Применение наночастиц серебра для обеспечения безопасности дрожжей рода Saccharomyces Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ в ОТРАСЛИ

ТЕМА НОМЕРА

УдК 663.131; 663.132; 546.55/.59

Применение наночастиц серебра для обеспечения безопасности дрожжей рода Saccharomyces

Г. В. Баландин,

аспирант

Московский государственный университет пищевых производств

Развитие науки и техники предоставляет широкие возможности по внедрению новейших материалов в различных областях промышленности. В последнее время значительное внимание уделяется применению наноразмерных систем в пищевых производствах. Значительное количество исследований, направленных на изучение свойств коллоидных растворов наночастиц металлов, в частности, наночастиц серебра (AgНЧ), обусловлено уникальными физико-химическими свойствами наноча-стиц, их способностью оказывать антимикробное действие по отношению к широкому спектру микроорганизмов [1-4].

За последнее десятилетие российскими и зарубежными учеными опубликован ряд работ, освещающих антибактериальное действие наночастиц серебра, стабилизированных различными компонентами [5-7]. В то же время, как показывают результаты исследований, коллоидные растворы AgНЧ проявляют селективное действие на про-кариотические и эукариотические микроорганизмы, в зависимости от размера частиц, стабилизаторов и концентрации в среде [8, 9]. При этом представляется возможным внедрение AgНЧ в технологии продуктов питания с целью предотвращения бактериальной контаминации биотехнологических процессов. Однако требуется подходить к данному вопросу с осторожностью, так как, во-первых, недопустимо загрязнение конечных пищевых продуктов наночастицами металлов,

во-вторых, наночастицы могут негативно влиять на технологические процессы пищевых производств, и, в-третьих, необходимо тщательно контролировать присутствие нано-материалов на каждой стадии производства для обеспечения безопасности продукции [10-12]. В связи с этим, необходимо изучение свойств AgНЧ, в том числе, их влияния на грибные микроорганизмы, применяемые в пищевых производствах.

Бродильные производства — одно из потенциальных направлений внедрения коллоидных растворов AgНЧ. Основными микроорганизмами бродильных производств являются дрожжи Sаcchаromyces cerevisiae cerevisiae),которъ\е наиболее уязвимы для бактериальных инфекций на стадии культивирования и разбраживания [13]. Внесение AgНЧ в дрожжевую суспензию может предотвратить бактериальную контаминацию, но следует учитывать, что при определенных дозировках наноча-стицы проявляют ингибирующее действие на дрожжевые клетки, что отрицательно сказывается на процессах роста дрожжевой биомассы и последующего сбраживания сусла [14]. Предположительно, возможно подобрать соответствующую концентрацию AgНЧ, приготовленных с использованием пищевых стабилизаторов, при которой наночастицы не будут оказывать значительного негативного воздействия на культуру S. cerevisiae, в то же время, угнетая жизнедеятельность бактериальных микроорганизмов.

20 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2015

Цель данного исследования — изучить возможность регулирования микробиологических процессов, проходящих при культивировании дрожжевых клеток с применением коллоидных растворов AgH4 различной концентрации.

Коллоидный раствор наноча-стиц серебра. В данном исследовании использовали коллоидный раствор AgH4 с размером частиц 10-15 нм, синтезированный путем химического восстановления водорастворимой соли серебра в водной среде аскорбатом или цитратом натрия, с дальнейшим добавлением стабилизатора гуммиарабика (ООО НПП «Сентоза факторинг НП») [15]. Данный коллоидный раствор был выбран по результатам предыдущих исследований, как наиболее соответствующий цели работы [16]. По данным ученых [17, 18], в средах с pH ниже 5,0 коллоидные растворы наночастиц, стабилизированные гуммиарабиком, теряют свою агре-гационную устойчивость. Так, коллоидные растворы AgH4 через 72 ч нахождения в кислой среде переходят из нанодисперсного в микродисперсное состояние в среднем на 40%, а через 14 сут в растворе остается менее 2 % коллоидных частиц наноразмера.

В качестве экспериментальных микроорганизмов были выбраны дрожжи S. cerevisiae расы XII, применяемые в спиртовом производстве. Роль модельных бактериальных микроорганизмов — потенциальных вредителей бродильных производств — выполняли Micrococcus varians (M. varians), шаровидные неспорообразующие грамположи-тельные бактерии; Bacillus cereus (B. cereus), спорообразующие палочковидные грамположительные бактерии; Escherichia coli (E. coli), палочковидные грамотрицательные бактерии [19—21].

Культивирование проводили в жидкой питательной среде — солодовом неохмеленном сусле. Контроль осуществляли методом поверхностного и глубинного культивирования на мясопептонном агаре в чашах Петри.

В колбы со стерильным суслом вместимостью 50 см3 вносили 1 см3 дрожжевой суспензии, содержащей 5 107 клеток S. cerevisiae. Затем в часть колб вносили 1 см3 бактериальной суспензии M. varians,

I <

§ Ш

н

Образец Концентрация AgНЧ (г/ дм3) Концентрация бактериальных микроорганизмов (КОЕ/см3)

А 0 1106

B 0,002 1106

C 0,010 1106

D 0,020 1106

E 0,030 1106

O (контроль) 0 0

B. cereus, или E. coli, содержащий 5107 КОЕ. Далее добавляли раствор AgH4 до соответствующей концентрации наночастиц в среде (табл. 1). Все образцы А-E содержали смешан-

ную культуру дрожжевых и одного из бактериальных микроорганизмов. Исходя из наших данных, концентрация AgНЧ 0,002 г/дм3 (В) была выбрана как минимальная рабочая

Многие лллии-цы IrifcflUärW !.

бпаг одари цизкоии pt j щу грел [толуч^гш лнлк CLÍVITO.

Вы хотите это? Мы создадим!

Никто не знает Ваше предприятие лучше, чем Бы, Поэтому наша задача — адаптировать оборудование к Вашим услопиям. Вы просто голорите куда еяать, мы приезжаем, поставляем обору доиание, и остаемся у Вас до получения желаемого результата. Лишь одно мы не можем - ограничить Вас, Только Вы решаете, что Вам необходимо. www.krones.com

We do more.

\( KRONES

ТЕМА НОМЕРА

СО 0\ С5 ГО ГО

I I I

о о о Ж ^

Г) Г) Г) п

Э- Э- Э- £ 3 О О О Ф го

а а з^ 5

05 0> ^ И И И го

П П П ^

"О

<5 <5 2

и и и I

5* 5* ^

(Ъ

^ ^ ^ ГО

то а й ж

з. с 8 ° '

п и О ? О <"> =1 гч ТО и

§.5 5

Количество клеток дрожжей, млн/см3

Количество клеток дрожжей, млн/см3

Количество клеток дрожжей, млн/см3

Э> <Ъ Ю -о

О} ^

СЗ ^

=¡5

-С п>

3.2 = ?

Л 5

>-о

л> (—1 3= -л> о

Я та

я о ж

2 я

Е ф

Е ж

»

ч » л

Ю к

^о а

Л Ф

ч та

О Ч

о Е

го ><: о та к ч

ж

о

43

43 к

к

о я о

Зо о

1X1 ш ф

О 43

СЛ ¥

чз е

м ж

ы к

.я к

» 5

* 3 О ф

" 43

РЧ а

05 05

л ф О О

о ф Е

ч Я,:

го о а

ф ч ф

я го я

я я СГ

о о н ф в

я ф

СГ та *

ф л

й я ф

та 05 а

о ^ та 05 го

V ч РЧ

« о о

ф го я

я= ч

Я та

я 05 о

та Еа

о 1э ф

го О

ф СА

та та

а о

РЧ 03

я ° ч ^

го ГО

я ™

о ГО

ж о

Ч СА 43 43

О 05

СА РЧ К " о

о я

Еа

05 ф

со

о» ж

05

со Ю К сл

05 ^с

X

> а

ж ф

05 5

СГ

СО Я

О 5

- ф

~ л

СА Ф

ж а

0 ™

1 го

к

. . 03

ГО X

0 П

01 ж

43 05 05

ы X

Л о

05

X -

О ®

ф

ж ж

05 сг

- в

05 ф

о ч го о

Л .Я

ж а а

ф

ж

4 ж

О }э Ф 43

О О ® *

05 ^ со ф

го о я=

РЧ о

Ж ьС

та ф

о ^

§ ф

Ж ы СГ

2 ^

Е оо

X

о д *

43 <<; 05

« сг

.Я ч

05 я

X ю 2

Е 2

ё х

О к

Ж а

43 Ж

о о о

4 а оэ 2

ж

О СГ

5 В 2

а Я« Со о

¡'г

а сл

05

в-д

а ф

Со 43

5 * 60

• Гч

о • 2 о

к гч

со -

го

я ж

ч

я

СА

я

43

3

4

ф ф

6 О

7 ч

О го я о

СА я я я

та а -е-

05 СО Е я 05

}= О о }= я РЧ о

го та та та

ф о ф

о Со го Со

05

О) Еа Я Еа

СГ я СГ

ч Ч СГ Ч

о 05 05

Ч Я Ч

о 05 рч о о Е

СА Ст1 а о а я РЧ 1э Еа а

я о о

а Я .г** СА

ф ч та

ч та о 05

о о о Со

а Еа я Л

СГ о о

гем, Я о го

Е X 4 05 >

Л Л

Я Е

43 ^

о >

го -

ж ж

к ф

я _

СГ о

5 §

Ьа. Ф

» ф а

со >> я то Ьз 1

о ф ^

® §

й 04 2 я

§ I а ®

О Я

° я

Ч СА

Ж "о

ф 05

Я -К

ч »

сг а

- я

л

о

Сй К

^ я

к ^

со Я

ьС Й '

н>1 0 .

о

СА 43 05

со

ч о Еа

та СА ф 1

05 та

}= я 05 Со ^

ф }= О

я= 05 Еа

X Я

я 05 го л ф

я о о

о ч

л а го

05 05 о

о я

ч о РЧ

я я Еа

}= о а 05 Еа СГ ф ч о

о я

я о я о я= 1э

о та

ч о

05 РЧ ^

го о

я я к

а Л ф

о ф Я='

о я го

О О я Еа я ф

я о та Ф Ч а -

я 05 я О я

о г4 05

Со ОО

05 я С- л ф О 1

05 а та а 1 СлЭ

СА го СЛ

О я РЧ

Еа о :

СГ В 05 а ш ч о а я ч та о СА О Еа СГ

РЧ го Еа СГ В

о о Я Ф

я СА СГ 1э

}= та X та

ф 05 о о

я ч Со }= СА 43 *

та 05 05 со Я

05 X ф .

}= я п я 05 го Е

а Я X

05 ж

* я

го »

са а

СГ о

й в

43

ф «

43 ^

т О

ф го

ю Е л

СА л

05 05

го о

Еа ч

ф я

Я )=

я

05 ф

Еа •

05

я ^

Еа СГ

ч я

Го Го

о 2.

О о> Й 43

05 со - )= о 05

о

й >

¥ О»

л ф

я к

05 05

Я X

3 о

4 я я я Л я

го 05

Еа

^ °

2 о\

я': 43

я »

05 «

ж

о м

V х

Х5 X

О СГ

§ £

Я 2

С^ О

Еа >;,

О ъ

43

о I

й ж

я я

я я

я ф

05

РЧ о я

4

43

о Еа СГ

я Е й

* о о ^ С

43 X

05 ф Со го

о

О я

о

я а

05

о

о

СА 43

05 ^

со

го

я

я

^ 05 ^ ф

го

Е ? ф я

0° £

ф

л о РЧ 43

><; ф

^ £ сг Е

4 • я го я

43

о го

05

я я а

я

05

В я

£ о

н- ГО Я Ф Е 43

а а

ф к

я а

о я

О ьд а О

го а

05 ф

^ ^ °

к а

Л

я 1э я

о ф

й

5; я

* 2 го 5

гг " Е 43 x 05

я

я Л

05 ф

ч

го

ф

43 1э Е

о

го

ф

ч о го

Я= а

о

Н 5.

го а я я

ф РЧ я ^

43 О

ф о

Л

С я я

ф н ^

§ Я

^ го го Е

X

РЧ V

* а

}э ф О 43

от

о Е

СА X

05 41; £ °

ф ^

05

т

£343 05 Ж Еа со ф о ф го

05

я я

СГ

X

я я

4

05

ч

ф

Еа СГ

я

СГ X Ф о ч 43

й 2

О

р "О

С-1 йэ

£ I

" о

43 л м 05 СО »

2 я

Я о н я

я с

ф ф

ол ®

£ -та

н м ф 2

я

я

ГО Ж т

й к

5 СА Ф к

•та та

^

Е Я

я ?

О Го я

2 ч ж яд

■ч ф ф

\ я

СА 3

а ^ 05

со Н С

--ч ф Я

I я

1 ГО Я

05 Го Я

X О СА

2 Й я

Я ж 43

Я о «С §

а " ^

05 та 05

^ 2та Ж Ф 43

М - м а 05 ^

мальной жизнеспособности дрожжей. Наибольшая концентрация мертвых дрожжевых клеток наблюдается в образцах Е. Кроме того, образцы А, без добавления наноча-стиц, инфицированные бактериальными микроорганизмами, содержат на 25% больше мертвых клеток, чем контрольные образцы.

Результаты контрольного посева представлены в табл. 2. Необходимо заметить, что во всех образцах, содержащих AgНЧ, удалось подавить развитие бактерий, что свидетельствует об эффективности применения на-ночастиц в жидких средах с минимальной концентрацией 0,002 г/дм3.

Полученные данные подтверждают селективность антимикробного действия AgНЧ в зависимости от концентрации в среде. При микроскопическом анализе образца А (рис. 3, а), не обработанного коллоидным раствором наночастиц, наблюдается присутствие бактерий вида В. свгвы^. Рис. 3, б иллюстрирует отсутствие бактериальной инфекции в образце В с минимальной концентрацией AgНЧ после 48 ч

TCVLIrtnrtriAMC^I^pilC 1ДММ/ЧОЛ1 11Д1Д n ЛТПА^ГИЛ

тГЕХНОЛОГИЧЕСКИЕИННОВАЦИИ в ОТРАСЛИ

1,5 2,0 2,5

Концентрация мертвых клеток, %

D

C

B

A

O

0

Рис. 2. Содержание мертвых клеток Saccharomyces cerevisiae в образцах

с различной концентрацией наночастиц серебра через 48 ч культивирования

культивирования. Аналогичным образом показаны различия между микробиологическим составом образцов А и В, которые были инфицированы бактериальной культурой вида M. varians (рис. 3, в и г). Как показывают выводы зарубежных

ученых [1, 23, 24] и результаты наших испытаний, эукариотные микроорганизмы устойчивы к низким концентрациям AgНЧ. Не выявлено нарушений роста и размножения клеток эукариотов, в то время как бактериальные микроорганизмы при

Евразийский

пивоваренный

форум

ВЕДОМОСТИ

конференции

октября 2015, Москва «Ритц-Карлтон Москва»

ТЕМЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ

• Станут ли новые обстоятельства в затяжном кризисе на пивном рынке толчком для пересмотра подходов к бизнесу?

• Каковы перспективы законодательного регулирования рынка пива в рамках Таможенного союза?

Пиво и общество: формирование цивилизованного рынка.

Среднесрочная стратегия развития пивоваренной отрасли в России. Как жить дальше?

Участие по специальным приглашениям.

Реклама

Руководитель проекта Реклама и спонсорство

Светлана Чашкина Наталья Бондарева

(s.chashkina@vedomosti.ru) (n.bondareva@vedomosti.ru)

Financial Times, The Wall Street Journal и Independent Media

Участие в форуме

Юлия Лемасова (¡.lemasova@vedomosti.ru)

uiuiuj.vedomosti.ni/events

+7 195 956-25-36; +7 195 232-32-00

5^ 2015 ПИВО и НАПИТКИ 23 ™

2

Ш §

0

1 <

§

ш h

1

Таблица 2

Образец Наличие колоний бактерий на питательной среде

Micrococcus varians Bacillus cereus Escherichia coli

О Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют

А Присутствуют Присутствуют Присутствуют

B Отсутствуют Отсутствуют Отсутствуют

C » » »

D » » »

E » » »

Рис. 3. Образцы Saccharomyces cerevisiae и Bacillus cereus:

а — без внесения АдНЧ; б — с содержанием АдНЧ 0,002 г/дм3. Образцы Saccharomyces cerevisiae и Micrococcus varians: в — без внесения АдНЧ, г — с содержанием АдНЧ 0,002 г/дм3. Увеличение х600

соответствующих концентрациях практически ингибируются.

Можно отметить, что биомасса, накопленная дрожжами за 48 ч культивирования в контрольных образцах О и образцах В и С, изначально инфицированных бактериальными микроорганизмами, содержащих AgНЧ в концентрации 0,002 г/дм3 и 0,01 г/дм3 соответственно, практически одинакова. При том, что в образцах А, инфицированных бактериями, но не содержащих наноча-стицы, было накоплено существенно меньше биомассы по сравнению с контрольными образцами.

Следовательно, можно предположить, что угнетая бактериальную микробиоту, AgНЧ положительно влияют на развитие и рост

S. cerevisiae. С этим согласуются результаты определения концентрации мертвых дрожжевых клеток. Однако, несмотря на изложенное, требуется принимать во внимание научные данные, показывающие, что, в зависимости от концентрации, AgH4 способны снижать ферментативную активность дрожжевых клеток, что может отрицательно повлиять на технологические процессы бродильных производств [13].

Установлена возможность контроля роста бактериальных культур, являющихся потенциальными источниками инфицирования дрожжей S. cerevisiae, с применением AgH4.

Работа выполнена в рамках гранта Президента РФ № МК-5220.2014.4.

ЛИТЕРАТУРА

1. Size-Dependent Toxicity of Silver Nano-particles to Bacteria, Yeast, Algae, Crustaceans and Mammalian Cells In Vitro / A. Ivask, I. Kurvet, K. Kasemets [и др.] // PLoS ONE — 2014. — № 9 (7). — P. 102-108.

2. Guzman, M. Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles against gram-positive and gram-negative bacteria / M. Guzman, J. Dille, S. Godet // Nanome-dicine: Nanotechnology, Biology and Medicine. — 2012. — Т. 8. — № 1. — P. 37-45.

3. Зимон, А. Д. Коллоидная химия наноча-стиц / А. Д. Зимон, А. Н. Павлов. — М.: Научный мир, 2012. — 224 с.

4. Подкопаев, Д. О. Особенности применения наночастиц в пищевой промышленности / Д. О. Подкопаев [и др.] // Известия вузов. Пищевая технология. — 2013. — № 5-6. — С. 5-8.

5. Подкопаев, Д. О. Сравнительная оценка антимикробной активности наночастиц серебра / Д. О. Подкопаев [и др.] // Российские нанотехнологии. 2013. — Т. 8. — № 11-12. — С. 123-126.

6. Попов, К. И. Пищевые нанотехнологии: перспективы и проблемы: монография/ К. И. Попов [и др.]. — М.: Издательский комплекс МГУПП, 2010. — 164 с.

7. An optical tweezer-based study of antimicrobial activity of silver nanoparticles / Yogesha, S. Bhattacharya, M. K. Rabinal [и др.] // Bull Mater Sci, 2012. — № 35. — P. 529-532.

8. Selective action of silver nanoparticles against bacteria and fungi / G. Balandin, O. Suvorov, L. Shaburova, G. Ermolaeva // BIOspectrum. — 2014. — Tagungsbandzur. 4 Gemeinensamen Konferenz von DGHM und VAAM 05. — 08. — P. 289-290.

9. Cioffi, N. Nano-antimicrobials: progress and prospects / N. Cioffi, M. Rai. — Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2012. — 324 p.

10. Методические указания 1.2.2966-11. Порядок и организация контроля за нано-материалами. — М.: Федеральный Центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнад-зора, 2011. — 25 с.

11. Методические указания 1.2.2637-10. Порядок и методы проведения контроля миграции наночастиц из упаковочных материалов. — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотреб-надзора, 2010. — 35 с.

12. Карпенко, Д. В. Влияние наночастиц серебра на результаты затирания в пивоварении / Д. В. Карпенко, Ю. А. Уваров // Пиво и напитки. — 2012. — № 2. — С. 6-7.

13. Прист, Ф. Дж. Микробиология пива / Ф. Дж. Прист, Й. Кэмпбелл: Пер. с англ. под общ. ред. Т. В. Мелединой и Т. Сойд-ла. — СПб.: Профессия, 2005. — 368 с.

14. Карпенко, Д. В. Влияние наночастиц серебра на пивные дрожжи / Д. В. Карпенко,

24 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2015

I

ТГЕХНОЛОГИЧЕСКИЕИННОВАЦИИ в ОТРАСЛИ

Ю. А. Уваров, Л. Н. Шабурова // Пиво и напитки. — 2011. — № 6. — С. 32-33.

15. Пат. 2445 951C1 Российская Федерация, МПК А61К, B22F, B01J, B82B Способ получения концентратов нанодиспер-сий нульвалентных металлов с антисептическими свойствами / Кошелев К. К., Кошелева О. К., Свистунов М. Г., Паутов В. П.; заявитель и патентообладатель Кошелев К. К., Кошелева О. К., Свистунов М. Г. — 2010135043/15; за-явл. 24.08.2010; опубл. 27.03.2015 — Бюл. № 9. — 38 с.

16. The study of the antimicrobial activity of colloidal solutions of silver nanoparticles prepared using food stabilizers / G. Balandin, O. Suvorov, L. Shaburova [и др.] // Journal

of Food Science and Technology. — 2014. — Т. 52. — №. 6. — P. 3881-3886.

17. Biocompatible and bioactive gum Arabic coated iron oxide magnetic nanoparticles / A. C. A. Roque, A. Bicho, I. L. Batalha [и др.] // J Biotechnol. — 2009. — Т. 144. — №. 4. — P. 313-320.

18. Gils, P. S. Designing of silver nanoparticles in gum arabic based semi-IPN hydrogel / P. S. Gils, D. Ray, P. K. Sahoo // International journal of biological macromolecules. — 2010. — Т. 46. — №. 2. — P. 237-244.

19. Технология спирта / В. Л. Яровенко [и др.]. — М.: Колос, «Колос-пресс», 2002. — 465 с.

20. Wheelis, M. Principles of Modern Microbiology / M. Wheelis. — Davis: University of California, 2008. — 784 p.

21. Jay, J. Modern food microbiology /J. Jay, M. Loessner, D. Golden. — Springer US, 2006. — 628 p.

22. Римарева, Л. В. Теоретические и практические основы биотехнологии дрожжей / Л. В. Римарева. — М.: ДеЛи принт. — 2010. — С. 251.

23. Nasrollahi, A. Antifungal activity of silver nanoparticles on some of fungi / A. Nas-rollahi, K. Pourshamsian, P. Mansourkiaee // Int J Nano Dimens. — 2011. — № 1. — P. 233-239.

24.Antifungal effect of silver nanoparticles on dermatophytes / K. J. Kim, W. S. Sung, S. K. Moon, и [др.] // J Microbiol Bio-techn. — 2008. — Т. 18. — №. 8. — P. 14821484. &

0

I <

§

ш h

Применение наночастиц серебра для обеспечения безопасности дрожжей рода Saccharomyces

Ключевые слова

гуммиарабик; дрожжи; минимальная ингибирующая концентрация; наночастицы серебра; Saccharomyces cerevisiae.

Реферат

Работа посвящена изучению способов ингибирования роста микроорганизмов, являющихся источниками контаминации в бродильных производствах. Цель работы — изучить возможность регулирования микробиологических процессов, проходящих при культивировании дрожжевых клеток с применением коллоидных растворов наночастиц серебра различной концентрации. Исследование выполнялось на базе Московского государственного университета пищевых производств. Наночастицы применялись для ограничения роста грампо-ложительных неспорообразующих (Micrococcus varians), грамполо-жительных спорообразующих (Bacillus cereus) и грамотрицательных бактерий (Escherichia coli). Коллоидные растворы наносеребра были синтезированы с использованием пищевых солюбилизаторов на основе полисахарида — гуммиарабика. В процессе эксперимента дрожжи выращивали в жидких питательных средах в присутствии наночастиц серебра с внесением бактериальных клеток. Показано селективное воздействие наночастиц на смешанные культуры бактерий и пивных дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Установлено, что за 48 ч культивирования дрожжей в питательной среде, контами-нированной бактериальными микроорганизмами, в образцах, обработанных наночастицами серебра, накапливается на 30% больше биомассы, по сравнению с образцами, не подвергшимися обработке. Выявлена минимальная концентрация частиц серебра в жидкой среде, угнетающая развитие контаминирующих микроорганизмов и не оказывающая видимого влияния на популяции дрожжей. Установлено, что при концентрации наночастиц в питательной среде до 0,01 г/ дм3 содержание мертвых дрожжевых клеток к моменту окончания эксперимента не превышало 2%. Предполагается что использование коллоидных растворов наночастиц серебра на стадии культивирования дрожжей поможет предотвратить появление бактериальных инфекций и окажет положительное влияние на рост и развитие дрожжевых клеток.

Автор

Баландин Глеб Владленович, аспирант

Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, kaduzei@gmail.com

The Use of Silver Nanoparticles to Ensure the Safety of Saccharomyces Yeast

Key words

Gum Arabic; yeast; minimal inhibitory concentration; silver nanoparticles; Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

The paper is devoted to the study of methods for inhibiting the growth of microorganisms that are supposed to be the sources of contamination in brewing industries. The objective was to study the possibility of regulating the microbiological processes occurring during cultivation of yeast cells using different concentrations of silver nanoparticles colloidal solutions. The study was performed at Moscow State University of Food Production. The possibility of applying silver nanoparticles in limiting the growth of Gram-positive nonspore-forming (Micrococcus varians), spore-forming Gram-positive (Bacillus cereus) and Gram-negative bacteria (Escherichia coli) has been studied. Selected colloids nanoparticles were synthesized using a food-based polysaccharide solubilizer — gum arabic. During the experiment, yeast were grown in liquid media in the presence of silver nanoparticles with the introduction of the bacterial cells. Selective effect of nanoparticles on mixed culture of bacteria and brewing yeast Saccharomyces cerevisiae is displayed. It was established that after 48 hours of cultivating yeast in a medium contaminated with bacterial pathogens, the samples treated with silver nanoparticles accumulated 30% more biomass than the samples not subjected to treatment. Obtained a minimal working concentration of silver particles in a liquid medium, inhibiting the growth of contaminating microorganisms and that showed no evidential effect on populations yeast. It was found that at the concentration of nanoparticles in the medium up to 0.01 g/dm3, by the end of the experiment the amount of dead yeast cells did not exceed 2 %. It is assumed that the use of colloidal solutions of silver nanoparticles during the yeast cultivation will prevent bacterial infections and have a positive impact on growth and development of yeast cells.

Author

Balandin Gleb Vladlenovich, Post-graduate Student

Moscow State University of Food Production,

11 Volokolamskoe shosse, Moscow, 125080, Russia, kaduzei@gmail.com

5 • 2015 ПИВО и НАПИТКИ 25