Влияние эфирных масел на микроорганизмы различной таксономической принадлежности в сравнении с современными антибиотиками. Сообщение IV. Действие розового и эремотецевого масла на некоторые бактериальные культуры кафедральной коллекции

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

УДК 579:

Е. Ф. Семенова, А. И. Шпичка, А. Д. Изгарова

ВЛИЯНИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ НА МИКРООРГАНИЗМЫ РАЗЛИЧНОЙ ТАКСОНОМИЧЕСКОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ В СРАВНЕНИИ С СОВРЕМЕННЫМИ АНТИБИОТИКАМИ. СООБЩЕНИЕ IV. ДЕЙСТВИЕ РОЗОВОГО И ЭРЕМОТЕЦЕВОГО МАСЛА НА НЕКОТОРЫЕ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ КУЛЬТУРЫ КАФЕДРАЛЬНОЙ КОЛЛЕКЦИИ

Аннотация.

Актуальность и цели. В последние годы в связи с появлением резистентных бактерий и медленным прогрессом в разработках новых антибиотиков ведется поиск эфирных масел, которые могут быть предложены для лечения инфекций человека. Целью нашего исследования является изучение действия розового и эремотецевого масла на некоторые бактериальные культуры кафедральной коллекции.

Материалы и методы. Объектами тестирования служили штаммы и изоля-ты бактерий, поддерживаемые в кафедральной учебно-исследовательской коллекции микроорганизмов. Изучение резистентности к розовому и эремотеце-вому маслам проводилось диско-диффузным методом.

Результаты. Проведенная сравнительная оценка показала преобладание бактерицидного действия над бактериостатическим на тестируемые культуры в концентрации эфирных масел 20-100 мкг/диск. В ряде случаев отсутствовало ингибирование роста бактерий.

Выводы. Выявлена антибактериальная активность розового и эремотецевого масел в отношении Bacillus megatherium, B. anthracoides, Psеudomonas aeruginosa, Myxococcus species.

Ключевые слова: розовое и эремотецевое масло, коллекционные культуры, антибактериальные эффекты, ингибирующие концентрации.

E. F. Semenova, A. I. Shpichka, A. D. Izgarova

INFLUENCE OF ESSENTIAL OILS ON MICROORGANISMS BELONGING TO DIFFERENT TAXONS IN COMPARISON WITH MODERN ANTIBIOTICS.

REPORT IV. EFFECTS OF ROSE AND EREMOTHECIUM OILS ON SOME BACTERIAL CULTURES FROM THE SUB-DEPARTMENT COLLECTION

Abstract.

Background. In recent years due to appearance of resistant bacteria and slow progress in new antibiotics development, scientists have been searching for essential oils which can be offered to treat human infections. The aim of our study was to investigate the effects of rose and Eremothecium oils on some bacterial cultures from the sub-department collection.

Materials and methods. The bacteria strains and isolates from the Department educational and research collection of microorganisms were investigated. The study of resistance of rose and Eremothecium oils was carried out by the disk-diffusion method.

Results. The comparative estimation has shown prevalence of bactericidal action on the tested cultures in concentrations 20-100 pg per disk. In some cases there was no inhibition of bacteria growth.

54

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

Conclusions. The antibacterial action of rose and Eremothecium oils on Bacillus megatherium, B. anthracoides, Pseudomonas aeruginosa, Myxococcus species has been revealed.

Key words: rose and Eremothecium oils, sub-department cultures, antibacterial effects, inhibitory concentrations.

Введение

В настоящее время установлено, что большинство эфирных масел являются антиоксидантами и находят свое применение в фармацевтической, санитарной, косметической, сельскохозяйственной и пищевой промышленности [1-3]. Известно, что микроорганизмы при длительном контакте с эфирными маслами практически не вырабатывают к ним устойчивости. Показана эффективность эфирных масел в отношении пищевых патогенов (Listeria monocytogenes, Salmonella typhimurium, Escherichia coli O157:H7, Shigella dysenteria, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus), микроорганизмов кишечного (Clostridium difficile, C. perfringens, Faecalibacterium prausnitzii) и респираторного трактов (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis) [4-7].

Целью нашего исследования является изучение действия розового и эремотецевого масла на некоторые бактериальные культуры кафедральной коллекции.

Материалы и методы

Объектами исследования служили изоляты B. anthracoides, Pseudomonas aeruginosa, Myxococcus species, B. megatherium - ведущих бактерий в структуре микробоценозов окружающей среды, устойчивых ко многим антибиотикам [8-10].

Культуры в рабочей коллекции кафедры поддерживали на питательном и мясо-пептонном агаре. Посев осуществляли на поверхность среды АГВ и в толщу агара, инкубировали при 32 °С. Изучение резистентности бактерий к аромапродуктам проводилось диско-диффузным методом при использовании стандартных дисков диаметром 6 мм, пропитанных спиртовыми растворами розового (Рм) или эремотецевого (Эм) масел в следующих разведениях: I - 1:50, II - 1:100, III - 1:250. Содержание действующих веществ в диске составило 100, 50 и 20 мкг соответственно. Состав основных ароматообразующих соединений в образцах эремотецевого и розового масел представлен в табл. 1 [11].

Таблица 1

Массовая доля основных компонентов в эремотецевом и розовом маслах

Компонент Эремотецевое масло (экстрактовое), % Розовое масло (гидродистиляционное), %

Р-фенилэтанол 8,6-23,1 0,0-3,5

Цитронеллол 5,8-12,3 20,0-34,0

Гераниол 64,7-81,2 15,0-22,0

Нерол 1,9-21,2 5,0-12,0

Natural Sciences. Biology

55

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Экспериментальные данные были обработаны статистически с применением пакета Statistica [12].

Результаты и обсуждение

Проведенный сравнительный анализ антибактериальных эффектов эремотецевого и розового эфирных масел в отношении некоторых коллекционных культур выявил преобладание бактерицидного действия изученных масел.

В отношении изолятов B. antracoides розовое масло оказалось более эффективно, чем эремотецевое, причем концентрационная зависимость антибактериальных эффектов была достаточно выражена (табл. 2).

Таблица 2

Антибактериальная активность эфирных масел в отношении B. antracoides

Эфирное масло, концентрация в мкг/диск Показатели

Lim, мм CV, % x ± Sx,мм

Рм, 100 6...25 48,1 13,1 ± 6,3

Рм, 50 6...15 34,7 12,4 ± 4,3

Рм, 20 6.15 46,6 8,8 ± 4,1

Эм, 100 6.17 40,9 9,3 ± 3,8

Эм, 50 6.9 2,5 7,6 ± 1,2

Эм, 20 6.7 2,7 6,0 ± 0,2

В отношении B. megatherium зоны ингибирования эремотецевого масла были большего диаметра по сравнению с розовым. Уменьшение концентрации действующих веществ в изучаемых пределах приводило к ослаблению бактерицидного действия. Бактериостатический эффект наблюдался при содержании менее или равном 50 мкг в диске (табл. 3).

Таблица 3

Антибактериальная активность эфирных масел в отношении B. megatherium

Эфирное масло, концентрация в мкг/диск Показатели

Lim, мм CV, % x ± Sx,мм

Рм, 100 11.14 11,3 11,5 ± 1,3

Рм, 50 05 00 6,0 8,3 ± 0,5

Рм, 20 6.7 5,4 6,6 ± 3,4

Эм, 100 14.17 8,8 16,0 ± 1,4

Эм, 50 12.18 16,0 15,0 ± 2,4

Эм, 20 6.20 54,9 11,3 ± 6,2

Результаты анализа чувствительности Myxococcus sp. к изучаемым образцам эфирного масла показали, что эремотецевое масло проявляло более выраженное бактерицидное действие в концентрациях 50 и 100 мкг/диск по

56

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

сравнению с розовым (табл. 4). Зоны подавления роста тест-культур характеризовались неправильной формой, неровными краями, возможно, вследствие неравномерной диффузии в плотную среду, при этом границы бактерицидного действия были четкими и хорошо различимыми. Коэффициенты вариации зон не превысили 30 %, что свидетельствует об умеренном варьировании этих показателей.

Таблица 4

Антибактериальная активность эфирных масел в отношении Myxococcus sp.

Эфирное масло, концентрация в мкг/диск Показатели

Lim, мм CV, % x ± Sx,мм

Рм, 100 6...16 23,4 12,8 ± 3

Рм, 50 6...15 25,0 9,6 ± 2,4

Рм, 20 6.9 17,7 7,9 ± 1,4

Эм, 100 20.27 9,5 23,2 ± 2,2

Эм, 50 20.25 10,3 23,3 ± 2,4

Эм, 20 14.17 7,8 15,3 ± 1,2

В отношении P. aeruginosa выраженность бактериостатических эффектов была примерно одинаково слабой у эремотецевого и у розового масел (табл. 5).

Таблица 5

Антибактериальная активность эфирных масел в отношении P. aeruginosa

Эфирное масло, концентрация в мкг/диск Показатели

Lim, мм CV, % x ± Sj,мм

Рм, 100 6.15 26,8 7,1 ± 1,9

Рм, 50 6.20 40,6 6,9 ± 2,8

Рм, 20 6.15 24,6 6,9 ± 1,7

Эм, 100 6.12 29,1 8,6 ± 2,5

Эм, 50 6.14 19,4 7,2 ± 1,4

Эм, 20 6.7 7,9 6,3 ± 0,5

Изучаемые показатели характеризовались в основном умеренным варьированием, и их концентрационная зависимость от действующих веществ не проявлялась. Однако наблюдалась тенденция большей выраженности антибактериальных эффектов эремотецевого масла.

Заключение

Проведенное исследование продемонстрировало, что на бактериальные культуры изученные эфирные масла оказывали бактерицидное действие, наибольшую активность они проявили в отношении грамположительных бацилл B. anthracoides, B. megatherium, изолята грамотрицательной бактерии

Natural Sciences. Biology

57

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Myxococcus sp. Минимальные антибактериальные эффекты эремотецевого и розового масел отмечались в отношении грамотрицательной бактерии P. aeruginosa. Сочетания компонентов изучаемых образцов масел, в основном ароматического и монотерпеновых спиртов, определяя механизм действия на бактериальные клетки, по-разному влияли на конкретные виды микроорганизмов.

Полученные результаты исследования свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения розового и эремотецевого масел для разработки эффективных антимикробных средств. Аромапродукты на основе Eremothe-cium с выявленными бактерицидными и бактериостатическими свойствами могут найти применение в химико-фармацевтической, пищевой, парфюмернокосметической промышленности.

Список литературы

1. Леонова, Н. С. Ароматерапия для начинающих / Н. С. Леонова. - М. : ФАИР-ПРЕСС, 2007. - 224 с.

2. Семенова, Е. Ф. Исследование эфирных масел микроорганизмов и их фармакологическое действие на организм человека / Е. Ф. Семенова, А. И. Шпичка, И. Я. Моисеева // Аромакоррекция психофизического состояния человека : материалы III Междунар. науч.-практ. конф. - Ялта : НБС-ННЦ, 2013. - С. 57-63.

3. Bakkalia, F. Biological effects of essential oils - A review / F. Bakkalia, S. Aver-becka, D. Averbecka, M. Idaomar // Food and Chemical Toxicology. - 2008. - Vol. 46, iss. 2. - P. 446-475.

4. Kalemba, D. Antibacterial and Antifungal Properties of Essential Oils / D. Kalemba, A. Kunicka // Current Medicinal Chemistry. - 2003. - Vol. 10. - P. 813-829.

5. Khan, M. S. A. Inhibition of quorum sensing regulated bacterial functions by plant essential oils with special reference to clove oil / M. S. A. Khan, M. Zahin, S. Hasan, F. M. Husain, I. Ahmad // Letters in Applied Microbiology. - 2009. - Vol. 49, iss. 3. -P. 354-360.

6. Thapa, D. Sensitivity of pathogenic and commensal bacteria from the human colon to essential oils / D. Thapa, R. Losa, B. Zweifel, R. J. Wallace // Microbiology. - 2012. -Vol. 158, № 11. - P. 2870-2877.

7. Essential oils of aromatic plants with antibacterial, antifungal, antiviral, and cytotoxic properties an overview / ed. by J. Reichling, P. Schnitzler, U. Suschke, R. Saller // Forschende Komplementar medizin [Research in Complementary Medicine]. - 2009. -№ 16. - Р. 79-90.

8. Маркелова, Н. Н. Микробиологический мониторинг Pseudomonas aeruginosa в отделениях реанимации и интенсивной терапии / Н. Н. Маркелова, Е. Ф. Семенова // Материалы 78-й итоговой студ. науч.-практ. конф. с междунар. участием, посвящ. 95-летию со дня рождения профессора Ю. М. Лубенского (22-25 апреля). -Красноярск : Тип. КрасГМУ, Версо, 2014. - С. 391-393.

9. Маркелова, Н. Н. Влияние эфирных масел на микроорганизмы различной таксономической принадлежности в сравнении с современными антибиотиками. Сообщение 1. Действие розового эфирного масла и антибиотических субстанций на некоторые грамотрицательные бактерии / Н. Н. Маркелова, Е. Ф. Семенова, А. И. Шпичка, Е. В. Жученко // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2014. - № 3 (7). - С. 39-48.

10. Маркелова, Н. Н. Мониторинг чувствительности некоторых возбудителей оппортунистических инфекций к современным препаратам антибиотиков различного происхождения / Н. Н. Маркелова, Е. Ф. Семенова, А. И. Шпичка, И. Я. Моисеева, О. П. Родина // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Сер. Естественные науки. - 2014. - Вып. 29, № 23 (194). - С. 105-111.

58

University proceedings. Volga region

№ 3 (11), 2015

Естественные науки. Биология

11. Шпичка, А. И. Характеристика аромапродуктов Eremothecium и перспективы их использования / А. И. Шпичка, Е. Ф. Семенова // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». - 2014. - № 2. - С. 103-106.

12. Трухачёва, Н. В. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica / Н. В. Трухачёва. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 384 с.

References

1. Leonova N. S. Aromaterapiya dlya nachinayushchikh [Aromatherapy for beginners]. Moscow: FAIR-PRESS, 2007, 224 p.

2. Semenova E. F., Shpichka A. I., Moiseeva I. Ya. Aromakorrektsiya psikhofizicheskogo sostoyaniya cheloveka: materialy III Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Aromacorrection of psychophysical human condition: proceedings of III International scientific and practical conference]. Yalta: NBS-NNTs, 2013, pp. 57-63.

3. Bakkalia F., Averbecka S., Averbecka D., Idaomar M. Food and Chemical Toxicology. 2008, vol. 46, iss. 2, pp. 446-475.

4. Kalemba D., Kunicka A. Current Medicinal Chemistry. 2003, vol. 10, pp. 813-829.

5. Khan M. S. A., Zahin M., Hasan S., Husain F. M., Ahmad I. Letters in Applied Microbiology. 2009, vol. 49, iss. 3, pp. 354-360.

6. Thapa D., Losa R., Zweifel B., Wallace R. J. Microbiology. 2012, vol. 158, no. 11, pp. 2870-2877.

7. Reichling J., Schnitzler P., Suschke U., Saller R. Forschende Komplementar medizin [Research in Complementary Medicine]. 2009, no. 16, pp. 79-90.

8. Markelova N. N., Semenova E. F. Materialy 78-y itogovoy stud. nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem, posvyashch. 95-letiyu so dnya rozhdeniya professora Yu. M. Lu-benskogo (22-25 aprelya) [Proceedings of the 78th Final student scientific and practical conference with international participation, commemorating 95th jubilee of professor Yu. M. Lubensky (22-25 April)]. Krasnoyarsk: Tip. KrasGMU, Verso, 2014, pp. 391-393.

9. Markelova N. N., Semenova E. F., Shpichka A. I., Zhuchenko E. V. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Estestvennye nauki [University proceedings. Volga region. Natural sciences]. 2014, no. 3 (7), pp. 39-48.

10. Markelova N. N., Semenova E. F., Shpichka A. I., Moiseeva I. Ya., Rodina O. P. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. Estestvennye nauki [Scientific bulletin of Belgorod State University. Series: Natural sciences]. 2014, iss. 29, no. 23 (194), pp. 105-111.

11. Shpichka A. I., Semenova E. F. Kurskiy nauchno-prakticheskiy vestnik «Chelovek i ego zdorov’e» [Kursk scientific and practical bulletin “People and their health”]. 2014, no. 2, pp. 103-106.

12. Trukhacheva N. V. Matematicheskaya statistika v mediko-biologicheskikh issledova-niyakh s primeneniem paketa Statistica [Mathematical statistics in biomedical research using the Statistica package]. Moscow: GEOTAR-Media, 2012, 384 p.

Семенова Елена Федоровна кандидат биологических наук, профессор, старший научный сотрудник, кафедра общей и клинической фармакологии, Пензенский государственный университет

E-mail: sef1957@mail.ru

Semenova Elena Fedorovna Candidate of biological sciences, professor, senior staff scientist, sub-department of general and clinical pharmacology, Penza State University

Natural Sciences. Biology

59

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

Шпичка Анастасия Иосифовна

кандидат биологических наук, доцент, кафедра общей и клинической фармакологии, Пензенский государственный университет

E-mail: ana-shpichka@yandex.ru

Изгарова Анжелика Дмитриевна

студентка, Пензенский государственный университет

E-mail: a.izgarova@mail.ru

Shpichka Anastasia Iosifovna Candidate of biological sciences, associate professor, sub-department of general and clinical pharmacology, Penza State University

Izgarova Anzhelika Dmitrievna

Student, Penza State University

УДК 579:

Семенова, Е. Ф.

Влияние эфирных масел на микроорганизмы различной таксономической принадлежности в сравнении с современными антибиотиками. Сообщение IV. Действие розового и эремотецевого масла на некоторые бактериальные культуры кафедральной коллекции / Е. Ф. Семенова, А. И. Шпичка, А. Д. Изгарова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2015. - № 3 (11). - С. 54-60.

60

University proceedings. Volga region