- и микроэлементов, обеспечивающих нормальное (хотя, возможно, и не оптимальное в каждом отдельном случае) развитие большинства микроорганизмов. При этом наличие глюкозы ускоряло начальное развитие тестовых микроорганизмов, обеспечивая большую экспрессность предлагаемой методики.
Затем тестовые организмы инкубировались при 37±0,1 °С до содержания в питательной среде клеток в пределах 5106 кл./мл (что удостове-
рялось нефелометрическим способом по стандарту мутности). Полученная тестовая среда разливалась по измерительным емкостям (ИЕ), в каждую по 5 мл, представлявшим собой стандартные стеклянные конические пробирки объемом 10 мл, в каждую из которых (за исключением трех контрольных) предварительно добавлялось (по 3 ИЕ в параллель) количество тестируемого объекта (в качестве которого в описываемом исследовании выступали цельные докрити-ческие экстракты, получаемые с помощью сжиженного СО2 из различного растительного сырья), необходимое для достижения заданной его концентрации в тестовой среде.
Затем как тестовые, так и контрольные ИЕ (содержащие ту же среду, что и тестовые ИЕ, но без добавления ТЭ) инкубировали при 37±0,1 °С в течение 6 ч. У сред, содержащихся в каждой из ИЕ, последовательно, с интервалом 2 ч регистрировали рН, редокс-потенциал (Е, мВ) и удельную линейную низкочастотную электропроводность (X, мСм/см). При этом рН и Е регистрировали с помощью иономера Эксперт-001 (Россия) с комбинированными электродами ЭСК-10601/7 и ЭРП-105 соответственно, а X регистрировали с помощью кондуктометра Эксперт-002 (Россия) с датчиком УЭП-П-С, работающим на частоте 1,6 кГц.
После этого общие степени активирования (+) либо ингибирования (-) жизнедеятельности тестовых микроорганизмов заданными концентрациями ТЭ после k часов их совместного инкубирования в жидкой тестовой среде %) рассчитывались по формуле
Еv,k = ( £рн,л + 0,7^ + 0,7еХл ) / 2,4. (1)
Величины ЕрНк , ЕЕк и ЕХк определялись отдельно по результатам измерений рН, E и X у тестовых сред, содержащихся в ИЕ, по формуле:
Е^ = 100 х ( - ) / AYciM . (2)
Индекс i показывал, по какому параметру (рН, Е или X), учитывались измерения в формуле 2, (например Ерн, к = 100 х ( ДYtрн, к - ДYCрн, к ) / ДYCрн, к).
Величины ДYti,k и дYci, к определялись как усредненные по выборке из N образцов с одинаковыми концентрациями экстрактов, приготовленных одинаковым способом из одного вида сырья (в нашем случае N= 34 = 12), изменения значений /-параметра тестовой среды (рН, E или X), произошедшие за к часов от начала инкубирования этой среды в присутствии заданной концентрации ТЭ (ДYt, наблюдаемое в тестовых ИЕ) либо в отсутствие ТЭ (ДYc, наблюдаемое в контрольных ИЕ, тестовые среды в которых содержали жизнеспособные микроорганизмы, но не содержали ТЭ). Например, ДYtpНi2 = рНТ2 -- рНт,0 , ДYCE,4 = Ес,4 - Ес,0 и т.д. (где рНт,0 - значение рН среды в тестовой ИЕ в начале ее инкубирования, рНТ2 - значение рН среды в тестовой
ИЕ через 2 ч после начала ее инкубирования, ЕС0 - значение Е среды в контрольной ИЕ в начале ее инкубирования, ЕС4 - значение Е среды в контрольной ИЕ через 4 ч после начала ее инкубирования).
Таким образом, величина показывала, на сколько процентов по отношению к контролю ускорялось либо замедлялось преобразование жизнеспособными микроорганизмами, присутствующими в тестовой среде, катаболитов, присутствующих в той же среде, в анаболиты после к часов их инкубации при заданной температуре в присутствии заданной концентрации ТЭ по сравнению с теми же процессами, осуществляемыми теми же микроорганизмами в той же тестовой среде в отсутствие ТЭ.
При этом ошибки определения каждой из усредненных величин £рН.к, £Ек и £х,к рассчитывались стандартным образом2 [42, 43], как Де/к = илчО/к, с использованием критерия Стью-дента для уровня достоверности а = 0,95 и числа степеней свободы N-1), математического ожидания (0/к = 1/Е/ду / И) и его дисперсии (а/к = [ (£,Л; - 9/,к )2 / (м-1)]1/2). После чего ошибка определения величины ДеV.k рассчитывалась по формуле Л£ук = (Д£рм,к + 0,7Ме, к + 0,7А£х.к ) / 2,4.
Параметры рН, Е и Xбыли выбраны для оценки общей степени активирования либо ингибиро-вания жизнедеятельности тестовых микроорганизмов заданными концентрациями ТЭ потому, что они наиболее надежно измеряются инструментально и при этом чувствительно связаны с тем, насколько ускорялось либо замедлялось преобразование жизнеспособными микроорганизмами, присутствующими в тестовой среде, катаболитов, присутствующих в той же среде, в анаболиты (имеющие иные, чем у катаболитов кислотность, электропроводность и электрохимический окислительно-восстановительный потенциал).
Правомерность объединения в е^ трех таких величин, как £рН, £Е и ех, можно объяснить тем, что каждая из этих величин независимо нормировалась на контрольные значения определяющего ее показателя и, таким образом, единообразно (в процентах по отношению к контролю) отражала изменение метаболизма тестовых микроорганизмов в присутствии ТЭ, в то же время несколько по-разному характеризуя это изменение (поскольку изменение рН, Е и Х тестовой среды обуславливали разные метаболитические процессы, осуществляемые присутствующими там жизнеспособными микроорганизмами). В результате чего суммарная величина £у более информативно и адекватно характеризовала изменения метаболической активности тестовых микроорганизмов, чем каждая из величин ерН, еЕ и ех по отдельности.
Коэффициенты при е/к, указанные в формуле
(1), были рассчитаны методами факторного анализа (аналогично тому, как описано в работах [42, 43]) по значениям, полученным нами для £рН,k, £E,k и ex>k в результате применения представленной здесь методики к оценке антибактериальной активности в отношении L. acidophilus разных концентраций таких известных антисептиков и антибиотиков широкого спектра действия, как хлоргексидина биклюконат, фураци-лин и левомицетин.
Вышесказанное обеспечило 90% достоверную корреляцию величин eV, полученных с помощью разработанной нами инструментальной методики биотестирования после 6 ч инкубации тестовых сред с L. acidophilus в присутствии и в отсутствие 3% об. ТЭ, с величинами es, полученными для той же концентрации тех же ТЭ с помощью стандартной методики микробиологического тестирования [1-5]. Последняя предусматривает визуальный подсчет колоний L. Acidophilus, выросших после 24 ч их инкубации при 37±0,1 °С на плотной питательной среде (имеющей тот же состав, что и использовавшаяся нами жидкая питательная среда, но с добавлением 20 г/л микробиологического агар-агара) в присутствии и в отсутствие 3% об. ТЭ с последующим расчетом величины eS по формуле (2). При этом высевание проводилось для нескольких последовательных разведений тестовой среды -каждое в несколько параллельных чашек Петри. После чего отбирались те разведения, при использовании которых на одной чашке Петри вырастало не менее 10 и не более 50 колоний тестовых микроорганизмов. Данные по этим разведениям соответствующим образом статистически обрабатывались.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Наиболее интересные данные, полученные описанным выше способом, представлены в табл. 1 и 2, а также на рисунке, где по оси ординат отложены значения eV (%), определявшиеся для ТЭ по результатам измерений рН, редокс-потенциала и электропроводности жидких питательных сред с L.acidophilus через 2, 4 и 6 ч инкубирования по формулам (1) и (2), по оси абсцисс - номера сырья, из которого получали ТЭ (см. табл. 1).
На основании представленных данных можно сделать следующие выводы. Как видно из табл.1, наиболее пролонгированно чувствительными к присутствию высоких концентраций ТЭ из всех исследованных биообъектов оказались L. acidophilus. Поэтому они и были выбраны в качестве тестовых микроорганизмов для дальнейшего более детального исследования про- и антибиотических свойств ТЭ (см. табл. 2).
2Korn G.A., Korn T.M. Mathematical handbook for scientists and engineers. definitions, theorems, and formulas for reference and revie. McGraw Hill Book Company. 1968.
Таблица 1. Степень ингибирования жизнедеятельности тестовых микроорганизмов
после 6 ч их инкубирования в присутствии 3% об. тестируемых экстрактов (ev,a , %)
Table 1. Inhibition degree of test microorganisms vital activity after a hours incubation in the presence
of 3% vol. tested extracts (£v,a ,%)
Тестовые микроорганизмы Тестируемые экстракты
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10
C. vulgaris R. glutinis L. acidophilus -37±5 -33±5 -41 ±7 -33±5 -30±4 -37±6 6 6 7 ±±± ю о о -4 -4 -5 -41 ±7 -36±6 -45±6 -51 ±8 -46±8 -57±9 -43±6 -38±6 -48±7 -42±6 -38±5 -47±7 -24±4 -22±4 -27±4 -38±5 -34±5 -42±6 333 га о 4 ± ± ± 6 5 5
Примечание. Номера цельных докритических экстрактов, произведенных ООО «Казанский завод экстрактов» с помощью сжиженного СО2 при давлении 7,3 МПа и температуре 20°С, соответствуют следующему растительному сырью, из которого их получали: 1 - корни Glycyrrhiza glabra; 2 - цветки Malva sylvestris; 3 - цветки Calendula officinalis; 4 - трава Helichrysum arenarium; 5 - корни Chelidonium majus; 6 - листья Betula pendula; 7 - листья Juglans regia; 8 - молодые побеги Viscum album; 9 - плоды Hippophae rhamnoides; 10 - семена Piper nigrum. Методику определения cV см. в разделе «Экспериментальная часть».
Таблица 2. Степени активирования (+) либо ингибирования (-) жизнедеятельности Lactobacillus acidophilus (ev, %) при разной продолжительности их инкубирования в присутствии различных количеств исследуемых растительных экстрактов
Table 2. Activation (+) or inhibition (-) degrees of Lactobacillus acidophilus vital activity (ev,%) at various incubation time in the presence of different plant extracts
СТЕ k Тестируемые экстракты
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10
2 -61±9 -54±7 -71±9 -61±8 -70±9 -60±8 -63±9 -44±7 -51±7 -52±7
3 4 -53±7 -45±7 -65±9 -55±8 -63±8 -56±8 -52±7 -39±6 -44±7 -44±6
6 -41±7 -37±6 -50±7 -45±6 -57±9 -48±7 -47±7 -27±4 -42±6 -38±6
2 -19±3 -17±2 -22±3 -19±3 -23±3 -19±3 -20±3 -14±2 -15±2 -17±3
1,5 4 -17±3 -14±2 -20±3 -17±3 -20±3 -18±3 -16±2 -12±2 -13±2 -15±2
6 -13±2 -12±2 -16±2 -14±2 -18±3 -15±2 -15±2 -8±1 -12±2 -13±2
2 15±2 13±2 17±3 15±2 18±3 30±4 20±3 21±3 20±3 22±3
0,5 4 -2±0,3 -2±0,3 5±1 4±0,7 11 ±2 3±0,5 2±0,3 1±0,2 7±1 8±1
6 -7±1 -5±1 -9±1 -7±1 -10±2 -1±0,2 -7±1 -7±1 -7±1 -8±1
2 27±4 31±4 53±6 39±5 37±5 28±4 49±6 58±7 32±4 26±4
0,2 4 19±3 25±4 34±5 35±5 42±6 22±4 41±6 43±6 28±4 19±3
6 9±1 16±2 28±4 25±4 22±3 18±3 32±5 33±5 26±4 18±3
Примечание. СТЕ - концентрация РЭ в тестовой среде, % об.; k - продолжительность инкубирования тестовой среды, ч. Тестируемые экстракты те же, что и в табл. 1.
Биологическая активность тестированных экстрактов в отношении L.acidophilus при разных концентрациях ТЭ в тестовой среде, % об.: а - 3; b - 1,5; c - 0,5; d - 0,2.
Comparative biological activity of tested extracts (TE) against L.acidophilus at different TE concentrations in the test medium, % vol.: a - 3; b - 1.5; c - 0.5; d - 0.2
Из рисунка и табл. 2 видно, что с изменением концентрации ТЭ в тестовой среде довольно существенно может меняться и характер их биологической активности относительно других ТЭ. Причем особенно отчетливо это видно на примере концентраций ТЭ в тестовой среде (СТЕ) меньших 1,5% об.
Также разную биологическую активность имели ТЭ, полученные из разных частей разных растений. Так, например, при СТЕ = 3% об. пролонгированная антибиотическая активность (количественно характеризуемая в табл. 2 величиной eV>6, определяемой через 6 ч инкубации тестовых микроорганизмов в присутствии ТЭ) экстракта, полученного из корней чистотела большого (eV6 = -57±9%, см. № 5 в табл. 2), с 95%-й достоверностью превышала активность экстрактов, полученных из побегов омелы белой и семян перца черного (£V,6 = -27±4 и -38±6% соответственно, см. экстракты № 8 и № 10 в табл. 2). В то же время при СТЕ = 0,2% об. про-биотическая пролонгированная активность экстракта, полученного из побегов омелы белой (£V6 = 33±5 %), с 95%-й достоверностью превышала активность экстрактов, полученных из корней чистотела большого и семян перца черного (£V6 = 22±3 и 18±3% соответственно). Последние в свою очередь с 95%-й достоверностью превышали пролонгированную пробиотическую активность экстракта, полученного из корней солодки голой (£V6 = 9±1%, см. № 1 в табл. 2).
В целом же среди исследованных экстрактов наиболее активные пролонгированные (долго-строчные) антибиотические свойства в отношении тестовых микроорганизмов проявили экстракты из корней чистотела большого (№ 5) и цветков календулы лекарственной (№ 3) при СТЕ > 3% об., в то время как наиболее активные пролонгированные пробиотические свойства проявили экстракты из побегов омелы белой (№ 8) и листьев грецкого ореха (№ 7) при Сте = 0,2% об.
Краткосрочная (начальная) про- либо антибиотическая активность ТЭ (количественно характеризуемая в табл. 2 величиной £V2, определяемой через 2 ч инкубации тестовых биобъектов в присутствии ТЭ) в большинстве случаев была существенно больше их долгострочной активности (как уже говорилось, характеризуемой нами величиной £Vß, см. табл. 2). Это объясняется, вероятно, как адаптацией тестовых биобъектов к присутствию ТЭ, так и уменьшением с течением времени активности и общего количества БАВ, содержащихся в ТЭ, приходящегося на один биообъект. Последнее является следствием того, что общее количество биообъектов во время инкубации содержащей их тестовой среды увеличивалось, в то время как активность и общее количество БАВ, содержащихся в ТЭ, в ходе инкубации содержащей их тестовой среды уменьшалось вследствие биохимической и физико-химической
денатурации и деструкции этих БАВ.
Среднесрочная (по времени взаимодействия ТЭ с тестовыми биобъектами) про- либо антибиотическая активность ТЭ (количественно характеризуемая в табл. 2 величиной £у4, определяемой через 4 ч инкубации тестовых сред с ТЭ) в большинстве случаев была промежуточной между £у 2 и £у,б (см. табл. 2).
И наконец, с уменьшением концентрации ТЭ в тестовой среде их антибиотическая активность в отношении тестовых микроорганизмов монотонно уменьшалась, а пробиотическая активность, наоборот, увеличивалась. Так, например, при СТЕ = 3, 1,5 и 0,2% об. значения £^6 для экстракта из травы бессмертника песчаного были равны -45±6, -14±2 и 25±4% соответственно; а значения £^6 для экстракта из корней чистотела большого были равны -57±9, -18±3 и 22±3% соответственно (см. табл. 2 для экстрактов № 4 и № 5).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, мы убедились, что с помощью представленной в настоящей работе методики можно более экспрессно, объективно и информативно, чем при использовании стандартных визуальных методов микробиологического тестирования, оценивать влияние различных образцов фармацевтической, косметической, пищевой и другой продукции (такой, например, как растительные экстракты) на динамику жизненной активности разных микроорганизмов. Кроме того, представленная методика менее материало- и трудоемка, а также дает гораздо больше возможностей для автоматизации процесса анализа. При этом экспрессность представляемой методики достигается за счет ее большей чувствительности к начальным изменениям метаболической активности тестовых микроорганизмов в присутствии тестируемых образцов (обуславливаемой, в частности, заменой визуальных методов измерений на инструментальные). А более высокая объективность и информативность представляемой методики по сравнению со стандартными микробиологическими методами достигается за счет того, что, эта методика дает возможность оценивать динамику изменения жизненной активности микроорганизмов на множестве произвольно выбираемых временных отрезков, в отличие от большинства ранее использовавшихся методик микробиологического тестирования, где измерения производятся лишь один раз в конце периода инкубации тестируемых образцов. Коме того, представляемая методика предполагает оценку изменения жизненной активности микроорганизмов сразу по нескольким независимым показателям (таким как рН, редокс-потенциал и электропроводность тестовой среды с жизнеспособными микроорганизмами), а не только по одному (мутности тестовой среды, числу колоний микроорганизмов
или величине зоны задержки их роста), как в случае большинства ранее использовавшихся микробиологических методик.
Вышеперечисленное делает представленную методику доступной для более широкого применения, чем ранее используемые методы микробиологического тестирования. А это в свою очередь является весьма актуальным в свете того, что одним из важных условий обеспечения должного уровня безопасности и качества жизни людей является не только своевременное и качественное тестирование новой фармацевтической, пищевой и иной продукции, а также отдельных ингредиентов и добавок к ней (таких например, как различные растительные экстракты); но и постоянный широкий мониторинг про- и антибиотических свойств уже допущенной к массовому употреблению продукции с целью выявления недоброкачественных, либо успевших до окончательной реализации испортиться или претерпеть химическое или биологическое заражение ее образцов.
В отношении же собственно исследованных нами растительных экстрактов следует отметить следующее. Среди исследованных экстрактов наиболее активные пролонгированные антибиотические свойства проявили экстракты из корней чистотела большого и цветков календулы лекарственной при их концентрации в тестовой среде 3% об. и выше. Наиболее активные пролонгированные пробиотические свойства проявили экстракты из побегов омелы белой и листьев грецкого ореха при их концентрации в тестовой среде
0,2% об. (см. табл. 2).
Краткосрочная (начальная) про- и антибиотическая активность протестированных экстрактов в большинстве случаев была достоверно выше их долгострочной (пролонгированной) активности, в то время как среднесрочная (по времени взаимодействия тестированных экстрактов с тестовыми микроорганизмами) про- и антибиотическая активность тестированных экстрактов, как правило, была промежуточной по величине между их долгосрочной и краткосрочной активностью. При этом с уменьшением концентрации тестированных экстрактов в тестовой среде их антибиотическая активность монотонно и, как правило, достоверно уменьшалась, тогда как пробиотическая активность увеличивалась (см. табл. 2).
Таким образом, очевидно, что характер про-и антибиотической активности фармацевтической, пищевой и иной продукции, в том числе включающей различные растительные экстракты, в значительной мере определяется выбором не только сырья и способа экстрагирования из него биологически активных веществ, но и концентрацией экстракта в продукции, временем ее взаимодействия с микробиотой человека или иными живыми организмами и т.п. Причем точный характер этих зависимостей в большинстве случаев может быть установлен лишь с помощью значительного числа тестовых испытаний, которые удобно проводить с помощью представленной в данной работе методики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
1. Sutherland J., Miles M., Hedderley D., Li J., Devoy S., Sutton K., Lauren D. In vitro effects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria // International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009. Vol. 60. issue 8. Р. 717-727. 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. Vol. 19. Issue 3. Р. 11851191.
3. Al-Zubairi A. S., 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. Vol. 6. Issue 9. Р. 224233.
4. Zhuravlev O.E., Voronchikhina L.I. Synthesis and antimicrobial activity of n-decylpyridinium salts with inorganic anions // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018. Vol. 52. Issue 4. P. 312-315. https: //doi.org/10.1007/s11094-018-1813-6
5. Luzhnova S.A., Tyrkov A.G., Gabitova N.M., Yurtaeva E.A. Synthesis and antimicrobial activity of
5-(arylmethylidene)-2,4,6-pyrimidine-2,4,6(1H,3H,5H)-triones // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018. Vol. 52. Issue 6. P. 506-509. https://doi.org/10.1007/s110 94-018-1849-7
6. Rodino S., Butu M. Herbal extracts - new trends in functional and medicinal beverages. In: Grumezescu A.M., Holban A.M. (ed.). Functional and Medicinal Beverages. Vol. 11: The Science of Beverages. Chapter 3. Academic Press. 2019. P. 73-108. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816397-9.00003-0
7. Burt S. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods - a review // International Journal of Food Microbiology. 2004. Vol. 94. Issue 3. P. 223-253. https://doi.org/10.10 16/j.ijfoodmicro.2004.03.022
8. Bakkali F., Averbeck S., Averbeck D., Idaomar M. Biological effects of essential oils - a review // Food and Chemical Toxicology. 2008. Vol. 46. Issue 2. P. 446-475. https://doi.org/10.1016Zj.fct. 2007.09.106
9. Tripathi A.K., Bhoyar P.K., Baheti J.R., Biyani D.M., Khalique M., Kothmire M.S., et al. Herbal antidiabetics: a review // International Journal of Research in Pharmaceutical Sciences. 2011. Vol. 2.
Issue 1. P. 30-37.
10. Fatima A., Alok S., Agarwal P., Singh P.P., Verma A. Benefits of herbal extracts in cosmetics: a review // International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2013. Vol. 4. Issue 10. P. 3746-3760. https://doi.org/10.13040/ijpsr.0975-82 32.4(10).3746-60
11. Alok S., Jain S.K., Verma A., Kumar M., Ma-hor A., Sabharwal M. Herbal antioxidant in clinical practice: a review // Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2014. Vol. 4. Issue 1. P. 78-84. https: //doi.org/10.1016/S2221 -1691(14)60213-6
12. Radice M., Manfredini S., Ziosi P., Dissette V., Buso P., Fallacara A., et al. Herbal extracts, lichens and biomolecules as natural photo-protection alternatives to synthetic UV filters. A systematic review // Fitoterapia. 2016. Vol. 114. P. 144-162. https://doi.org/10.1016Zj.fitote.2016.09.003
13. Merghni A., Marzouki H., Hentati H., Aouni M., Mastouri M. Antibacterial and antibiofilm activities of Laurus nobilis L. essential oil against Staphylococcus aureus strains associated with oral infections // Current Research in Translational Medicine. 2016. Vol. 64. Issue 1. P. 29-34. https://doi.org/10. 1016/j.patbio.2015.10.003
14. Fani M., Kohanteb J. In vitro antimicrobial activity of thymus vulgaris essential oil against major oral pathogens // Journal of Evidence-based Complementary & Alternative Medicine. 2017. Vol. 22. Issue 4. P. 660-666. https://doi.org/10.1177/215658 7217700772
15. Kokina M.S., Frioui M., Shamtsyan M., Sibirtsev V.S., Krasnikova L.V., Konusova V.G., et al. Influence of pleurotus ostreatus p-glucans on the growth and activity of certain lactic acid bacteria // Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2018. Vol. 19. Issue 4. P. 465-471.
16. Atares L., Chiralt A. Essential oils as additives in biodegradable films and coatings for active food packaging // Trends in Food Science & Technology. 2016. Vol. 48. P. 51-62. https://doi.org/10. 1016/j.tifs.2015.12.001
17. Ribeiro-Santos R., Andrade M., Melo N.R., Sanches-Silva A. Use of essential oils in active food packaging: Recent advances and future trends // Trends in Food Science & Technology. 2017. Vol. 61. P. 132-140. https ://doi.org/10.1016/j.tifs.20 16.11.021
18. 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. Vol. 59. Issue 15. P. 2467-2480. https://doi.org/10.1080/10408398.20 18.1456402
19. Yuan G.-F., Chen X., Li D. Chitosan films and coatings containing essential oils: The antioxi-dant and antimicrobial activity, and application in food systems // Food Research International. 2016. Vol. 89. Part 1. P. 117-128. https://doi.org/10.1016/
j.foodres.2016.10.004
20. Donsi F., Ferrari G. Essential oil nanoemul-sions as antimicrobial agents in food // Journal of Biotechnology. 2016. Vol. 233. P. 106-120. https:// doi.org/10.1016/j.jbiotec.2016.07.005
21. Pavela R., Benelli G. Essential Oils as Eco-friendly Biopesticides? Challenges and Constraints // Trends in Plant Science. 2016. Vol. 21. Issue 12. P. 1000-1007. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2016. 10.005
22. Rout P.K., Naik S.N., Rao Y.R. Subcritical CO2 extraction of floral fragrance from Quisqualis indica // Journal of Supercritical Fluids. 2008. Vol. 45. Issue 2. P. 200-205. https://doi.org/10.101 6/j.supflu.2008.02.011
23. Sahena F., Zaidul I.S.M., Jinap S., Karim A.A., Abbas K.A., Norulaini N.A.N., et al. Application of supercritical CO2 in lipid extraction - a review // Journal of Food Engineering. 2009. Vol. 95. Issue 2. P. 240-253. https://doi.org/10.1016/jjfoodeng.2009. 06.026
24. Ibadullaeva G.S., Pichkhadze G.M., Usteno-va G.O., Dil'barkhanov R., Tikhonova S.A., Grud'-ko V.A., et al. Chemical composition of the CO2-extract of Acorus Calamus obtained under subcritical conditions // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2015. Vol. 49. Issue 6. P. 388-392. https://doi.org/ 10.1007/s11094-015-1290-0
25. Valle Jr.D.L., Cabrera E.C., Puzon J.J.M., Rivera W.L. Antimicrobial activities of methanol, ethanol and supercritical CO2 extracts of Philippine Piper betle L. on clinical isolates of gram positive and gram negative bacteria with transferable multiple drug resistance // PLoS ONE. 2016. Vol. 11. Issue 1. Article e0146349. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0146349
26. Lazarotto M., Valerio A., Boligon A., Tres M.V., Scapinello J., Dal Magro J., et al. Chemical composition and antibacterial activity of berga-mot peel oil from supercritical CO2 and compressed propane extraction // Open Food Science Journal. 2018. Vol. 10. Issue 1. P. 16-23. https://doi.org/10. 2174/1874256401810010016
27. Vieitez I., Maceiras L., Jachmanian I., Albores S. Antioxidant and antibacterial activity of different extracts from herbs obtained by maceration or supercritical technology // Journal of Supercritical Fluids. 2018. Vol. 133. P. 58-64. https://doi.org/10. 1016/j.supflu.2017.09.025
28. Coelho J., Veiga J., Karmali A., Nicolai M., Pinto Reis C., Nobre B., et al. Supercritical CO2 extracts and volatile oil of basil (Ocimum basilicum L.) comparison with conventional methods // Separations. 2018. Vol. 5. Issue 2. P. 21-33. https://doi.org/ 10.3390/separations5020021
29. Sibirtsev V.S., Garabadzhiu A.V., Ivanov S.D. Spectral properties of bisbenzimidazole dyes upon interaction with DNA // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 1997. Vol. 23. Issue 12. P. 857-866.
30. Иванов С.Д., Коваленко А.Л., Ковань-ко Е.Г., Ямшанов В.А., Акимов А.А., Забежинский М.А. [и др.]. Применение циклоферона при экспериментальной лучевой терапии опухолей // Вопросы онкологии. 1999. Т. 45. N 3. С. 292-297.
31. Sibirtsev V.S., Glibin E.N., Ivanov S.D. Variation of spectral properties of actinocin derivatives due to equilibrium transformations // Russian Journal of Organic Chemistry. 2000. Vol. 36. Issue 12. P. 1812-1818.
32. Sibirtsev V.S., Garabadzhiu A.V., Ivanov S.D. Comparative study of DNA-specific dyes of the indole and benzimidazole series // Russian Journal of Organic Chemistry. 2001. Vol. 27. Issue 1. P. 5473. https://doi.org/10.1023/A:1009535320077
33. Sibirtsev V.S., Tolmachev A.Yu., Suslov V.V., Garabadzhiu A.V., Traven' V.F. Dependence of fluorescence properties of compounds from pso-ralen, angelicin, and carbazole series on the character of their terminal substituents // Russian Journal of Organic Chemistry. 2003. Vol. 39. Issue 6. P. 881-889. https://doi.org/10.1023/B:RUJ0.000000 3169.96393.1d
34. Sibirtsev V.S. Study of applicability of the bi-functional system "Ethidium bromide + Hoechst-33258" for DNA analysis // Biochemistry (Moscow). 2005. Vol. 70. Issue 4. P. 449-457. https://doi.org/ 10.1007/s10541 -005-0136-x
35. Sibirtsev V.S., Tolmachev A.Yu., Kovaleva M.V., Garabadzhiu A.V., Traven V.F. Spectral study of interactions of 4,8,4'-trimethylpsoralen and 4,4'-dimethylangelicin dyes with DNA // Biochemistry (Moscow). 2005. Vol. 70. Issue 7. P. 822-832. http://doi.org/10.1007/s10541-005-0190-4
36. Sibirtsev V.S. Fluorescent DNA probes: study of mechanisms of changes in spectral properties and features of practical application // Biochem-
istry (Moscow). 2007. Vol. 72. Issue 8. P. 887-900. https://doi.org/10.1134/S0006297907080111
37. Sibirtsev V.S., Garabadzhiu A.V. Spectral study of the interaction of DNA with benzothiazolyl-benz-a-chromene // Biochemistry (Moscow). 2007. Vol. 72. Issue 8. P. 901-909. https://doi.org/10.113 4/S0006297907080123
38. 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. Vol. 50. Issue 7. P. 481485. https://doi.org/10.1007/s11094-016-1473-3
39. Сибирцев В.С., Маслова А.Ю. Комплексное исследование динамики жизнедеятельности E. coli в присутствии ионов переходных металлов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. N 2. С. 236-241.https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-2-236-241
40. Sibirtsev V.S., Uspenskaya M.V., Gara-badgiu A.V., Shvets V.I. An integrated method of instrumental microbiotesting of environmental safety of various products, wastes, and territories // Dokla-dy Biological Sciences. 2019. Vol. 485. Issue 1. P. 59-61. https://doi.org/10.1134/S001249661902011X
41. Сибирцев В.С., Гарабаджиу А.В., Швец В.И. Новая методика комплексного фотофлуоресцентного микробиотестирования // Доклады Академии наук. 2019. Т. 489. N 6. С. 641-645. https://doi.org/10.31857/S0869-56524896641-645
42. Johnson K.J. Numerical methods in chemistry. New York: Taylor & Francis, 1980. 503 p.
43. Sibirtsev V.S. Analysis of benzo[a]pyrene deactivation mechanisms in rats // Bioche-mistry (Moscow). 2006. Vol. 71. Issue 1. P. 90-98. https:// doi.org/10.1134/S0006297906010147
1. Sutherland J, Miles M, Hedderley D, Li J, Devoy S, Sutton K, Lauren D. In vitro effects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria. International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009;60(8):717-727. http://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):1185-1191.
3. Al-Zubairi AS, Al-Mamary MA, 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):224-233.
4. Zhuravlev OE, Voronchikhina LI. Synthesis and antimicrobial activity of n-decylpyridinium salts with inorganic anions. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018;52(4):312-315. https://doi.org/10.100 7/s11094-018-1813-6
5. Luzhnova SA, Tyrkov AG, Gabitova NM, Yur-taeva EA. Synthesis and antimicrobial activity of 5-(arylmethylidene)-2,4,6-pyrimidine-2,4,6(1 H,3H,5H)-triones. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018; 52(6):506-509. https://doi.org/10.1007/s11094-018-1849-7
6. Rodino S, Butu M. Herbal extracts - new trends in functional and medicinal beverages. In: Grumezescu AM, Holban AM. (eds.) Functional and Medicinal Beverages. Vol. 11: The Science of Beverages. Chapter 3. Academic Press; 2019. p. 73108. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816397-9.00 003-0
7. Burt S. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods - a review. International Journal of Food Microbiology. 2004;94(3):223-253. https://doi.org/10.1016/j.ijfood-micro.2004.03.022
8. Bakkali F, Averbeck S, Averbeck D, Idaomar M. Biological effects of essential oils - a review. Food and Chemical Toxicology. 2008;46(2):446-
475. https://doi.org/10.1016/j.fct.2007.09.106
9. Tripathi AK, Bhoyar PK, Baheti JR, Biyani DM, Khalique M, Kothmire MS, et al. Herbal antidia-betics: a review. International Journal of Research in Pharmaceutical Sciences. 2011 ;2(1):30-37.
10. Fatima A, Alok S, Agarwal P, Singh PP, Verma A. Benefits of herbal extracts in cosmetics: a review. International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. 2013;4(10)3746-3760. https://doi.org/10.13040/ijpsr.0975-8232.4(10).3746-60
11. Alok S, Jain SK, Verma A, Kumar M, Mahor A, Sabharwal M. Herbal antioxidant in clinical practice: a review. Asian Pacific Journal of Tropical Bio-medicine. 2014;4(1):78-84. https://doi.org/10.1016/ S2221-1691 (14)60213-6
12. Radice M, Manfredini S, Ziosi P, Dissette V, Buso P, Fallacara A, et al. Herbal extracts, lichens and biomolecules as natural photo-protection alternatives to synthetic UV filters. A systematic review. Fitoterapia. 2016;114:144-162. https://doi.org/10.10 16/j.fitote.2016.09.003
13. Merghni A, Marzouki H, Hentati H, Aouni M, Mastouri M. Antibacterial and antibiofilm activities of Laurus nobilis L. essential oil against Staphylococcus aureus strains associated with oral infections. Current Research in Translational Medicine. 2016;64(1):29-34. https://doi.org/10.1016/j.patbio. 2015.10.003
14. Fani M, Kohanteb J. In vitro antimicrobial activity of thymus vulgaris essential oil against major oral pathogens. Journal of Evidence-based Complementary & Alternative Medicine. 2017;22(4):660-666. https://doi.org/10.1177/2156587217700772
15. Kokina MS, Frioui M, Shamtsyan M, Sibirtsev VS, Krasnikova LV, Konusova VG, et al. Influence of pleurotus ostreatus beta-glucans on the growth and activity of certain lactic acid bacteria. Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2018;19(4):465-471.
16. Atares L, Chiralt A. Essential oils as additives in biodegradable films and coatings for active food packaging. Trends in Food Science & Technology. 2016;48:51-62. https://doi.org/10.1016/j.tifs. 2015.12.001
17. Ribeiro-Santos R, Andrade M, Melo NR, Sanches-Silva A. Use of essential oils in active food packaging: Recent advances and future trends. Trends in Food Science & Technology. 2017;61: 132-140. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.11.021
18. 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):2467-2480. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1456402
19. Yuan G, Chen X, Li D. Chitosan films and coatings containing essential oils: The antioxidant and antimicrobial activity, and application in food systems. Food Research International. 2016;
89:117-128. https://doi.Org/10.1016/j.foodres.2016. 10.004
20. Donsi F, Ferrari G. Essential oil nanoemul-sions as antimicrobial agents in food. Journal of Biotechnology. 2016;233:106-120. https://doi.org/10. 1016/j.jbiotec.2016.07.005
21. Pavela R, Benelli G. Essential Oils as Eco-friendly Biopesticides? Challenges and Constraints. Trends in Plant Science. 2016;21(12):1000-1007. https://doi.org/10.1016Zj.tplants.2016.10.005
22. Rout PK, Naik SN, Rao YR. Subcritical CO2 extraction of floral fragrance from Quisqualis indica. Journal of Supercritical Fluids. 2008;45(2):200-205. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2008.02.011
23. Sahena F, Zaidul ISM, Jinap S, Karim AA, Abbas KA, Norulaini NAN, et al. Application of supercritical CO2 in lipid extraction - a review. Journal of Food Engineering. 2009;95(2):240-253. https:// doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2009.06.026
24. Ibadullaeva GS, Pichkhadze GM, Ustenova GO, Dil'barkhanov R, Tikhonova SA, Grud'ko VA, et al. Chemical composition of the CO2-extract of Acorus Calamus obtained under subcritical conditions. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2015;49(6):388-392. https://doi.org/10.1007/s11094-015-1290-0
25. Valle JrDL, Cabrera EC, Puzon JJM, Rivera WL. Antimicrobial activities of methanol, ethanol and supercritical CO2 extracts of Philippine Piper betle L. on clinical isolates of gram positive and gram negative bacteria with transferable multiple drug resistance. PLoS ONE. 2016;11(1). Article e0146349. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0146349
26. Lazarotto M, Valerio A, Boligon A, Tres MV, Scapinello J, Dal Magro J, et al. Chemical composition and antibacterial activity of bergamot peel oil from supercritical CO2 and compressed propane extraction. Open Food Science Journal. 2018;10(1):16-23. https://doi.org/10.2174/1874256401810010016
27. Vieitez I, Maceiras L, Jachmanian I, Albores S. Antioxidant and antibacterial activity of different extracts from herbs obtained by maceration or supercritical technology. Journal of Supercritical Fluids. 2018;133;58-64. https://doi.org/10.1016/j.sup-flu.2017.09.025
28. Coelho J, Veiga J, Karmali A, Nicolai M, Pinto Reis C, Nobre B, et al. Supercritical CO2 extracts and volatile oil of basil (Ocimum basilicum L.) comparison with conventional methods. Separations. 2018;5(2):21 -33. https://doi.org/10.3390/separations5020021
29. Sibirtsev VS, Garabadzhiu AV, Ivanov SD. Spectral properties of bisbenzimidazole dyes upon interaction with DNA. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 1997;23(12):857-866.
30. Ivanov SD, Kovalenko AL, Kovan'ko EG, Jamschanov VA, Akimov AA, Zabezhinskii MA, et al. The use of cycloferon in experimental radiation therapy of tumors. Voprosy onkologii = Problems in Oncology. 1999;45(3):292-297. (In Russian)
31. Sibirtsev VS, Glibin EN, Ivanov SD. Variation of spectral properties of actinocin derivatives
due to equilibrium transformations. Russian Journal of Organic Chemistry. 2000;36(12):1812-1818.
32. Sibirtsev VS, Garabadzhiu AV, Ivanov SD. Comparative study of DNA-specific dyes of the indole and benzimidazole series. Russian Journal of Organic Chemistry. 2001;27(1):54-73. https://doi. org/10.1023/A:1009535320077
33. Sibirtsev VS, Tolmachev AYu, Suslov VV, Garabadzhiu AV, Traven' VF. Dependence of fluorescence properties of compounds from psoralen, angelicin, and carbazole series on the character of their terminal substituents. Russian Journal of Organic Chemistry. 2003;39(6):881-889. https://doi. org/10.1023/B:RUJO.0000003169.96393.1d
34. Sibirtsev VS. Study of applicability of the bi-functional system "Ethidium bromide + Hoechst-33258" for DNA analysis. Biochemistry (Moscow). 2005;70(4):449-457. https://doi.org/10.1007/s105 41-005-0136-x
35. Sibirtsev VS, Tolmachev AYu, Kovaleva MV, Garabadzhiu AV, Traven VF. Spectral study of interactions of 4,8,4'-trimethylpsoralen and 4,4'-dimethylangelicin dyes with DNA. Biochemistry (Moscow). 2005;70(7):822-832. http://doi.org/10.10 07/s10541-005-0190-4
36. Sibirtsev VS Fluorescent DNA probes: study of mechanisms of changes in spectral properties and features of practical application. Biochemistry (Moscow). 2007;72(8):887-900. https://doi.org/10. 1134/S0006297907080111
37. Sibirtsev VS, Garabadzhiu AV. Spectral study of the interaction of DNA with benzothiazolyl-benz-a-chromene. Biochemistry (Moscow). 2007;
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Сибирцев Владимир Станиславович,
к.х.н., доцент, заведующий лабораторией технологии переработки продуктов биосинтеза,
ВНИИ пищевых добавок - филиал
Федерального научного центра пищевых
систем им. В.М. Горбатова РАН,
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр-т, 55,
Российская Федерация,
И е-mail: [email protected]
Нечипоренко Ульяна Юрьевна,
младший научный сотрудник,
ВНИИ пищевых добавок - филиал
Федерального научного центра пищевых
систем им. В.М. Горбатова РАН,
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр-т, 55,
Российская Федерация,
е-mail: [email protected]
Кабанов Владимир Леонидович,
младший научный сотрудник, ВНИИ пищевых добавок - филиал Федерального научного центра пищевых
72(8):901-909. https://doi.org/10.1134/S00062979 07080123
38. Sibirtsev VS, Naumov IA, Kuprina EE, Olekhnovich RO. Use of impedance biotesting to assess the actions of pharmaceutical compounds on the growth of microorganisms. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2016;50(7):481-485. https://doi. org/10.1007/s11094-016-1473-3
39. Sibirtsev VS, Maslova AYu. Complex research of E. coli vital activity dynamics in presence of transition metal ions. Nauchno-tekhnicheskii vestnik informacionnykh tekhnologii, me-khaniki i optiki = Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2019;19(2):236-241. (In Russian) https://doi.org/10. 17586/2226-1494-2019-19-2-236-241
40. Sibirtsev VS, Uspenskaya MV, Garabad-giu AV, Shvets VI. An integrated method of instrumental microbiotesting of environmental safety of various products, wastes, and territories. Doklady Biological Sciences. 2019;485(1):59-61. https://doi. org/10.1134/S001249661902011X
41. Sibirtsev VS, Garabadgiu AV, Shvets VI. New method of complex photo-fluorescent microbi-otesting. Doklady Akademii nauk. 2019;489(6):196-199. (In Russian) https://doi.org/10.1134/S00124966 19060103
42. Johnson KJ. Numerical methods in chemistry. New York: Taylor & Francis; 1980. 503 p.
43. Sibirtsev VS. Analysis of benzo[a]pyrene deactivation mechanisms in rats. Biochemistry (Moscow). 2006;71(1):90-98. https://doi.org/10.11 34/S0006297906010147
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Vladimir S. Sibirtsev,
Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor, Head of the Laboratory of Technology for Processing Biosynthesis Products, All-Russia Research Institute for Food Additives -branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS, 55, Liteiny Ave., St. Petersburg, 191014, Russian Federation, И e-mail: [email protected]
Ulyana Yu. Nechiporenko,
Junior Researcher,
All-Russia Research Institute for Food Additives -Branch of V.M. Gorbatov Federal Research Center for food systems of RAS, 55, Liteiny Ave., St. Petersburg, 191014, e-mail: [email protected]
Vladimir L. Kabanov,
Junior Researcher,
All-Russia Research Institute for Food Additives -Branch of V.M. Gorbatov Federal Research
систем им. В.М. Горбатова РАН,
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр-т, 55,
Российская Федерация,
е-таИ; [email protected]
Буханцев Олег Васильевич,
к.б.н., заместитель директора по инновациям,
ВНИИ пищевых добавок - филиал
Федерального научного центра пищевых
систем им. В.М. Горбатова РАН,
191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр-т, 55,
Российская Федерация,
е-таИ; [email protected]
Заявленный вклад авторов
Сибирцев В.С. - концепция исследования; написание текста статьи; итоговые выводы; Нечипоренко У.Ю. и Кабанов В.Л. - участие в проведении экспериментов; Буханцев О.В. - участие в сборе материалов для исследования и обсуждении результатов.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Статья поступила в редакцию 16.03.2020; одобрена после рецензирования 30.09.2020; принята к публикации 30.11.2020.
Center for food systems of RAS,
55, Liteiny Ave., St. Petersburg, 191014,
e-mail: [email protected]
Oleg V. Bukhantsev,
Cand. Sci. (Biology),
Deputy Director for Innovation,
All-Russia Research Institute for Food Additives -
branch of V.M. Gorbatov Federal Research
Center for Food Systems of RAS,
55, Liteiny Ave., St. Petersburg, 191014,
e-mail: [email protected]
Contribution of the authors
Sibirtsev V.S. - research concept, writing the text of the article final conclusions; Nechiporenko U.Yu. and Kabanov V.L. - participation in experiments;
Bukhantsev O.V. - participation in the collection of materials for research and discussion of the results.
Conflict interests The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
The article was submitted 16.03.2020; approved after reviewing 30.09.2020; accepted for publication 30.11.2020.
