Перспективи застосування ультразвукового дезінтеграту C. xerosis для нарощування мікробних клітин бактерій

Елена Исаенко; Євген Бабич; Володимир Білозерський

doi:10.5281/zenodo.7071096

Автор(и)

Елена Исаенко Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна http://orcid.org/0000-0002-5575-1296
Євген Бабич Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна
Володимир Білозерський Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.7071096

Анотація

Метою даної роботи стало вивчення впливу дезінтегратів коринебактерій щодо окремих представників нормобіоценозу людини для визначення критеріїв прогнозу розвитку нормальної мікрофлори, яка сприяє запобіганню виникнення хвороб, що обумовлені порушенням біоценозів. Ультразвуковий дезінтеграт отримували опроміненням суспензії Corynebacterium xerosis з концентрацією 10,0 одиниць McFarland за допомогою генератора Г3–109 (частота 40,0 кГц, амплітуда збудження U=15 В, навантаження 5 Вт, потужність 0,25 Вт). Потім його концентрували (при температурі 56±1°С протягом 1 години), витримували при температурі 80±1° С впродовж 1 години та застосовували для вирощування Lactobacillus rhamnosus або Enterococcus faecium. Для цього суспензії бактерій з оптичною щільністю 1,0 одиниць за шкалою МcF вносили в ультразвуковий дезінтеграт C. xerosis (дослід), поживний бульйон з 1 % розчином глюкози (позитивний контроль) та 0,9 % розчин натрію хлориду (негативний контроль), культивували при температурі 37±1°С. Вивчення життєздатних клітин мікроорганізмів до та після нарощування мікробної маси представників (L. rhamnosus або E. faecium) в ультразвукових дезинтегратах коринебактерій проводили кількісним методом із визначенням числа колонієутворюючих одиниць (КУО) в одиниці об’єму дослідного матеріалу (lg КУО/мл).

Посилання

Lukavenko IM, Andrushchenko VV, Yazykov OV. The influence of ultrasonic radiation on biological tissues: physical foundations and technological principles. Journal of nano- and electronic physics. 2019. 11. 3. Р. 03008-1–03008-4. URL: https://doi.org/10.21272/jnep.11

Durnikin DA, Silantyeva MM, Ereshchenko OV. Ultrasound-enhanced cell production of lactic and propionic acid bacteria under submerged cultivation for industrial purposes // Biological Bulletin of Bogdan Chmelnitskiy Melitopol State Pedagogical University. 2016. 6. 2. Р. 287-293.

Akopyan VB, Ershov Yu.A. Fundamentals of the interaction of ultrasound with biological objects (2nd ed.). M. URAIT. 2016. 223 p.

Elapov AA, Kuznetsov NN, Marakhova AI. The use of ultrasound in the extraction of biologically active compounds from plant raw materials, used or promising for use in medicine // Drug development & registration. 2021. 10. 4. Р. 96–116. URL:https://doi.org/10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116

Dzah CS. [et al.] The effects of ultrasound assisted extraction on yield, antioxidant, anticancer and antimicrobial activity of polyphenol extracts. Food Bioscience. 2020. 35. Р.100547. URL: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100547.

Lavilla I, Bendicho C. Fundamentals of ultrasound-assisted extraction. Extraction of bioactive compounds. 2017. P. 291-316. URL:https://doi.org/10.1016/B978-0-12-809380-1.00011-5.

Bomko TV, Martynov AV, Nosalskaya TM. Perspective of tinalized microorganisms in the development of safe probiotics. Annals of Mechnikov Institute. 2021. 1. Р. 6-14. URL:http://nbuv.gov.ua/UJRN/ami_2021_1_3

Gao S. et al. Inactivation of bacteria and yeast using high-frequency ultrasound treatment. Water Research. 2014. 60. Р. 93–104. URL:https://doi. 10.1016/j.watres.2014.04.038

Wordon BA, Mortimer B, McMaster LD. Comparative real-time analysis of Saccharomyces cerevisiae cell viability, injury and death induced by ultrasound (20 kHz) and heat for the application of hurdle technology.Food Research International. 2011. 47. 2. Р. 134–139. URL: https://doi. 10.1016/j.foodres.2011.04.038

Osama DM. [et al.] Antimicrobial, antibiofilm and immunomodulatory activity of Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus gasseri against some bacterial pathogens // International Journal of Biotechnology for Wellness Industries. 2017. 6. 1. Р. 12–21. URL: http://dx.doi.org/10.6000/1927-3037.2017.06.01.2.

The prokaryotes: a handbook on the biology of bacteria: in 7 v. / M. Dworkin (editor-in-chief) [et al.]. – 3rd ed. – USA: Springer. 2006. Vol. 4 Bacteria: Firmicutes, Cyanobacteria. 1140 p.

Protocol of the pharmacist (pharmacist) when dispensing over-the-counter drugs. Symptomatic treatment of diarrhea: Order of the Ministry of Health of Ukraine № 875 of October 11, 2013.

Canganella F. [et al.] A microbiological investigation on probiotic pharmaceutical products used for human health // Microbiological Research. 1997. Vol. 152. 2. P. 171–179.

Patent. N. 123122. Sposib oderzhannia metabolitiv probiotychnykh shtamiv bakterii: Isaienko OYu, Knysh OV, Babych YeM, Kivva FV, Horbach TV, Balak OK. 2018. URL:https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&dbname=inv&lang=ukr&chapter=biblio&sortby=_

Isayenko O, Knysh O, Kotsar O, Ryzhkova T, Dyukareva G. Evaluation of anti-microbial activity of filtrates of Lactobacillus rhamnosus and Saccharomyces boulardii against antibiotic-resistant gram-negative bacteria // Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2019. 10. 2. Р. 246–251. doi: 10.15421/021937

Atlas RM. Handbook of Microbiological Media. 4th edition. Boca Raton. CRC Press. 2010. 217 p.

Isaienko OYu, Kotsar OV, Ryzhkova TM, Diukareva HI. Producing metabolic complexes of probiotic microorganisms with significant antimicrobial properties. Zaporozhye medical journal. 2021. 23. 1 (124). С. 120–125. URL:https://doi.org/10.14739/2310-1210.2021.1.224923.

Knysh OV, Isaenko OY, Babych EM,et al. Antimicrobial Activity of Bifidobacteria Derivatives After Storage in a Frozen State. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2018. 28. 3. Р. 237–248. URL:https://doi.org/10.15407/cryo28.03.237

Bukharin OV, Semenov AV, Tcherkasov SV. Antagonistic activity of probiotic bacteria. Сlinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2010. 4. Р. 347–352. URL:https://elibrary.ru/item.asp?id=1548532. ISSN: 1684-4386eISSN: 2686-9586

Badaoui Najjar M, Kashtanov D, Chikindas ML. Natural antimicrobials ε-poly-l-lysine and nisin a for control of oral microflora. Probiotics and antimicrobial proteins. 2009. 1. 2. Р. 143. doi:10.1007/s12602-009-9020-0

Balabekyan TR. et al. Antimicrobial activity of preparations after combined cultivation of lactic acid bacteria and yeast strains.J Anim Physiol and Anim Nutr. 2018. 102. 4. Р. 933–938. URL:https://doi.org/10.1111/jpn.12891

Abdollahi S. et al. Listeria monocytogenes and Salmonella enterica affect the expression of nisin gene and its production by Lactococcus lactis. Microb Pathog. 2018. 123. Р. 28–35. doi: 10.1016/j.micpath.2018.06.024

Moens F. et al. Lactobacillus rhamnosus GG and Saccharomyces cerevisiae boulardii exert synergistic antipathogenic activity in vitro against enterotoxigenic Escherichia coli. Beneficial Microbes. 2019. 10. 8. P. 923–935. URL:https://doi.org/10.3920/BM2019.0064