Получение низкомолекулярного хитозана и изучение его антимикробных свойств Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

УДК 619:615.37.012

ПОЛУЧЕНИЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ХИТОЗАНА И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО АНТИМИКРОБНЫХ СВОЙСТВ

Е.В. КРЫЖАНОВСКАЯ, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник

С.М. ШИНКАРЕВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник

М.А. ФРОЛОВА, кандидат биологических наук, ведущим научный сотрудник

С.Л. ГРИНЬ, доктор биологических наук, профессор, заместитель директора

А. И. АЛБУЛОВ, доктор биологических наук, профессор, заведующий отделом

Е.А. РУБАН, доктор биологических наук, профессор, заместитель директора

А.В. ГРИНЬ, младший научный сотрудник Всероссийский НИТИ биологической промышленности

Тел.: 8(49656)32432

Резюме. В работе представлены исследования по получению низкомолекулярного хитозана и изучению его влияния на микроорганизмы.

Ключевые слова: хитозан, бактерицидная активность, фунгицидная активность.

В последние десятилетия наблюдается все более широкое применение биологически активных веществ (БАВ) в различных отраслях науки и производства, в том числе и в ветеринарной практике. БАВ используют в качестве иммуномодуляторов [1], антимикробных препаратов [2], сорбентов, адъювантов, пробиотиков, в качестве кормовых белков [3].

Цель наших исследований — изучение антибактериальной активности хитозана с различной молекулярной массой (ММ) по отношению к бактериям Mycobacterium smegmatis и фунгицидной активности к грибам Penicillium vermaesseni.

Условия, материалы и методы. В работе использовали хитозан из панциря краба. Образцы низкомолекулярного хитозана получали путем ферментативного гидролиза исходного полимера [4]. Гидролиз высокомолекулярного хитозана проводили в бессолевой среде с использованием промышленных ферментных препаратов Целловиридин Г20Х (Гидролиз Ц Г20Х), Целюкласт 1,5JI ФГ (Гидолиз Ц 1,5JI ФГ) и ЦеллоЛюкс-F (Гидролиз Ц Люкс-F) в оптимальных для каждого препарата условиях с использованием фермент-субстратного соотношения 1:10 (масса препарата к массе хитозана).

Молекулярную массу и молекулярно-массовое распределение полученных в результате гидролиза образцов хитозана определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [5]. Индексы полидисперсности (1р) не превышали значений 1,2...1,8, что свидетельствует об относительной однородности гидролизатов.

Достижения науки и техники АПК, №11-2008 —

Степень деацетилирования определяли кондук-тометрическим титрованием (87 %).

В экспериментах использовали 0,1% раствор низкомолекулярного хитозана в 0,2 М ацетатном буфере при pH 5,2...5,5. В качестве объектов исследования были выбраны бактерии Mycobacterium smegmatis, и грибы Penicillium vermaesseni.

Антибактериальный эффект определяли путем подсчета жизнеспособных колоний при внесении в питательную среду хитозана с различной молекулярной массой, фунгицидную активность — по изменению радиального роста колоний гриба.

Для определения фунгицидной активности раствор испытываемых образцов хитозана добавляли при приготовлении 7,5 %-ной агаровой среды Antifiingal Assay Agar («Sigma») из расчета 1 мг/мл хитозана, стерилизовали при 110°С в течение 20 мин и затем разливали в стерильные чашки Петри. Чашки инокулировали колонией гриба диаметром 6 мм. В качестве контроля использовали

Рис. 1. Активность 0,1 % растворов низкомолекулярных хи-тозанов по отношению к М. Smegmatis.

ту же среду без хитозана. Все чашки инкубировали в темноте при 20°С. Радиальный рост колоний измеряли ежедневно в течение 15 дней.

Результаты и обсуждение. После 60 мин экспозиции с хитозаном погибали от 0 до 76 % бактерий Mycobacterium Smegmatis в зависимости от молекулярной массы соединения.

Исходный крабовый хитозан с молекулярной

Рис. 2. Активность 0,1 % растворов ряда низкомолекулярных хитозанов по отношению к РетсШит уеппаеазет на 15 день исследований: 1 — контроль, 2 — растворитель, 3 — ХТЗ с ММ 7,6 кДа, 4- ММ 11кДа, 5- ММ 17 цЦа, 6- ММ 96 кДа, 7- исходный хитозан.

45

массой 380 кДа в концентрации 0,1 % не обладал ан- При сравнении активности 0,1 % растворов хи-тибакгериальным действием. Наименьшая чувстви- тозанов с молекулярной массой от 7,6 до 380 кДа по

тельность бактерий отмечена при использовании об- отношению к Penicillium vermaesseni установлено, что

разцов с ММ 96 кДа. В этом варианте их гибель дос- лучшие результаты обеспечивает применение хито-

тигала 29 % (рис. 1). Самой высокой активностью в занов с молекулярной массой от 7 до 11 кДа (рис. 2).

отношении микобактерий характеризовались низко- При их использовании диаметр колоний 1риба со-

молекулярные хитозаны с ММ 7... 17 кДа (гибель до- ставил 8... 10 мм против 68 мм в контроле и 60 мм в

стигала 76 %). случае добавления исходного хитозана.

Литература.

1. Буянов АА, Видении В.Н., ГречухинАН. Влияние хитозана на иммунную и эндокринную систему поросят.//Ветеринария, - 2002 -С.47-51

2. ГамзазадеАЛ., Насибов СМ., Лукин О.В. Антибактериальная активность хитозана/Материалы 8 Международной конферетрш «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана». - Казань, 2006. -С. 183-186.

3. Албулов АЛ. Разработка промышленных способов получения сорбентов для биотехнологических целей/ Материалы Международной научно-практической конференщш «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов». Щелково, 2003.—С. 170-174.

4. Немцев С.В., Ильина А.В., Шинкарев С.М., Албулов АК, Варламов В.П. Получение низкомолекулярного водорастворимого хитозана. //Биотехнология. - 2001. -Ш -С. 50-51

5. Хабаров BJ>., Пронин АЯ., Гринь АА, СамуйленкоАЯ. Высокоэффективная жаслюзионная хроматография полимерных молекул хитозана// Тезисы Всероссийского симпозиума *Хроматография в химическом анализе и физико-химических исследованиях». М., 2007,- С. 173.

RECEIPT OF LOW-MOLECULAR CHITOZAN AND INVESTIGATION OF ITS ANTIMICROBIAL PROPERTIES E.V. Kryzhanovskaya, S.M. Shinkarev, M.A. Frolova, S.A. Grin’, A.I. Albulov, E.A. Ruban, A.V. Grin Summary. The work present results of research low molecular chitosan and antimicrobe properties.

Key words: chitozan, bactericidal activity, fungicide activity.

УДК 636.4.033

ЭФФЕКТ ГЕТЕРОЗИСА У ЖИВОТНЫХ РАЗНОГО ГЕНОТИПА

В.А БАБУШКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Мичуринский ГАУ E-mail: techinst2@mgau.ru

Резюме. В ходе исследований был изучен эффект истинного гетерозиса по шестнадцати продуктивным признакам при чистопородном разведении и разных вариантах простого промышленного и возвратного скрещивания в условиях трех хозяйств Тамбовской области с различным уровнем зоотехнической работы. Всего были проанализированы характеристики 3359 полновозрастных свиноматок 13 различных генотипов. По результатам исследований установлены наиболее желательные варианты скрещиваний.

Ключевые слова: гетерозис, свиньи, генотип, скрещивание.

Наиболее простой и доступный способ использования гетерозиса в животноводстве 2- и 3-хпород-ное промышленное скрещивание.

Существует несколько теорий, определяющих это явление, однако до сих пор нет единого объяснения эффекта гетерозиса, и, по всей видимости, его и не может быть, поскольку каждый отдельно взятый признак продуктивности зависит от сложных меж- и внутриаллельных механизмов взаимодействия генов.

Как отмечалось в исследованиях ряда авторов [2...6 и др.], результативность разных вариантов скрещивания не одинакова. С одной стороны, проявляется тенденция группирования признаков по веле-чине эффекта гетерозиса, с другой — одни и те же показатели могут увеличиваться или уменьшаться. Для практического же применения важно выбрать такой вариант скрещивания, который всегда гарантированно обеспечивает рост продуктивности.

Наиболее распространены — теория облигатной гетерозиготности Д.А. Кисловского [1] и очень близкая к ней теория сверхдоминирования, согласно которым эффект гетерозиса объясняется взаимодействием доминантных неаллельных генов, доминантного и рецессивного аллельных генов. Поэтому он проявляется в первых поколениях и пропадает в последующих.

Условия, материалы и методы. Мы изучили эффект истинного гетерозиса по шестнадцати продуктивным признакам в зависимости от условий кормления и содержания свиней крупной белой (КБ) и белой короткоухой (БК) пород при чистопородном разведении и при разных вариантах простого промышленного и возвратного скрещивания с хряками крупной чёрной (КЧ) порды и дюрок (Д) в ООО «Никифоровское», ОАО «Сатинское» и СПК «Русь» Тамбовской области.

Величину истинного гетерозиса определяли по формуле:

46

Достижения науки и техники АПК, №11 -2008