Получение пектиновых веществ из плодов Prunus domestica L. и определение их антимикробной активности Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

МИКРОБИОЛОГИЯ

ПОЛУЧЕНИЕ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ПЛОДОВ PRUNUS DOMESTICA L. И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ

Махмудов Сардор Джалилович

базовый докторант (1к PhD) института биоорганической химии Академии наук Республики Узбекистан,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]

Джураева Рохила Назаровна

канд. биол. наук, старший научный сотрудник института микробиологии АНРУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]

Турабоев Шухрат Махмадалиевич

базовый докторант (3к PhD) института биоорганической химии АН РУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: shuh_ [email protected]

Бекназарова Нурия Сейтбаевна

младший научный сотрудник института биоорганической химии АН РУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: princessa_nury@mail. ru

Атамуратов Фарход Насриддинович

младший научный сотрудник института биоорганической химии АН РУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]

Абрекова Наджие Наримановна

младший научный сотрудник института биоорганической химии АН РУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]

Сагдуллаев Баходир Тахирович

докт. техн. наук, ведущий научный сотрудник института биоорганической химии АН РУз,

Узбекистан, г. Ташкент E-mail: bsagdullaev@gmail. ru

OBTAINING PECTIN SUBSTANCES FROM FRUITS OF PRUNUS DOMESTICA L. AND DETERMINATION OF THEIR ANTIMICROBIAL ACTIVITY

Sardor Makhmudov

basic doctoral student (1k PhD) of the Institute of Bioorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,

Uzbekistan, Tashkent

Библиографическое описание: Получение пектиновых веществ из плодов Prunus domestica L. и определение их антимикробной активности // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Махмудов С.Д. [и др.]. 2019. № 8(62). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7636

Rohila Dzhuraeva

cand. biol. sc., senior researcher, Institute of Microbiology, Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Shukhrat Turaboev

basic Doctoral Candidate (3k PhD), Institute of Bioorganic Chemistry,

Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Nuria Beknazarova

junior Researcher, Institute of Bioorganic Chemistry, Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Farhod Atamuratov

junior Researcher, Institute of Bioorganic Chemistry, Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Nadzhie Abrekova

junior Researcher, Institute of Bioorganic Chemistry, Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

Bakhodir Sagdullaev

dr. tech. sc., leading researcher, Institute of Bioorganic Chemistry,

Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

Получены пектиновые вещества из растения Prunus domestica L., произрастающего в Республике Узбекистан. Изучены параметры экстракции пектиновых веществ из плодов Prunus domestica L. Определена антимикробная активность целевого продукта.

ABSTRACT

Pectin substances were obtained from the plant Prunus domestica L., which grows in the Republic of Uzbekistan. The parameters of extraction of pectic substances from the fruit of Prunus domestica L. were determined. The antimicrobial activity of the target product was determined.

Ключевые слова: пектиновые вещества, экстракция, Prunus domestica L., антимикробная активность. Keywords: pectin substances, extraction, antimicrobial activity.

Пектины - растворимые пищевые волокна, биополимеры, входящих состав клеточных стенок, срединных пластинок и цитоплазмы растительных клеток. Они присутствуют практически во всех фруктах и овощах. Являясь структурным элементом тканей, пектины обеспечивают в растениях целостность и стабилизацию тканей клеток [1].

Пектиновые вещества содержатся во всех высших цветковых растениях, они вместе с другими компонентами клеточной стенки определяют прочность и растяжимость клеточных стенок, тургор, устойчивость растения к засухе и к низким температурам, обеспечивают водно-солевой обмен, характеризуются высокой гелеобразующей способностью, играют важную роль в питании человека как компоненты «пищевых волокон», обладают широким спектром физиологической активности [2].

Исследования последних лет доказали пектино-содержащих продуктов в рационе лечебного питания для детоксикации от продуктов радиационного распада, солей тяжелых металлов (свинец, ртуть, цинк, кобальт, молибден и др) [3, 4]. Молекула пектина связывает радионуклиды и соли тяжелых металлов в кишечнике человека и препятствует их всасыванию вследствие большой молекулярной массы полученных соединений. Таким образом, организм человека получает огромную помощь при избавлении от токсичных и ядовитых веществ [4].

В мазях для ран природные пектины проявляют кровоостанавливающее и заживляющие свойства. Пектины регулируют содержание глюкозы в крови и снижают содержание холестерина в организме человека. Использование пектина для капсулирования ле-

карственных препаратов обеспечивает щадящий режим их всасывания в желудочно-кишечном тракте

[5].

Широкое применение пектинов в пищевой, медицинской и фармацевтической промышленности делает необходимой оценку биологических эффектов этой группы соединений. К числу таких эффектов несомненно относится антимикробная активность пектиновых веществ [6].

Одним из источников получения пектиновых веществ в Среднеазиатском регионе может быть плодово-ягодное сырье, такое как плоды растения Prunus domestica L.

Связи с вышесказанным, целью данной работы было получение пектиновых веществ из плодов растения Prunus domestica L., произрастающего в Узбекистане и определение антимикробной активности.

При подборе оптимальных условий для извлечения пектиновых веществ мы изучали влияние температуры, величины гидромодуля и динамики на процесс экстракции. По литературным данным, мы выяснили, что раствор аммония оксалата 5 % и щавелевой кислоты 5 % в соотношении 1:1 являются самым оптимальным экстрагентом для извлечения пектиновых веществ [7, 8, 9].

Исследование влияния температуры на выход пектиновых веществ при экстракции плодов Prunus domestica L. осуществляли при температурах 20-300С, 35-450С и выше 500С в течение 2 ч. Из полученных данных (рисунок 1) видно, что влияние температуры на выход пектиновых веществ не оказывает особого влияния.

Рисунок 1. Влияние температуры на выход пектиновых веществ

При определении оптимального гидромодуля при извлечении пектиновых веществ в процессе экстракции с одним контактом фаз, была проведена при следующих соотношениях: 1:1, 1:2; 1:3, 1:4, 1:5 с учетом коэффициента влагопоглощения.

При однократной экстракции наибольший выход экстрактивных и пектиновых веществ наблюдается при гидромодуле 1:5. Известно, что при много кратной экстракции меньшим количеством экстрагента можно добиться более полного истощения сырья. С учетом этого мы провели двукратную экстракцию

плодов при соотношении 1:2 и 1:1 (общее соотношение 1:3) и получили из 0,5 кг сырья 1,7 грамм пектиновых веществ.

При исследовании динамики экстракции для выделения пектиновых веществ в экспериментах установили время, необходимое для наиболее полного истощения сырья при двух контактах фаз. В процессе экстракции по истечению заданного времени из экстрактора брали пробу и анализировали на содержание в ней количества извлеченных пектиновых веществ. По полученным результатам, нами было установлено, что для достижения равновесной концентрации пектиновых веществ при первом и втором контактах фаз требуется 2 ч.

На рисунке 2 представлены кривые экстракции, представляющие собой типичные изотермы, стремящиеся к равновесию.

Рисунок 2. Кривые экстракции пектиновых веществ

Для определения антимикробного потенциала пектиновых веществ полученных из плодов Prunus domestica L. использовались тест-бактерии из коллекции культур микроорганизмов Института микробиологии АН РУз (Bacillus subtilis 5, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans).

Влияние веществ на неспоровые тест-культуры определяли в экспоненциальной фазе роста (через 3642 ч), на споровые - на стадии спорообразования (через 48-72 ч). Оценку антагонистической активности осуществляли на 3-5е сутки инкубации по диаметру стерильных зон в бактериальном газоне, образующихся вокруг лунок [10, 11].

Влияние веществ на неспоровые тест-культуры определяли в экспоненциальной фазе роста (через 3642 ч), на споровые - на стадии спорообразования (через 48-72 ч). Оценку антагонистической активности осуществляли на 3-5е сутки инкубации по диаметру стерильных зон в бактериальном газоне, образующихся вокруг лунок [10, 11].

Контролем служил препарат «Рутан», разработанный в Институте биоорганической химии имени

академика А. С. Садыкова АН РУз на основе растения Rhus coriaria. Опыты проводились в 2-х повтор-ностях.

Изучение антимикробной активности данных растительных веществ по отношению к тест-культурам показало определеннную

антагонистическую и бактериостатическую активность (таблица 1 и рисунок 3, 4).

Рисунок 3. Антимикробная активность пектиновых веществ из плодов Prunus domestica L. к следующим тест-культурам: а - Bacillus subtilis; б - Escherichia coli;

Рисунок 4. Антимикробная активность пектиновых веществ из плодов Prunus domestica L. к следующим тест-культурам: в - Pseudomonas aeruginosa г- Staphylococcus aureus;

Таблица 1.

Результаты антимикробного действия пектиновых веществ, полученных из плодов Prunus domestica L.

на условно-патогенных штаммов (3-5 сутки)

Условно-патогенный микроорганизм Контроль (препарат «Рутан») Пектиновые вещества

Bacillus subtilis 28,0 0

Escherichia coli 25,0 0

Pseudomonas aeruginosa 28,0 10,0

Staphylococcus aureus 30,0 12,0

Candida albicans 11,0 0

Примечание: «0» - не обнаружено.

В результате проведенных исследований установлено, что пектиновые вещества способны в определенной степени подавлять рост и развитие условно-патогенных микроорганизмов (зона подавления роста патогена составляла 10-12 мм). При этом по отношению к Pseudomonas aeruginosa зона лизиса составляла 10 мм, к Staphylococcus aureus - 12 мм. А

по отношению к тест-культурам Bacillus subtilis 5, Escherichia coli,Candida albicans зона лизиса не наблюдалось. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что пектиновые вещества из плодов Prunus domestica L. способны в значительной мере подавлять рост и развитие условно патогенных культур.

Список литературы:

1. Типсина Н. Н. Место пектина в функциональном питании/Вестник КрасГАУ, 2009, №3. С. 213-216.

2. Оводов Ю. С. Современные представления о пектиновых веществах /Биоорганическая химия, 2009, том 35, № 3. С. 293-310.

3. Никитина В. С., Абдуллин М. И., Гайнанова Л. Т. Получение пектинов, флаваноидов и каротиноидов из корней лекарственных растений/ Вестник Башкирского университета. 2012. Т.17. №4. С. 1715-1720.

4. Типсина Н. Н., Типсин Э. А., Батура Н. Г. Пектины из хвойных пород деревьев. Перспективы их использования в пищевой промышленности/ Вестник КрасГАУ, 2014, №12. С. 231-233.

5. Тужилкин В. И., Кочеткова А. А., Колеснов А. Ю. Теория и практика применения пектинов/Известия вузов. Пищевая технология., №1-2, 1995. С. 78-83.

6. Валышев А. В. Антимикробная активность пектинов и их производных/Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН, 2013, №3. С. 1-7.

7. Yili A., Tao W., Сагдуллаев Б.Т., Aisa Н A., Ульченко Н. Т., Глушенкова А. И., Рахманбердыева Р.К. Липиды и углеводы корней Capparis spinosa /Химия природных соединений, 2006, №1, С. 81-82.

8. Aisa Н A., Zhen С, Yili A., Bahang, Сагдуллаев Б.Т., Рахманбердыева Р.К. Полисахариды двух видов Cicer, культивируемых в Китае /Химия природных соединений, 2006, №3, С. 288-289.

9. Aisa Н К., Abdurahim M., Yili A., Xui L., Рахманбердыева Р. К., Сагдуллаев Б.Т. Полисахариды семян Plantago ovatax /Химия природных соединений, 2006, №3, С. 286-287.

10. Егоров Н. С. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: МГУ, 1995, - 205 с.

11. Егоров Н. С. Основы учения об антибиотиках. М.: МГУ, 2003, - 104 с.