WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ АНТИБИОТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗ ЛИШАЙНИКОВОГО СЫРЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В.В. Аньшакова1*, Б.М. ...»

ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2011. №2. С. 133–136 .

УДК 633.1:(577.16:582.29)

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ

ВЕЩЕСТВ АНТИБИОТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗ ЛИШАЙНИКОВОГО

СЫРЬЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

В.В. Аньшакова1*, Б.М. Кершенгольц2, В.И. Аньшаков3

©

Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова,

ул. Белинского, 58, Якутск, 677000 (Россия), e-mail: anshakova_v@mail.ru Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, пр. Ленина, 41, Якутск, 677010 (Россия) Представительство Grace Gmbh&Co.KG, ул. Ямского Поля, 18, стр. 3, корп. 4, Москва, 125040 (Россия) Разработана механохимическая технология получения биологически активных веществ антибиотического действия из слоевищ лишайников без участия растворителей в одну технологическую стадию. Это выгодно отличает технологичность предлагаемого подхода от классических технологий. Установлено, что механоактивация слоевищ лишайников с бикарбонатом натрия приводит к увеличению содержания водорастворимых форм биологически активных веществ и повышению их антибактериальной активности .

Ключевые слова: механохимия, биологически активные вещества, лишайники, антибактериальная активность .

Введение Механохимическая активация является новой рациональной твердофазной технологией диспергирования сухого природного биосырья. Использование данной технологии обработки веществ основывается на физико-химических эффектах, общих для прикладной механохимии – от активации твердых веществ вследствие разупорядочения и образования дефектов, ускорения диффузионно-затруднённых стадий процессов в твердой фазе до осуществления твердофазных химических реакций непосредственно в ходе обработки .



Большая часть биологически активных веществ (БАВ) в растительном сырье связана в комплексы различными связями физической и химической природы и лишь небольшая их часть может находиться в биодоступной форме. Ударно-истирающее воздействие с небольшими добавками твердофазных химических реагентов (например бикарбоната натрия) сопровождается наряду с разрушением клеточных стенок изменением химического состава компонентов растительного сырья из-за разрыва ряда химических связей. Результатом успешной реализации механохимической обработки биосырья без участия растворителей в одну технологическую стадию является увеличение в продукте более полного спектра биоактивных веществ в биологически доступных (водорастворимых) формах. Наличие биодоступных форм биологически активных веществ, безусловно, способствует эффективному усвоению препарата, так как существует общая тенденция низкой усвояемости подавляющего большинства витаминно-микроэлементных комплексов, активных веществ фармпрепаратов, пищевых и кормовых, связанная с проблемами при их всасывании в кишечнике .

Ранее были получены предварительные данные, свидетельствующие о том, что интенсивная механическая активация растительного сырья, повышающая степень диспергирования, сопровождается увеличением выхода и разнообразия состава БАВ [1, 2], а также их активацией [3–5]. Несмотря на имеющиеся результаты в области механохимической переработки природного растительного сырья, из-за сложности состава выделяемых БАВ требуются более детальные исследования с привлечением комплекса физикохимических и биологических методов .

* Автор, с которым следует вести переписку .



В.В. АНЬШАКОВА, Б.М. КЕРШЕНГОЛЬЦ, В.И. АНЬШАКОВ Цель работы – изучение возможностей интенсификации процессов выделения водорастворимых биологически активных веществ из лишайникового сырья с использованием твердофазной механохимической технологии и исследование атибактериальной активности полученного механоактивированного препарата .

Экспериментальная часть Объектом исследования являлись слоевища лишайников рода Cladonia, произрастающие в Республике Саха (Якутия) .

Механохимическую активацию проводили в воздушной среде в мельнице-активаторе планетарного типа АГО-2 (разработка Института химии твердого тела и механохимии СО РАН), которая представляет собой машину типа барабанных шаровых мельниц, где воздействие гравитационного поля на рабочее тело (мелющие шары) заменено центробежной силой. В конструкции мельницы с периодической загрузкой используются два барабана объемом по 100 мл, заполненные в приведенных опытах на 1/3 объема стальными шарами диаметром 8 мм (воздействующие тела), на 1/3 исследуемым веществом (ягель с 0,5% массовой добавкой NaHCO3) массой 20 г и 1/3 приходится на свободное воздушное пространство. Такая загрузка барабана-реактора соответствовала ударно-истирающему режиму работы, обеспечивая максимальное воздействие мелющих тел на объект исследования при скорости вращения барабанов 1500 об./мин. Во время работы барабаны охлаждали водой для исключения разогрева обрабатываемого материала. Предварительными опытами было установлено оптимальное время обработки – 2–3 мин .

Для исследования физико-химических и биологических свойств полученных БАВ, перешедших в результате механохимической реакции в биодоступную форму, использовали методы ИК-спектроскопии и стандартные методы определения антибактериальной активности препарата in vitro .

Результаты и обсуждение Известно, что лишайниковое биосырье является источником природных веществ антибиотического действия (ПВАД) [6–9]. Для химического строения всех лишайниковых кислот характерно наличие двух остатков полизамещенных фенолов или фенолкарбоновых кислот, связанных друг с другом в различных комбинациях .

–  –  –

Рис. 1. Простейшие представители лишайниковых кислот: леканоровая (I); физодовая (II); усниновая (III) Леканоровая кислота относится к структурному типу депсидов, простейший представитель лишайниковых кислот структурного типа депсидонов – антибиотик физодовая кислота. К структурному типу дибензофурана относится широко распространенная в лишайниках усниновая кислота .

Использование механохимической стадии в технологическом цикле производства антибактериального препарата из слоевищ лишайников на этапе обработки сухого сырья с добавкой 0,5% по массе твердого NaHCO3 позволяют более полно извлекать лишайниковые кислоты из ягелевого сырья за счёт перевода их в водорастворимую фенолятную форму .

Методом ИК-спектроскопии исследовали два порошка ягеля – механоактивированного и контрольного. В качестве контрольного образца использовали ягель грубого помола с идентичной добавкой бикарбоната натрия 0,5% по массе. Анализ показал, что характер ИК-спектров в случае всех образцов ягеля идентичен (рис. 2) .





Вместе с тем интенсивность всех наблюдаемых полос поглощения зависит от способа получения образца биопрепарата. Увеличение интенсивности поглощения в области валентных колебаний ОН-группы (3450–3350 см–1) механохимического ягеля свидетельствует о разрыве части прочных -гликозидных связей в исходных нерастворимых полисахаридах, входящих в состав лишайникового сырья, и, как следствие, об образовании более биодоступных -олигосахаридов .

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИРОДНЫХ … 135

Рис. 2. ИК-спектры образцов ягеля различного помола

Наличие в ИК-спектре ряда полос (1670–1630 см–1 – С=С-связи сопряженных систем; 1200–1270 см–

–С–О–С– группы атомов; 1100–1000 см–1 – как пиранозные циклы, так и –С–ОС– группы атомов; 900 см–1 деформационные колебания С–Н), выше для механоактивированных образцов, что свидетельствует об их большей насыщенности функциональными группами и об увеличении содержания БАВ в исследуемом механохимическом препарате .

Ранее было показано, что полученные природные лишайниковые -олигосахариды проявляют себя как комплексообразователи – биодетоксиканты с большой широтой терапевтического индекса, так как способны прочно связывать и легко транспортировать через различные мембранные комплексы экзогенные и эндогенные токсины во внутренних средах организма человека, в том числе эндотоксины малой и средней молекулярной массы, образующиеся при токсикозах беременности, воспалительных процессах любой этиологии, обострениях аллергических состояний и др., а также катионы тяжелых металлов, радионуклидов, токсические альдегиды и кетоны, канцерогены, шлаки [5] .

С другой стороны, -олигосахариды могут проявлять себя и как синергетная комплексообразующая компонента с ПВАД – лишайниковыми кислотами. Доказано, что комплексирование растительных метаболитов, например, гликозида корня солодки, арабиногалактана, с различными действующими веществами фармпрепаратов, как правило, приводит к желаемому снижению эффективной дозы последних [10, 11] .

Ранее установлена высокая антибиотическая активность механохимических 45% водно-спиртовых экстрактов ягеля по отношению к восьми штаммам микрофлоры, в том числе условно-патогенной и патогенной [3, 4]. Для сравнения исследовалась антибиотическая активность отваров ягеля, которая практически отсутствовала, а также 45% водно-спиртового экстракта механически измельченного ягеля грубого помола. Последний обладал антибиотической активностью в пределах 10% от соответствующей активности спиртового раствора механохимического препарата .

Следует отметить, что применение спиртовых растворов имеет ряд противопоказаний: их нельзя назначать детям, лицам, имеющим алкогольную зависимость, и др. Нами проведены сравнительные исследования антибактериальной активности твердофазных контрольных и механообработанных слоевищ лищайников в экспериментах на следующих культурах бактериальных штаммов условно-патогенных и патогенных микроорганизмов по стандартам мутности культур на 5 и 10 единиц: 1) Staphylococcus aureus – 6538-p;

2) Escherichia coli –H-257; 3) Pseudomonas aeruginosa – 33105; 4) Klebsiella pneumoniae .

Использовались стандартные питательные среды: среда Эндо, молочно-желточно-солевой агар, среда Плоскирева, мясо-пептонный агар (МПА), которые были приготовлена по стандартной прописи [12] с добавлением в питательную среду контрольного и исследуемого образца количеством 5,0 мг/мл. Газонным методом был произведен посев культур микроорганизмов, и после культивации в термостате при 37,0 °С оценивалась интенсивность их роста. Результаты оценки приведены в таблице .

Таким образом, показана полная лизирующая способность механохимического препарата ягеля в отношении четырех условно-патогенных и патогенных бактериальных штаммов, включая Staphylococus aureus, Klebsiella pneumonia и других, тогда как ягель грубого помола показал либо едва заметную попытку к лизису, либо микроорганизмы лизировались частично .

В.В. АНЬШАКОВА, Б.М. КЕРШЕНГОЛЬЦ, В.И. АНЬШАКОВ

–  –  –

Совокупность вышеизложенных фактов позволяет предположить, что такое резкое повышение антибиотической активности механоактивированного препарата связано с тем, что переход в фенолятную форму лишайниковых кислот увеличивает их биодоступность, и в определенной степени лишайниковые олигосахариды проявляют себя как синергетная компонента в комплексе с ПВАД – лишайниковыми кислотами, что и приводит к резкому повышению антибиотической активности механоактивированного препарата .

Заключение Применение механохимической технологий обработки лишайникового сырья без участия растворителей с небольшой добавкой бикарбоната натрия в одну технологическую стадию имеет большие перспективы, поскольку позволяет осуществлять процессы получения твердофазных препаратов самых различных БАВ (витамино-минеральные комплексы, активные вещества антибиотического, цитостатического, иммуномодуляторного и других направлений действия) доступными и экологически чистыми методами. Это выгодно отличает получаемые механохимические препараты от аналогов, произведенных с использованием классических технологий .

Список литературы

1. Королёв К.Г., Ломовский О.И., Рожанская О.А., Васильев В.Г. Механохимическое получение водорастворимых форм тритерпеновых кислот // Химия природных соединений. 2003. №4. С. 295–300 .

2. Иванов А.А., Юдина Н.В., Ломовский О.И. Влияние механохимической активации на состав и свойства гуминовых кислот торфов // Известия Томского политехнического университета. 2006. Т. 309, №5. С. 73–77 .

3. Патент №2385159 (РФ) Способ получения препарата ягель-м, обладающего противотуберкулезным действием / Филиппова Г.В., Шашурин М.М., Кершенгольц Б.М., Журавская А.Н., Ломовский О.И., Павлов Н.Г., Шеин А.А. / 27.03.2010

4. Филиппова Г.В., Павлов Н.Г., Шашурин М.М., Кершенгольц Б.М. Влияние биологически активных веществ из слоевищ северных лишайников, экстрагированных различными методами, на биологические свойства микобактерий туберкулеза // Сибирский медицинский журнал. 2008. №3. С. 99–103 .

5. Кершенгольц Б.М., Ремигайло П.А., Шеин А.А., Кершенгольц Е.Б. Природные биологически активные вещества из тканей растений и животных Якутии: особенности состава, новые технологии, достижения и перспективы использования в медицине // Дальневосточный медицинский журнал. Приложение №1, 2004. С. 25–29 .

6. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. Новосибирск, 1991. 431 с .

7. Витовская М.Л., Виноградова Т.И., Заболотных Н.В., Сафонова М.Ю. Роль ислацета (экстракта из слоевищ цетрарии исландской) в комплексной терапии экс-периментального туберкулеза // Пролемы туберкулеза и болезней легких. 2005. №11. С. 44–47 .

8. Сафонова М.Ю. Фармакогностическое и фармакологическое изучение слоевищ цетрарии исландской – Cetraria islandica (L.) Ach.: автореф. дис. … канд. фарм. наук. СПб, 2002. 21 с .

9. Савич В.П., Купревич В.Ф., Литвинов М.А. и др. О новом антибиотике из лишайников – натриевой соли усниновой кислоты // Споровые растения. М.;Л., 1956. Вып. 11. С. 5–37 .

10. Душкин А.В., Метелева Е.С., Толстикова Т.Г., Толстиков Г.А., Поляков Н.Э., Медведева Е.Н., Неверова Н.А., Бабкин В.А. Механохимическое получение и фармакологическая активность водорастворимых комплексов арабиногалактана и лекарственных веществ // Известия РАН. Сер. Химическая. 2008. №6. С. 1274–1282 .

11. Душкин А.В., Метелева Е.С., Толстикова Т.Г., Хвостов М.В., Долгих М.П., Толстиков Г.А. Комплексирование фармаконов с глицирризиновой кислотой – путь создания лекарственных препаратов повышенной эффективности // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т. 18. №4. С. 517–525 .

12. МУК 4.2.1890-04 Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. методические указания. (Утв. главным государственным санитарным врачом РФ 04.03.2004). М., 2004 .

–  –  –






Похожие работы:

«2. Плодородие почв и применение удобрений 12. Подоляк, А.Г. Травосмеси на основе клевера в зоне радиоактивного загрязнения / А.Г . Подоляк, Т.В. Арастович // Белорусское сельское хозяйство. – 2005. – № 6(38). – С. 3638.13. Касьянчик, С.А. Урожай и содержание основных элементов питания в многолетних злаковых травах при возделыван...»

«147 [46] СТРОГАНОВ Николай Сергеевич Строганов Николай Сергеевич (1902 1982) – известный ученый, гидробиолог, профессор МГУ им. Ломоносова. Заслуженный деятель науки РСФСР. Строганов Н.С. родился 25 декабря 190...»

«Center of Scientific Cooperation Interactive plus Ханова Татьяна Геннадьевна канд. пед. наук, доцент ФГБОУ ВО "Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина" г. Нижний Новгород, Нижегородская область Платова Альбина Геннадьевна заведующая МБДОУ "Д/С №319" г. Нижний Новгород, Нижегородск...»

«4 ЭЛЕКТРОННЫЙ КОМПЬЮ ТЕРНЫЙ МИОГРАФ Калакутский Л.И., Абрамов Д.А., Белянин Ф.А., Никонов А.В. Важным направлением в диагностике опорно-двигательного аппа­ рата является измерение параметров биоэлектрической активности мышц электронейромиография. Целью настоящей работы является создание аппаратно-про...»

«ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА РАН Том 8, № 1, 2012, стр. 47–53 БИОЛОГИЯ УДК 569.61(1-924.8) ДЕЙНОТЕРИИ (MAMMALIA, PROBOSCIDEA) В ПОЗДНЕТРЕТИЧНЫХ БИОМАХ ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ Академик Г.Г. Матишов1, 2, Н.П. Калмыков3 © 20...»

«Journal of Siberian Federal University. Biology 2 (2009 2) 145-156 ~~~ УДК 145 Ультраструктурные особенности поражения эпителия бронхов мышей при заражении разными штаммами вируса гриппа А/H5N1 О.С. Таранов,a, b Е....»

«Химия растительного сырья. 2005. №1. С. 49–52. УДК 615.32:552.577 К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ В МЕДИЦИНЕ И.В. Федько*, М.В . Гостищева, Р.Р. Исматова © Сибирский государственный медицинский университет, Московский тракт, 2/7, Томск, 634004 (Россия) E-mail: mfandr@mail.r...»

«ЧТЕНИЯ ПАМЯТИ ВЛАДИМИРА ЯКОВЛЕВИЧА ЛЕВАНИДОВА V. Y. Levanidov's Biennial Memorial Meetings 2001 Вып. 1 ФАУНА ХИРОНОМИД ПОДСЕМЕЙСТВА ORTHOCLADIINAE (DIPTERA, CHIRONOMIDAE) ОСТРОВА ВРАНГЕЛЯ Е.А. Макарченко, М.А. Макарч енко Биолого-по...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.