Влияние характера субстрата на антагонистическую активность Lactobacillus acidophilus по отношению к Escherichia coli

Влияние характера субстрата на антагонистическую активность...

УДК 637.344

А.Н. Иркитова, Я.Р. Каган, Г.Г. Соколова Влияние характера субстрата на антагонистическую активность Lactobacillus Acidophilus по отношению к Escherichia Coli

A.N. Irkitova, Ya. R. Kagan, G.G. Sokolova

Influence of Substratum Character on Antagonistic Activity of Lactobacillus Acidophilus in Relation to Escherichia Coli

Штаммы Lactobacillus acidophilus, обладающие антагонистической активностью, различаются по силе и характеру воздействия на ингибируемый микроорганизм, а также по ширине и специфичности спектра ингибируемых микроорганизмов. В статье представлены сравнительные данные антагонистической активности коллекционных штаммов L. acidophilus по отношению к тест-штаммам Echerichia coli.

Ключевые слова: антагонизм, Lactobacillus acidophilus, Echerichia coli, метод перпендикулярных штрихов, метод капель.

The Lactobacillus acidophilus strains possessing antagonistic activity vary in strength and nature of the impact on a repressible microorganism, and also in width and specificity of a range of the repressible microorganisms. The article presents comparative data on antagonistic activity of Lactobacillus acidophilus collection strains in relation to Echerichia coli test strains.

Key words: antagonism, Lactobacillus acidophilus, Echerichia coli, method of perpendicular strokes, method of drops.

Ацидофильная палочка широко известна как активный антагонист патогенной, условно-патогенной и технически-вредной микрофлоры и ее часто используют в лечебно-профилактическом питании, включают в состав заквасок, молочных продуктов и пищевых добавок для сельскохозяйственных животных.

Исследование антагонистической активности штаммов L. acidophilus по отношению к штаммам тест-культуры E. coli при культивировании на твердом субстрате (АГМ для палочек) с использованием классического метода перпендикулярных штрихов показало, что все коллекционные штаммы L. acidophilus проявили заметный антагонистический эффект по отношению к тест-культуре E. coli штамму СКМ-829 (рис. 1), но отличались по силе действия на штаммы кишечной палочки E. coli. Наибольшие зоны ингиби-рования E. coli (до 8,5-13,5 мм) дали штаммы СКМ-500, СКМ-492 и СКМ-504, а наименьшие (не более 2,5 мм) - штаммы СКМ-503 и СКМ-499 (табл. 1).

Результаты исследования показали, что антагонистический эффект L. acidophilus к тест-штамму СКМ-830 значительно слабее и его проявили штаммы СКМ-502 (1,25 мм), СКМ-492 (1,25 мм) и СКМ-497 (0,5 мм). Остальные штаммы L. acidophilus не проявили антагонизма по отношению к штамму СКМ-830, но угнетающе действовали на штамм СКМ-829. Если рассматривать штаммы по силе антагонистического действия по отношению к обоим штаммам E. coli, то самым сильным антагонистом оказался штамм СКМ-492 (табл. 1).

Таким образом, большинство исследуемых штаммов L. acidophilus (9 из 11 штаммов) в условиях произрастания на твердом субстрате не проявили антагонистического эффекта к штамму СКМ-830, несмотря на то, что все исследуемые штаммы ацидофильной палочки - промышленные, и они уже отобраны по наличию антибиотической активности. Такие противоречивые результаты можно объяснить тем, что при применении метода перпендикулярных штрихов не учитывается количественное соотношение штамма-антагониста и штамма тест-культуры, а следовательно, исключается эффект взаимодействия между антагонистом и его жертвой.

Рис. 1. Оценка антагонистической активности L. acidophilus

по методу перпендикулярных штрихов: 1 - зона ингибирования E. coli; 2 - рост штамма E. coli; 3 - рост штамма-антагониста L. acidophilus

3

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Таблица 1

Антагонистическая активность коллекционных штаммов L. acidophilus по отношению к штаммам тест-культуры E. coli

№ Штамм Зона подавления E.coli, мм

L. acidophilus СКМ-829 СКМ-830

1 СКМ-492 9,50±0,98 1,25±1,47*

2 СКМ-495 2,75±2,02 0,00±1,00*

3 СКМ-497 5,25±1,23 0,50±0,98*

4 СКМ-498 5,50±1,70 0,00±1,00*

5 СКМ-499 2,00±2,12 0,00±1,00*

6 СКМ-500 13,75±1,86 0,00±1,00*

7 СКМ-501 6,25±0,94 0,00±1,00*

8 СКМ-502 6,25±0,49 1,25±1,86*

9 СКМ-503 2,50±0,57 0,00±1,00*

10 СКМ-504 8,75±1,47 0,00±1,00*

11 СКМ-505 4,50±1,27 0,00±1,00*

* Антагонистическая активность коллекционных штаммов L. acidophilus по отношению к тест-штамму СКМ-830 достоверно отличается от подавления тест-штамма СКМ-829 при р < 0,05 по t-критерию Стьюдента

Поэтому проведено повторное исследование антагонистической активности штаммов L. acidophilus по отношению к штаммам тест-культуры E. coli с использованием модифицированного нами метода капель, лишенного этих недостатков. При применении модифицированного метода капель строго учитывается количество штамма-антагониста и штамма тест-культуры. Кроме того, культуры высеваются одновременно и вступают в контакт друг с другом одновременно, т.е. появляется эффект взаимодействия, взаимного влияния антагониста и штамма тест-культуры друг на друга.

Результаты повторного исследования выявили, что антагонистический эффект L. acidophilus к E. coli проявился сильнее в данном случае, чем при использовании метода перпендикулярных штрихов (рис. 2). Это подтверждает наше предположение о том, что штаммы-антагонисты и штаммы тест-культуры, развиваясь одновременно, сильнее влияют друг на друга. Штаммы L. acidophilus, выделяя в среду антибиотические вещества, ингибировали развитие штаммов E. coli. По отношению к штамму СКМ-829 наиболее активным антагонистом оказался штамм СКМ-500 - МСК = 100, на втором месте - штаммы СКМ-501 и СКМ-502 (МСК = 102), а самый слабый - штамм СКМ-498 (МСК = 106). По отношению к штамму СКМ-830 (А-1) самыми активными антагонистами оказались штамм СКМ-500 (МСК = 101), а также штаммы СКМ-501 и СКМ-502, а самыми слабыми - штаммы СКМ-498, СКМ-499, СКМ-504 (МСК = 106) (табл. 2).

Рис. 2. Оценка антагонистической активности L. acidophilus (штамм СКМ-500) к E. coli (штамм СКМ-829) модифицированным методом капель: 1 - газон L. acidophilus; 2 - колония E. coli

Таблица 2

Ингибирование роста штаммов тест-культуры E. coli коллекционными штаммами L. acidophilus при совместном культивировании в среде «АГМ для палочек»

№ Штамм L. acidophilus Минимальное соотношение клеток антагонист/тест-культура, вызывающее полное подавление роста штаммов тест-культуры

СКМ-829 СКМ-830

1 СКМ-492 103 105

2 СКМ-495 104 105

3 СКМ-497 105 105

4 СКМ-498 106 106

5 СКМ-499 105 106

6 СКМ-500 100 101

7 СКМ-501 102 104

8 СКМ-502 102 104

9 СКМ-503 104 105

10 СКМ-504 102 106

11 СКМ-505 105 105

Следует отметить, что в контроле оба штамма кишечной палочки росли до 8-го разведения, что подтверждает ингибирование кишечной палочки испытуемыми штаммами L. acidophilus, причем степень этого ингибирования варьирует.

Для определения антагонистического эффекта штаммов L. acidophilus в отношении штаммов тест-культуры E. coli при культивировании на жидкой среде была использована жидкая среда Кесслера. Хотя в соответствии с данным методом антагонист и тест-культура и засеваются в среду Кесслера одновременно, этот метод вряд ли можно отнести к методам совместного культивирования, так как используемая питательная среда

Влияние характера субстрата на антагонистическую активность..

неблагоприятна для роста ацидофильной палочки. На рост штаммов тест-культуры E. coli оказывают влияние продукты метаболизма L. acidophilus, внесенные вместе с посевным материалом, причем, в отличие от метода перпендикулярных штрихов, в этом случае полученный эффект менее зависим от размера и молекулярной массы ингибирующих соединений.

Анализ антагонистической активности коллекционных штаммов L. acidophilus к штаммам СКМ-829 и СКМ-830 при их культивировании в жидкой среде Кесслера выявил аналогичный порядок расположения штаммов по минимальному соотношению клеток антагонист/тест-культура, как при тестировании штаммов L. acidophilus на антагонистическую активность на твердой питательной среде методом капель (табл. 3).

Самым сильным антагонистом опять оказался штамм СКМ-500 (МСК = 100 по отношению к штамму тест-культуры СКМ-829 и МСК = 101 по отношению к штамму тест-культуры СКМ-830). Подтвердили свою активность и оказались на втором месте штаммы СКМ-501, СКМ-502 и СКМ-504 в отношении обоих штаммов E. coli (МСК = 102 по отношению к штамму СКМ-829, МСК = 104 по отношению к штамму СКМ-830). Наименее активными антагонистами оказались штаммы СКМ-497, СКМ-498, СКМ-499, СКМ-505 (МСК = 105-106) в отношении обоих штаммов E. coli.

Следует отметить, что при 10-кратном повышении дозы посевного материала штаммов-антагонистов (с 0,1 до 1,0 см /5 см3 среды Кесслера) наблюдали резкое усиление антагонистического эффекта, выразившееся в снижении в среднем на 4-5 порядков минимального соотношения клеток антагонист/ тест-культура, вызывающего полное подавление роста штаммов тест-культуры. Это, очевидно, объясняется дополнительным действием молочной кислоты, внесенной вместе с посевным материалом исследуемых штаммов L. acidophilus.

Таблица 3

Ингибирование роста штаммов тест-культуры E.coli коллекционными штаммами L. acidophilus при культивировании в жидкой среде Кесслера

№ Штамм L. acidophilus Минимальное соотношение клеток (МСК) антагонист/тест-культура, вызывающее полное подавление роста штаммов тест-культуры

СКМ-829 СКМ-830

1 СКМ-492 103 104

2 СКМ-495 104 105

3 СКМ-497 105 105

4 СКМ-498 106 106

5 СКМ-499 105 105

6 СКМ-500 100 101

7 СКМ-501 102 104

8 СКМ-502 102 104

9 СКМ-503 104 105

10 СКМ-504 102 104

11 СКМ-505 105 105

Таким образом, анализ антагонистической активности исследуемых штаммов L. acidophilus по отношению к штаммам тест-культуры E. coli при культивировании на твердой и жидкой средах показал, что самым сильным антагонистом оказался штамм СКМ-500, самым слабым - штамм СКМ-498, а характер субстрата не оказал влияния на антагонистическую активность исследованных штаммов L. acidophilus.