CC BY
4
DOI 10.31588/2413-4201-1883-248-4-277-280
УДК 636.09:620.1:602,42
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ВРЕМЕНИ ЭКСПОЗИЦИИ ЦЕОЛИТНОГО РАСТВОРА НА STAPHYLOCCOCUS AUREUS
Чернов А.Н.1 - д.б.н., зав. отделом животноводства и ветеринарии, гл.н.с., Афордоаньи Д.М.1,2 - к.б.н., н.с., Валидов Ш.З.1 - к.б.н., ст.н.с.
1 Татарский НИИАХП - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН 2Татарский НИИСХ - обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН
Ключевые слова: раствор цеолита, водородные ионы, разведение, время экспозиции, Staphyloccocus aureus
Keywords: zeolite solution, hydrogen ions, dilution, exposure time, Staphyloccocus aureus
Для всего живого на нашей планете (микроорганизмы, растения, животные, человек) водородные ионы являются важнейшим показателем существования жизни на Земле. Данный показатель учитывается при получении безопасного и качественного сырья и продукции, здоровья животных и человека. Основа получения такой продукции отражена в стратегическом документе - Указе Президента Российской Федерации, направленном на независимость и безопасность государства [5].
Вызовы современности
многообразны: изменение климата, уменьшение видового разнообразия, патогенные микроорганизмы и др. Важными являются и зоотехнические показатели, которые свидетельствуют как сельскохозяйственные животные
контактируют с микроорганизмами. Для микроорганизмов также важны условия среды их обитания, и на них влияет показатель водородных ионов. Щелочная или кислая среда влияет на рост бактерий. Поэтому любое изменение водородного показателя может привести к неблагоприятным условиям для микроорганизмов, а затем повлиять и на макроорганизм, в частности, на сельскохозяйственных животных [1, 2]. Так, сапрофитные грибы, доминирующие в почвенных микробных сообществах, отсутствуют у природного цеолита, а концентрация водородных ионов колеблется в диапазоне 8,48-9,04 [3].
Исследователи приходят к мнению, что цеолиты подавляют рост некоторых микроорганизмов за счет образования мощного двойного электрического слоя вследствие гидрофобных взаимодействий на поверхности минерала [9]. Наряду с этим в научной литературе имеются данные о необычных свойствах цеолита [6, 7, 8, 9, 10, 11].
Для применеия в народном хозяйстве любой минерал должен быть безопасным. Предварительные
экспериментальные исследования
показывают, что в отличие от других фракций (0,04; 0,2-0,8, 08-2,5; 2,5-5 мм), фракция 0,2 мм активированного цеолита дает максимальное увеличение
щелочности. Так, исследования концентрации и экспозиции по времени у данной фракции показатель водородных ионов рН>10, а у других фракций результат рН<10 [4]. Остался нерешенным вопрос, меняется ли данный показатель в течение времени и как он влияет на патогенную микробиоту, в частности на штамм Staphyloccocus aureus.
Цель исследования - изучить влияние концентации и времени экспозиции цеолитного раствона на Staphyloccocus aureus.
Материал и методы исследований. Использовали: фракцию активированного цеолита размером 0,2 мм; контейнер для биопроб 120 мл полимерный (ООО «Полимерные издедия»); прибор Ph-метр Hanna edge (компания «Hanna Insrtuments»); дистиллированную воду с рH
6,9; температура в ходе эксперимента не менялась и составляла 25 °С; штамм, S.aureus NCTC8325 [13]; агар NB (VWR, США); фосфатный буферный раствор (PBS, VWR, США).
Штамм S.aureus высевали на питательный агар NB (VWR, США) с добавлением цеолитного раствора и инкубировали при 28 °C в течение 24-48 часов. В качестве контроля использовали агар (без водного раствора цеолита).
Результат исследований. На первом этапе проведены исследования фракции активированного цеолита 0,2 мм с внесением в дисцилированную воду в разных разведениях (Таблица 1).
Из данных таблицы видно, что рН
раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм, в разведении 1:40 был 10. При следующем разведении 1:50 показатель водородных ионов снижался и был менее 10.
Следующим этапом стало определение влияния времени экспозиции на концентрацию водородных ионов в растворе цеолита. Для этого сделали разведения активированного цеолита 1:30, 1:40, 1:50 (Рисунок 1).
В контейнеры для биопроб внесли раствора цеолита, сделали замеры водородного показателя, герметично закрыли емкости крышками и спустя 10 суток повторно произвели замеры (Таблица 2).
Разведения рН цеолитной суспензии в зависимости от в ремени
30 сек 10 мин 15 мин 30 мин
1 10 10,25 10,27 10,27 10,3
1 20 10,09 10,10 10,11 10,11
1 30 10,05 10,08 10,10 10,10
1 40 10,03 10,05 10,07 10,08
1 50 9,85 9,90 9,90 9,89
Таблица 1 - рН суспензии цеолита, полученной из фракции активированного цеолита размером 0,2 мм, в различных разведениях
Рисунок 1 - Разведения активированного цеолита 1:30, 1:40, 1:50
Таблица 2 - рН суспензии цеолита, полученной из фракции активированного цеолита размером 0,2 мм_
Разведение Водородные ионы в суспензии цеолита
раствора цеолита через 30 сек после приготовления раствора цеолита спустя 10 сут
1:30 10,05 9,96
1:40 10,03 9,83
1:50 9,85 9,77
Из данных таблицы 2 видно, что рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм в разведении 1:30, 1:40 и 1:50 составляли
10,05, 10,03 и 9,85, соответсвенно. Однако спустя 10 суток после приготовления раствора цеолита показатель водородных ионов снизился 9,96, 9,83 и 9,77.
Исходя из того, что раствор цеолита в разведении 1:40 дает показатель водородных ионов >10, его использовали, внося в питательный агар КВ. Рост культуры Б.аигеш КСТС8325 в контроле составил 4,2х102 КОЕ, а на питательном агаре КВ с добавлением раствора цеолита -2,8х102КОЕ. Таким образом, добаление раствора цеолита снижает рост Б.аигеш в 1,5 раза.
Заключение. По результатам проведенных исследований фрации активированного цеолита с завода ОАО «Цеолиты Поволжья» Республики Татарстан размером 0,2 мм установлено, что рН раствора цеолита в разведении 1:40 составляет 10. При этом данное значение сохраняется в течение 30 мин. При следующем разведении 1:50 показатель водородных ионов снижался и был менее 10. рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм в разведении 1:30, 1:40 и 1:50 составляли 10,05, 10,03 и 9,85, соответсвенно. Однако спустя 10 сут после приготовления раствора цеолита показатель водородных ионов снижался и составлял 9,96, 9,83 и 9,77. Добавление раствора цеолита 1:40 на питательный агар снижает рост Б.аигеш в 1,5 раза. что открывает перспективы применения полученного эффекта в практической ветеринарии. Исследования будут продолжены. Работа проведена в рамках ГЗ№ FMEG-2021-0003
регистрационный номер: 121021600147-1 и АААА-А18-118031390148-1.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Равилов, А.З. Микробиологические среды / А.З. Равилов, Р.Я. Гильмутдинов, М.Ш. Хусаинов // Казань. - изд. «Фэн». - 1999. - С. 168.
2. Телишевская, А.Я. Белковые гидролизаты: получение, состав, применение / А.Я. Телишевская. - М.: «Россельхозакадемия». - 2000. - С. 128.
3. Чернов, А.Н. Микробный фон и концентрация водородных ионов нативного цеолита / А.Н. Чернов, Д.М. Афордоаньи, Г.Р. Халиллуллина, Р.Р. Газизов // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной
медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 244. - С. 232-237.
4. Чернов, А.Н. Определение оптимальной фракции активированного цеолита по концентрации водородных ионов для изменения реакции среды / А.Н. Чернов, Е.А. Прищепенко, Г.Р. Халиуллина, Д.М. Афордоаньи // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2020. - Т. 244. - С. 232-237.
5. Указ Президента Российской Федерации от 21.01.2020 г. № 20. -http://www.kremlin.ru/acts/bank/45106
6. Borges, R. Clay minerals / R. Borges, S.F. Brunatto, A. Leitao. - 2015. - № 50. - Р.153-162.
7. Cotter, P.D. Surviving the acid test: responses of gram-positive bacteria to low pH / P.D. Cotter, H. Colin // Microbiology and molecular biology reviews. - 2003. - P. 429453.
8. Kennedy, A.C. Bacterial diversity in agroecosystems. Invertebrate biodiversity as bioindicators of sustainable landscapes / A. C. Kennedy // Elsevier. - 1999. - P. 65-76.
9. Kubota, M. Selective adsorption of bacterial cells onto zeolites / M. Kubota, T. Nakabayashi, Y. Matsumoto [et al.] // Colloids and Surfaces BBiointerfaces. - 2008. - № 64. - P. 88-97.
10. Lee, Y.J. Effect of pH on microbial hydrogen fermentation / Y.J. Lee, T. Miyahara, T. Noike // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. - 2002. - P. 694-698.
11. Rothschild, L.J. Life in extreme environments / L.J. Rothschild, R.L. Mancinelli // Nature. - 2001. - P. 1092-1101.
12. Zijlstra, H.JP. Early diagenetic silica precipitation, in relation to redox boundaries and bacterial metabolism, in Late Cretaceous chalk of the Maastrichtian type locality / H.JP. Zijlstra // Geologie en Mijnbouw. - 1987. - P. 343-355.
13. Doyle, M. Response of Staphylococcus aureus to subinhibitory concentrations of a sequence-selective, DNA minor groove cross-linking pyrrolobenzodiazepine dimer / M. Doyle, E.A. Feuerbaum, K.R. Fox [et al.] // Journal of antimicrobial chemotherapy. - 2009. - V. 64 (5). - P. 949-959.
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ И ВРЕМЕНИ ЭКСПОЗИЦИИ ЦЕОЛИТНОГО РАСТВОРА
НА STAPHYLOCCOCUS AUREUS
Чернов А.Н., Афордоаньи Д.М., Валидов Ш.З.
Резюме
По результатам проведенных исследований фрации активированного цеолита с завода ОАО «Цеолиты Поволжья» Республики Татарстан размером 0,2 мм установлено, что рН раствора цеолита в разведении 1:40 был 10. При этом данное значение сохраняется в течение 30 мин. При следующем разведении 1:50 показатель водородных ионов снижался и был менее 10. рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм в разведении 1:30, 1:40 и 1:50 составляли 10,05, 10,03 и 9,85 соответсвенно. Однако спустя 10 суток после приготовления раствора цеолита показатель водородных ионов снижался и составлял 9,96, 9,83 и 9,77. Добавление раствора цеолита в разведение 1:40 на питательный агар снижало всхожесть культуры S^ureus в 1,5 раза. Полученные данные, можно применить в практической ветеринарии. Исследования будут продолжены. Работа проведена в рамках ГЗ№ FMEG-2021 -0003 регистрационный номер: 121021600147-1 и AAAA-A18-118031390148-1.
INFLUENCE OF CONCENTRATION AND EXPOSURE TIME OF ZEOLITE MORTAR ON
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Chernov A.N., Afordoanyi D.M., Validov Sh.Z.
Summary
According to the results of the conducted studies of the fraction of activated zeolite from the plant of JSC "Volga Region Zeolites" of the Republic of Tatarstan with a size of 0.2 mm, it was found that the pH of the zeolite solution in dilution 1:40 was 10. At the same time, this value is maintained for 30 minutes. At the next dilution of 1:50, the hydrogen ion index decreased and was less than 10. The pH of the zeolite solution from the activated zeolite fraction with a size of 0.2 mm in dilutions of 1:30, 1:40 and 1:50 were 10.05, 10.03 and 9.85, respectively. However, 10 days after the preparation of the zeolite solution, the hydrogen ion index decreased and amounted to 9.96, 9.83 and 9.77. The addition of a zeolite solution at a dilution of 1:40 to nutrient agar reduced the germination of S. Aureus culture by 1.5 times, which opens up prospects for application in practical veterinary medicine. The work was carried out within the framework of GZ No. FMEG-2021-0003 registration number: 121021600147-1 and AAAA-A18-118031390148-1. The research will continue.
