vestngauВестник университета биотехнологийVestnik University of biotechnologiy3033-8433Publishing Centre “Zolotoy Kolos” of Novosibirsk State Agrarian University10.31677/2072-6724-2023-69-4-233-240vestngau-2168Research ArticleВЕТЕРИНАРИЯ И ЗООТЕХНИЯVETERINARY MEDICINE AND ANIMAL SCIENCEОценка противомикробной активности экстрактов душицы обыкновенной и сабельника болотного в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерийEvaluation of the antimicrobial ac- tivity of the extracts of oregano and marsh cinquefoil against gram-positive and gram-negative bacteriaМирошниковП. Н.MiroshnokovP. N.

исследователь

Новосибирск

Researcher

Novosibirsk

petmir95@mail.ruЖучаевК. В.ZhuchaevK. V.

доктор биологических наук, профессор

Новосибирск

Doctor of Biological Sciences, Professor

Novosibirsk

ОсинцеваЛ. А.OsintsevaL. A.

доктор биологических наук, профессор

Новосибирск

Doctor of Biological Sciences, Professor

Novosibirsk

ЕрмолаевВ. И.ErmolaevV. I.

доктор биологических наук, профессор

Новосибирск

Doctor of Biological Sciences, Professor

Novosibirsk

ЗдановичО. В.ZdanovichO. V.

заведующий микробиологической лабораторией

Новосибирск

Head of Microbiological Laboratory

Novosibirsk

Новосибирский государственный аграрный университетРоссияNovosibirsk state agrarian universityRussian Federation20231501202404233240Copyright © Мирошников П.Н., Жучаев К.В., Осинцева Л.А., Ермолаев В.И., Зданович О.В., 20242024Мирошников П.Н., Жучаев К.В., Осинцева Л.А., Ермолаев В.И., Зданович О.В.Miroshnokov P.N., Zhuchaev K.V., Osintseva L.A., Ermolaev V.I., Zdanovich O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestngau.elpub.ru/jour/article/view/2168

   Одной из важнейших проблем животноводства и здравоохранения является антибиотикорезистентность, связанная с повсеместным применением антибиотических препаратов. В результате патогенные микроорганизмы вырабатывают устойчивость к антибиотикам, что создает необходимость либо увеличивать их дозировку, либо заменять на другие препараты. К перспективной альтернативе антибиотическим препаратам относятся фитобиотики – действующие вещества лекарственных растений, проявляющие противомикробные свойства в отношении патогенных микроорганизмов. Основным источником противомикробной активности фитобиотиков являются фенольные и полифенольные соединения. Исследование проводилось с целью изучения противомикробной активности экстрактов душицы обыкновенной (ДО) и сабельника болотного (СБ). Методом водно-спиртовой экстракции из сухого сырья были изготовлены спиртовые экстракты (СЭ), а затем при помощи вакуумной дистилляции получены бесспиртовые экстракты (БЭ). В полученных экстрактах было исследовано содержание полифенольных соединений, а также оценены их противомикробные свойства луночным методом в отношении таких патогенов, как Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Salmonella enterica. Результаты показали, что в БЭ ДО – содержание полифенольных соединений составило 1,487 мг/мл, в СЭ ДО 1,166, в БЭ СБ – 1,349, в СЭ СБ – 1,074 мг/мл. Все исследуемые экстракты проявили противомикробную активность в отношении золотистого стафилококка. Наиболее значительные зоны подавления (1,86 см) были образованы вокруг лунок с БЭ ДО, которые были достоверно (P< 0,01) больше, чем в образцах со СЭ ДО. В отношении грамотрицательных культур зоны подавления были обнаружены только у спиртовых экстрактов, что, вероятнее всего, является проявлением антибактериальной активности этилового спирта.

   One of the most critical problems in animal husbandry and public health is antibiotic resistance, associated with the widespread use of antibiotic drugs. As a result, pathogenic microorganisms develop antibiotic resistance, which creates the need to either increase their dosage or replace them with other medications. Phytobiotics are a promising alternative to antibiotic drugs. Phytobiotics are active substances of medicinal plants that exhibit antimicrobial properties against pathogenic microorganisms. The primary sources of antimicrobial activity of phytobiotics are phenolic and polyphenolic compounds. The research aimed to study the antimicrobial activity of oregano (O) extracts and marsh cinquefoil (MC). Alcohol extracts (AE) were prepared from dry raw materials by water-alcohol extraction, and then alcohol-free extracts (AFE) were obtained using vacuum distillation. The content of polyphenolic compounds was studied in the obtained extracts, and the hole method against pathogens such as Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Salmonella enterica evaluated their antimicrobial properties. The results showed that in O AFE, the content of polyphenolic compounds was 1.487 mg/ml, in O AE 1.166 mg/ml, in MC AFE 1.349 mg/ml, and MC AE 1.074 mg/ml. All studied extracts showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus. The most significant zones of suppression (1.86 cm) were formed around the wells with O AFE, which were significantly (P<0.01) larger than in the samples with O AE. About gram-negative cultures, zones of suppression were found only in alcoholic extracts, which is most likely a demonstration of the antibacterial activity of ethanol.

антимикробные свойстваполифенольные веществаOriganum vulgareComarum palustreStaphylococcus aureusEscherichia coliSalmonella entericaantimicrobial activitypolyphenolsOriganum vulgareComarum palustreStaphylococcus aureusEscherichia coliSalmonella entericaСтатья подготовлена в рамках выполнения первого этапа календарного плана программы поддержки коммерчески ориентированных научно-технических проектов молодых ученых «УМНИК-21», договор № 17983ГУ/2022 от 25. 05. 2022The article was prepared as part of the implementation of the first stage of the calendar plan of the program for the support of commercially oriented scientific and technical projects of young scientists "UMNIK-21", contract No. 17983GU/2022 dated 05/25/2022ReferencesДанилов А.И., Жаркова Л.П. Антибиотикорезистентность: аргументы и факты // Клиническая фармакология и терапия. – 2017. – № 26 (5). – С. 6–9.Danilov A.I., Zharkova L.P., Klinicheskaya farmakologiya i terapiya, 2017, No. 26 (5), pp. 6–9. (In Russ.)Тараканов Б.В. Механизмы действия пробиотиков на микрофлору пищеварительного тракта и организм животных // Ветеринария. – 2020. – № 1. – С.47–54.Tarakanov B.V., Veterinariya, 2020, No. 1, pp. 47–54. (In Russ.)Влияние экстракта чабреца на качественные показатели мяса цыплят-бройлеров / Е.А. Кишняйкина, К.В. Жучаев, О.А. Багно [и др.] // Инновации и продовольственная безопасность. – 2019. – № 2 (24). – С. 25–31.Kishnyajkina E.A., ZHuchaev K.V., Bagno O.A. i dr., Innovacii i prodovol’stvennaya bezopasnost’, 2019, No. 2 (24), pp. 25–31. (In Russ.)Cromwell G.L. Why and how antibiotics are used in swine production // Anim. Biotechnol. – 2020. – Vol. 13. – P. 7–27.Cromwell G.L., Why and how antibiotics are used in swine production / G.L. Cromwell, Anim. Biotechnol, 2020, Vol. 13, pp. 7–27.Antioxidant and Antibacterial Activity of Essential Oils and Hydroethanolic Extracts of Greek Oregano and Common Oregano / O. Kosakowska, Z. Węglarz, E. Pióro-Jabrucka [et al.] // Molecules. – 2021. – Feb, Vol. 26 (4). – P. 988. – DOI: 10.3390/molecules26040988 PMCID: PMC7918425.Kosakowska O., Węglarz Z., Pióro-Jabrucka E. et al., Antioxidant and Antibacterial Activity of Essential Oils and Hydroethanolic Extracts of Greek Oregano and Common Oregano, Molecules, 2021 Feb, Vol. 26 (4), pp. 988, DOI: 10.3390/molecules26040988 PMCID: PMC7918425.Antimicrobial and cytotoxic activities of Origanum essential oils / A. Sivropoulou, E. Papanikolaou, C. Nikolaou [et al.] // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2016. – Vol. 44 (5). – P. 1202–1205. – DOI: 10.1021/jf950540t.Sivropoulou A., Papanikolaou E., Nikolaou C. et al., Antimicrobial and cytotoxic activities of Origanum essential oils, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2016, Vol. 44 (5), pp. 1202–1205, DOI: 10.1021/jf950540t.Antibacterial activity of essential oils from plants of the genus Origanum / M.K. Stefanakis, E. Touloupakis, E. Anastasopoulos [et al.] // Food Control. – 2018. – Vol. 34. – P. 539–546. – URL: https://www.researchgate.net/publication/304625031_Antibacterial_Activity_of_Essential_Oils_from_Plants_of_the_Genus_Origanum.Stefanakis M.K., Touloupakis E., Anastasopoulos E. et al., Antibacterial activity of essential oils from plants of the genus Origanum, Food Control., 2018, Vol. 34, pp. 539–546, URL: https://www.researchgate.net/publication/304625031_Antibacterial_Activity_of_Essential_Oils_from_Plants_of_the_Genus_Origanum.Васева Е.М., Малишевская О.И., Николенко М.В. Сравнительная оценка противомикробной активности растворов эфирных масел и бензилдиметил [3 (миристоиламино)пропил] аммония хлорида моногидрата в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий и патогенных грибов // Международный научно-исследовательский журнал. – 2021. – № 6–2 (108). – С. 11–14.Vaseva E.M., Malishevskaya O.I., Nikolenko M.V., Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal, 2021, No. 6–2 (108), pp. 11–14. (In Russ.)Влияние эфирных масел на микроорганизмы различной таксономической принадлежности в сравнении с современными антибиотиками. Сообщ. III: Действие масел лаванды, розового дерева, эвкалипта, пихты на некоторые грамотрицательные бактерии / Е.В. Жученко, Е.Ф. Семенова, Н.Н. Маркелова [и др.] // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2015. – № 1 (9). – С. 30–41.Zhuchenko E.V., Semenova E.F., Markelova N.N., Shpichka A.I., Knyaz’kova A.A., Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Estestvennye nauki, 2015, No. 1 (9), S. 30–41. (In Russ.)Сочетанное воздействие эфирных масел и левофлоксацина на биологические свойства Staphylococcus aureus / М.В. Николенко, О.А. Русакова, М.В. Пастухов [и др.] // Университетская медицина Урала. – 2018. – Т. 4, № 2 (13). – С. 22–24.Nikolenko M.V., Rusakova O.A., Pastuhov M.V. i dr., Universitetskaya medicina Urala, 2018, T. 4, № 2 (13), pp. 22–24. (In Russ.)Antibacterial activity of polyphenols derived mechanochemically from natural raw materials / I.O. Lomovskiy, V.Yu. Koptev, N.Yu. Balybina [et al.] // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. – 2023. – Т. 16, № 1. – С. 16–27.Lomovskiy I.O., Koptev V.Yu., Balybina N.Yu., Tikhova V.D. et al., Antibacterial activity of polyphenols derived mechanochemically from natural raw materials, Journal of Siberian Federal University. Chemistry, 2023, Vol. 16, No. 1, pp. 16–27.Растительные ресурсы СССР. – Л.–СПб.: Наука, 1985–1993. – Вып. 1.Rastitel’nye resursy SSSR (Plant resources of the USSR), Leningrad – Sankt-Peterburg: Nauka, 1985–1993. Vyp. 1.Динамика накопления фенольных соединений в органах сабельника болотного (Cоmarum palustre L.) / П.И. Петрова, Е.Ю. Бахтенко, Н.В. Загоскина [и др.] // Химия растительного сырья. – 2013. – № 1. – С. 165–169.Petrova P.I., Bahtenko E.Yu., Zagoskina N.V. i dr., Himiya rastitel’nogo syr’ya, 2013, No. 1, pp. 165–169.Мирошников П.Н., Сороколетов О.Н., Жучаев К.В. Патент на изобретение 2791450 C1 07.03.2023. Способ получения экстрактов из лекарственного сырья. Заявка № 2022112703 от 05. 05. 2022.Miroshnikov P.N., Sorokoletov O.N., Zhuchaev K.V., Patent na izobretenie 2791450 C1, Sposob polucheniya ekstraktov iz lekarstvennogo syr’ya, 07.03.2023, Zayavka № 2022112703 ot 05.05.2022. (In Russ.)Gerba C.P., Smith J.E. Sources of pathogenic microorganisms and their fate during land application of wastes // J. Environ. Qual. – 2015. – Vol. 34. – P. 42–48.Gerba C.P., Smith J.E., Sources of pathogenic microorganisms and their fate during land application of wastes, J. Environ. Qual., 2015, Vol. 34, pp. 42–48.The population genetics of commensal Escherichia coli / O. Tenaillon, D. Skurnik, B. Picard [et al.] // Nature Reviews. Microbiology. – 2017. – Vol. 8 (3). – DOI: 10.1038/nrmicro2298; PMID: 20157339; S2CID: 5490303.Tenaillon O., Skurnik D., Picard B. et al., The population genetics of commensal Escherichia coli, Nature Reviews. Microbiology, 2017, Vol. 8 (3), DOI: 10.1038/nrmicro2298.Todar K. Salmonella and Salmonellosis [Электронный ресурс] // Todar’s Online Textbook of Bacteriology. – URL: https://www.textbookofbacteriology.net/. (дата обращения: 03. 10. 2020).Todar K., Salmonella and Salmonellosis, Todar’s Online Textbook of Bacteriology: https://www.textbookofbacteriology.net/. (data obrashcheniya 03. 10. 2020).Staphylococcus aureus infections: epidemiology, pathophysiology, clinical manifestations, and management / S. Tong, J. Davis, E. Eichenberger, T. Holland [et al.] // Clinical Microbiology Reviews. – 2015. – Vol. 28 (3). – P. 603–61. – DOI:10.1128/CMR.00134-14.Tong S., Davis J., Eichenberger E., Holland T. et al., Staphylococcus aureus infections: epidemiology, pathophysiology, clinical manifestations, and management, Clinical Microbiology Reviews, 2015, Vol. 28 (3), pp. 603–661, DOI: 10.1128/CMR.00134-14.Противомикробная активность соединений полифенольной природы / В.Г. Лужанин, А.К. Уэйли, А.О. Понкратова [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2022. – Т. 11, № 2. – С. 65–72.Luzhanin V.G., Uejli A.K., Ponkratova A.O. i dr., Razrabotka i registraciya lekarstvennyh sredstv, 2022, T. 11, No. 2, pp. 65–72. (In Russ.)Определение фенольных соединений в лекарственных растениях семейства яснотковых / В.В. Милевская, З.А. Темердашев, Т.С. Бутыльская, Н.В. Киселева // Журнал аналитической химии. – 2017. – Т. 72, № 3. – С. 273–279.Milevskaya V.V., Temerdashev Z.A., Butyl’skaya T.S., Kiseleva N.V., Zhurnal analiticheskoj himii, 2017,T. 72, No. 3, pp. 273–279. (In Russ.)Essential oil and antimicrobial activity of wild and cultivated Origanum vulgare L. subsp. hirtum (Link) letswaart from the Marmara region, Turkey / G. Esen, A.D. Azaz, M. Kurkcuoglu [et al.] // Flavour Frag. J. – 2017. – Vol. 22. – P. 371–376.Esen G., Azaz A.D., Kurkcuoglu M. et al., Essential oil and antimicrobial activity of wild and cultivated Origanum vulgare L. subsp. hirtum (Link) letswaart from the Marmara region, Turkey, Flavour Frag. J., 2017, Vol. 22, pp. 371–376.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.