УДК 664.59, 613.2, 543.64, 543.95, 543.55
Табл. 1. Ил. 1. Библ. 29.
DOI: 10.21323/2071-2499-2022-4-30-36

Методика оптико-электрохимического микробиологического тестирования в применении к сравнительной оценке свойств водных растительных экстрактов

Сибирцев В.С., канд. хим. наук, Широкова И.Ю., канд. хим. наук, Радин М.А., канд. хим. наук
Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет
Ключевые слова: микробиологическое тестирование, биологическая активность, экстракты растительные,
Реферат:
Системы растительного происхождения широко используются в качестве функциональных добавок к различной мясной и иной пищевой продукции. Такие системы могут применяться как дополнительный источник биологически активных веществ, а также для улучшения вкуса, цвета, запаха, текстуры, сроков хранения и иных свойств конечной мясной и мясосодержащей пищевой продукции. В этой работе представлены результаты сравнительного анализа пребиотической и антимикробной активности разных концентраций (от 3 до 25 об.%) водных экстрактов, полученных 3 разными способами («отвары», а также «горячие» и «холодные» «настои») из 6 видов растительного сырья, широко используемого в мясной и иных отраслях пищевой промышленности (таких как: перцы чёрный и чили, лавровый лист, кинза, шалфей и гранат). Для проведения упомянутого анализа использовалась специально разработанная методика, предусматривающая периодическую (через каждые 2 ч) регистрацию изменений интенсивности упругого светорассеяния, рН и электропроводности жидкой питательной среды, инкубируемой при 37 oС в присутствии и в отсутствие жизнеспособных Lactobacillus acidophilus и тестируемых образцов. В результате показано, что с помощью представленной методики можно более экспрессно, объективно и информативно, чем ранее оценивать про- и антибиотические свойства в отношении микроорганизмов нормофлоры человека различных образцов пищевой продукции. Показано, что среди исследованных экстрактов наиболее активные антимикробные свойства в отношении L.acidophilus имели 25 об.% «холодные настои» перцев чёрного (Píper nígrum) и чили (Capsicum annuum); а наиболее активные пребиотические свойства имели 6 об.% «холодные настои» листьев шалфея (Sаlvia officinаlis) и кожуры граната (Punica granatum). Показано, что среди приготовленных разными способами водных экстрактов при фиксированной их концентрации в тестовой среде максимальную пребиотическую активность имели «холодные настои», а максимальную антимикробную активность – «горячие отвары».

Methods of optical-electrochemical microbiological testing as applied to the comparative evaluation of the properties of aqueous plant extracts Sibirtsev V.S., Shirokova I. Yu., Radin M.A.

Sibirtsev V.S., Shirokova I.Yu., Radin M.A.
Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University, Russia, Saint Petersburg
Key words: microbiological testing, biological activity, plant extracts
Summary:
Systems of plant origin have recently been increasingly used as functional additives to various meat products and other foods. Such systems can be used as an additional source of biologically active substances, as well as to improve the taste, color, odor, texture, shelf life and other properties of the final meat and meat-containing food products. This paper presents the results of a comparative analysis of prebiotic and antimicrobial activity of different concentrations (from 3 to 25 vol.%) of aqueous extracts obtained by 3 different methods ("decoctions", as well as "hot" and "cold" "infusions") from 6 types of plant raw materials widely used in the meat industry as well as other branches of the food industry (such as black and chili peppers, bay leaves, cilantro, sage and pomegranate). For this analysis, we used a specially developed method that provides for periodic (every 2 hours) registration of changes in the intensity of elastic light scattering, pH and electrical conductivity of a liquid nutrient medium incubated at 37 oС in the presence and absence of viable Lactobacillus acidophilus and test samples. As a result, it is shown that with the help of the presented method, it is possible to evaluate more quickly, objectively and informatively than before the pro- and antibiotic properties of various samples of food products in relation to microorganisms of the human normal microflora. It was shown that among the studied extracts, the most active antimicrobial properties against L.acidophilus were shown by 25 vol.% "cold infusions" of Píper nígrum and Capsicum annuum; and the most active prebiotic properties were shown by 6 vol.% "cold infusions" of Salvia officinalis leaves and Punica granatum peel. It was shown that among the aqueous extracts prepared in different ways at a fixed concentration in the test medium, “cold infusions” had the maximum prebiotic activity, and “hot decoctions” had the maximum antimicrobial activity.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1.Гиро, Т.М. Способ подготовки бараньей селезёнки методом ферментативного гидролиза с целью использования в рецептуре мясных

продуктов / Т. М. Гиро, А. В. Куликовский, А. А. Рогожин, А. В. Гиро, Н. Е. Моисеева // Всё о мясе. –2020. – № 3. – С. 12–14. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-3-12-14.

Giro, T. M. Sposob podgotovki baranʹyey selezënki metodom fermentativnogo gidroliza s tselʹyu ispolʹzovaniya v retsepture myasnykh produktov [A method of preparation of mutton spleen by enzymatic hydrolysis for the purpose of use in the formulation of meat products] / T.M. Giro, A.V. Kulikovsky, A.A. Rogozhin, A.V. Giro, N.E. Moiseeva // Vsyo o myase. – 2020. – № 3. – P. 12–14. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-3-12-14.

2. Насонова, В.В. Изучение влияния различных ингредиентов на органолептические и функционально-технологические свойства сердца говяжьего / В.В. Насонова, Е.В. Левина, М.П. Артамонова // Всё о мясе. – 2020. –№ 5. – С. 25–29. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-25-29.

Nasonova, V.V. Izucheniye vliyaniya razlichnykh ingrediyentov na organolepticheskiye i funktsionalʹno-tekhnologicheskiye svoystva serdtsa govyazhʹyego [Study of the influence of various ingredients on the organoleptic and functional-technological properties of beef heart] / V.V. Nasonova, E.V. Levina, M.P. Artamonova // Vsyo o myase. – 2020. – № 5. – P. 25–29. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-3-12-14.

3. Патракова, И.С. Использование полбы и расторопши в рецептурах рубленых полуфабрикатов / И.С. Патракова, Г.В. Гуринович, С.А. Серегин, О.М. Мышалова, М.В. Патшина, Л.С. Кудряшов // Всё о мясе. – 2021. – № 1. – С. 20–23. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-1-20-23.

Patrakova, I.S. Ispolʹzovaniye polby i rastoropshi v retsepturakh rublenykh polufabrikatov [The use of spelt and milk thistle in recipes for chopped semi-finished products] / I.S. Patrakova, G.V. Gurinovich, S.A. Seregin, O.M. Myshalova, M.V. Patshina, L.S. Kudryashov // Vsyo o myase. – 2021. – № 1. – Р. 20–23. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-1-20-23.

4. Зайко, Е.В. Моделирование влияния антибиотиков на развитие микроорганизмов стартовых культур / Е.В. Зайко, Д.С. Батаева, Ю.К. Юшина, Д.М. Сатабаева, М.А. Грудистова // Всё о мясе. – 2021. – № 1. – С. 42–47. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-1-42-47.

Zaiko, E.V. Modelirovaniye vliyaniya antibiotikov na razvitiye mikroorganizmov startovykh kulʹtur [Modeling the effect of antibiotics on the development of microorganisms in starter cultures] / E.V. Zaiko, D.S. Bataeva, Yu.K. Yushina, D.M. Satabaeva, M.A. Grudistova // Vsyo o myase. – 2021. – № 1. – P. 42–47.

DOI: 10.21323/2071-2499-2021-1-42-47.

5. Харитонова, П.С. Моделирование рецептурных композиций мясных паштетов с функциональными ингредиентами / П.С. Харитонова, Н.И. Дунченко, Е.С. Волошина, М.Г. Пейсахов, А.О. Иванов // Всё о мясе. – 2021. – № 3. – С. 10–15. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-10-15.

Kharitonova, P.S. Modelirovaniye retsepturnykh kompozitsiy myasnykh pashtetov s funktsionalʹnymi ingrediyentami [Modeling prescription compositions of meat pates with functional ingredients] / P.S. Kharitonova, N.I. Dunchenko, E.S. Voloshina, M.G. Peisakhov, A.O. Ivanov // Vsyo o myase. – 2021. – № 3. – P. 10–15. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-10-15.

6. Ковалёва, О.А. Протеомные изменения сыровяленых чипсов из свинины при внесении в мясную систему фитогенного компонента рецептуры / О.А. Ковалёва, Е.М. Здрабова, О.С. Киреева, Н.Н. Поповичева // Всё о мясе. – 2021. – № 3. – С. 32–35. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-32-35.

Kovaleva, O.A. Proteomnyye izmeneniya syrovyalenykh chipsov iz svininy pri vnesenii v myasnuyu sistemu fitogennogo komponenta retseptury [Proteomic changes in dry-cured pork chips when a phytogenic component of the recipe is introduced into the meat system] / O.A. Kovaleva, E.M. Zdrabova, O.S. Kireeva, N.N. Popovicheva // Vsyo o myase. – 2021. – № 3. – Р. 32–35. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-32-35.

7. Тулина, А.А. Аналоги мясных продуктов: перспективы производства и потребления / А.А. Тулина, А.В. Борисова // Всё о мясе. – 2021. –№ 3. – С. 60–64. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-60-64.

Tulina, A.A. Analogi myasnykh produktov: perspektivy proizvodstva i potrebleniya [Analogues of meat products: prospects for production and consumption] / A.A. Tulina, A.V. Borisova // Vsyo o myase. – 2021. – № 3. – P. 60–64. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-3-60-64.

8. Богданова, Ю.И. Применение пробиотиков при производстве пищевой продукции / Ю.И. Богданова, В.В. Насонова // Всё о мясе. – 2021. – № 4. – С. 26–29. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-26-29.

Bogdanova, Yu.I. Primeneniye probiotikov pri proizvodstve pishchevoy produktsii [The use of probiotics in food production] / Yu.I. Bogdanova, V.V. Nasonova // Vsyo o myase. – 2021. – № 4. – Р. 26–29. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-26-29.

9. Титов, Е.И. Влияние волокон пищевых на функционально–технологические свойства мясных систем / Е.И. Титов, А.Ю. Соколов, Е.В. Литвинова, Д.И. Шишкина // Всё о мясе. – 2021. – № 4. – С. 30–36.

DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-30-36.

Titov, E.I. Vliyaniye volokon pishchevykh na funktsionalʹno–tekhnologicheskiye svoystva myasnykh sistem [Influence of food fibers on the functional and technological properties of meat systems] / E.I. Titov, A.Yu. Sokolov, E.V. Litvinova, D.I. Shishkina // Vsyo o myase. – 2021. – № 4. – P. 30–36. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-30-36.

10. Ревуцкая, Н.М. Способы повышения окислительной стабильности ливерных колбас и паштетов / Н.М. Ревуцкая, В.В. Насонова // Всё о мясе. – 2021. – № 4. – С. 44–46. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-44-46.

Revutskaya, N.M. Sposoby povysheniya okislitelʹnoy stabilʹnosti livernykh kolbas i pashtetov [Ways to improve the oxidative stability of liver sausages and pates] / N.M. Revutskaya, V.V. Nasonova // Vsyo o myase. – 2021. – № 4. – P. 44–46. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-44-46.

11. Купаева, Н.В. Хроническое воздействие спиртового экстракта луковой шелухи на организм стареющих грызунов / Н.В. Купаева, Е.Р. Василевская, Е.А. Котенкова // Всё о мясе. – 2021. – № 4. – С. 47–51. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-47-51.

Kupaeva, N.V. Khronicheskoye vozdeystviye spirtovogo ekstrakta lukovoy shelukhi na organizm stareyushchikh gryzunov [Chronic effect of alcohol extract of onion peel on the body of aging rodents] / N.V. Kupaeva, E.R. Vasilevskaya, E.A. Kotenkova // Vsyo o myase. – 2021. – № 4. – P. 47–51. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-4-47-51.

12. Кененбай, Г.С. Использование курдючного жира и растительного сырья для производства мясного паштета / Г.С. Кененбай, А.А. Турсунов, Н.З. Тултабаев, А.Н. Татиева // Всё о мясе. – 2021. – № 6. – С. 16–19. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-6-16-19.

Kenenbai, G.S. Ispolʹzovaniye kurdyuchnogo zhira i rastitelʹnogo syrʹya dlya proizvodstva myasnogo pashteta [The use of fat tail fat and vegetable raw materials for the production of meat pate] / G.S. Kenenbai, A.A. Tursunov, N.Z. Tultabaev, A.N. Tatieva // Vsyo o myase. – 2021. – № 6. – P. 16–19. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-6-16-19.

13. Зайко, Е.В. Идентификация антибиотиков в мясе. Возможности проточной цитометрии / Е.В. Зайко, О.А. Кузнецова, Д.С. Батаева, М.А. Грудистова // Всё о мясе. – 2020. – № 5. – С. 56–60. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-56-60.

Zaiko, E.V. Identifikatsiya antibiotikov v myase. Vozmozhnosti protochnoy tsitometrii [Identification of antibiotics in meat. Possibilities of flow cytometry] / E.V. Zaiko, O.A. Kuznetsova, D.S. Bataeva, M.A. Grudistova // Vsyo o myase. –

2020. – № 5. – P. 56–60. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-5-56-60.

14. Самойлов, А.В. Современные тенденции в оценке безопасности продуктов питания / А.В. Самойлов, Н.М. Сураева // Всё о мясе. – 2021. – № 2. – С. 32–36. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-2-32-36.

Samoilov, A.V.  Sovremennyye tendentsii v otsenke bezopasnosti produktov pitaniya [Modern trends in food safety assessment] / A.V. Samoilov, N.M. Suraeva // Vsyo o myase. – 2021. – № 2. – Р. 32–36. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-2-32-36.

15. Sutherland, J. Invitroeffects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria / J. Sutherland, M. Miles, D. Hedderley, J. Li, S. Devoy, K. Sutton, D. Lauren // International Journal of Food Sciences and Nutrition. – 2009. – V. 60. – № 8. – Р. 717–727. DOI: 10.3109/09637480802165650.

16. Das, S. Synergistic or additive antimicrobial activities of Indian spice and herbal extracts against pathogenic, probiotic and food–spoiler microorganisms / S. Das, C. Anjeza, S. Mandal // International Food Research Journal. – 2012. – V. 19. – № 3. – Р. 1185–1191.

17. Al-Zubairi, A. The antibacterial, antifungal, and antioxidant activities of essential oil from different aromatic plants / A. Al-Zubairi, M. A. Al-Mamary, E. Al-Ghasani // Global Advanced Research Journal of Medicine and Medical Sciences. – 2017. – V. 6. – № 9. – Р. 224–233.

18. Zhuravlev, O.E. Synthesis and antimicrobial activity of n-decylpyridinium salts with inorganic anions / O.E. Zhuravlev, L.I. Voronchikhina // Pharmaceutical Chemistry Journal. – 2018. – V. 52. – № 4. – P. 312–315. DOI: 10.1007/s11094-018-1813-6.

19. Arutyunyan, G.L. Synthesis and conversions of polyhedral compounds. 32. Synthesis and antibacterial activity of azaadamantane-containing azomethine dihydrochlorides / G.L. Arutyunyan, A.D. Arutyunyan, K.A. Gevorkyan, S.P. Gasparyan, R.V. Paronikyan, G.M. Stepanyan, N.S. Minasyan // Pharmaceutical Chemistry Journal. – 2018. – V. 52. – № 5. – P. 419–423. DOI: 10.1007/s11094-018-1834-1.

20. Luzhnova, S.A. Synthesis and antimicrobial activity of 5-(arylmethylidene)-2,4,6-pyrimidine-2,4,6(1H,3H,5H)-triones / S.A. Luzhnova, A.G. Tyrkov, N.M. Gabitova, E.A. Yurtaeva // Pharmaceutical Chemistry Journal. – 2018. – V. 52. – № 6. – P. 506–509. DOI: 10.1007/s11094-018-1849-7.

21. Koshchienko, Yu.V. Synthesis and antimicrobial, antiprotozoal, and fungistatic activity of [5-(amino-, acylamino-, and 2-pyridylmethylamino)-1-alkylbenzimidazol-2-yl]diphenylmethanols / Yu.V. Koshchienko, Yu.D. Drobin, A.A. Zubenko, D.A. Timoshevskii, L.N. Fetisov, A.N. Bodryakov // Pharmaceutical Chemistry Journal. –2018. – V. 52. – № 8. – P. 711–715. DOI: 10.1007/s11094-018-1886-2.

22. Батаева, Д.С. Обзор методов определения промышленной стерильности стерилизованных мясных и мясорастительных консервов / Д.С. Батаева, В.Б. Крылова, А.А. Махова, Е.В. Зайко, М.А. Грудистова // Всё о мясе. – 2020. – № 4. – С. 46–49. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-4-46-49.

Bataeva, D.S. Obzor metodov opredeleniya promyshlennoy sterilʹnosti sterilizovannykh myasnykh i myasorastitelʹnykh konservov [Review of methods for determining the industrial sterility of sterilized meat and meat and vegetable canned food] / D.S. Bataeva, V.B. Krylova, A.A. Makhova, E.V. Zaiko, M.A. Grudistova // Vsyo o myase. – 2020. – № 4. – P. 46–49. DOI: 10.21323/2071-2499-2020-4-46-49.

23. Sibirtsev, V.S. Variation of spectral properties of actinocin derivatives due to equilibrium transformations / V.S. Sibirtsev, E.N. Glibin, S.D. Ivanov // Russian Journal of Organic Chemistry. – 2000. – V. 36. – № 12. – P. 1812–1818.

24. Sibirtsev, V.S. Fluorescent DNA probes: study of mechanisms of changes in spectral properties and features of practical application / V.S. Sibirtsev // Biochemistry. – 2007. – V. 72. – № 8. – P. 887–900. DOI: 10.1134/S0006297907080111.

25. Сибирцев, В.С. Новый метод биотестирования с применением современных импедансных технологий / В.С. Сибирцев, Л.В. Красникова, А.Г. Шлейкин, С.А. Строев, И.А. Наумов, Р.О. Олехнович, В.Ф. Терещенко, Э.М. Шабанова, Аль-Хатиб Мусса // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2015. – Т. 15. – № 2. – С. 275–284. DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-2-275-284.

Sibirtsev, V.S. Novyy metod biotestirovaniya s primeneniyem sovremennykh impedansnykh tekhnologiy [New biotesting method with the application of modern impedance technologies] / V.S. Sibirtsev, L.V. Krasnikova, A.G. Schleikin, S.A. Stroev, I.A. Naumov, R.O. Olekhnovich, V.F. Tereschenko, E.M.Shabanova, Al-Khatib Mussa // Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. – 2015. – V. 15. – № 2. – P. 275–284. DOI: 10.17586/2226-1494-2015-15-2-275-284.

26. Сибирцев, В.С. Сравнительное исследование антимикробных свойств растительных экстрактов / В.С. Сибирцев // Всё о Мясе. – 2020. – № 5S. – С. 321–324. DOI: 10.21323/2071–2499–2020–5S-321-324.

Sibirtsev, V.S. Sravnitelʹnoye issledovaniye antimikrobnykh svoystv rastitelʹnykh ekstraktov [A comparative study of antimicrobial properties of plant extracts] / V.S. Sibirtsev // Vsyo o myase. – 2020. – № 5S. – P. 321–324. DOI: 10.21323/2071–2499–2020–5S-321-324.

27. Korn, G. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. Definitions, Theorems and Formulas for Reference and Review / G. Korn, T. Korn / McGraw_Hill Book Company, 1968.

28. Johnson, K. Numerical Methods in Chemistry / K. Johnson, V. Jeffi. – New York: Cambridge University Press, 1983.

29. Sibirtsev, V.S. Analysis of benzo[a]pyrene deactivation mechanisms in rats / V.S. Sibirtsev // Biochemistry (Moscow). – 2006. – V. 71. – № 1. – P. 90–98. DOI: 10.1134/S0006297906010147.

Контакты:

Сибирцев Владимир Станиславович
vs1969r@mail.ru
Радин Михаил Александрович
chem_misha@mail.ru
Широкова Ирина Юрьевна
irina.shirokova@pharminnotech.com

Для цитирования:

Сибирцев, В.С. Методика оптико-электрохимического микробиологического тестирования в применении к сравнительной оценке свойств водных растительных экстрактов / В.С. Сибирцев, И.Ю. Широкова, М.А. Радин // Все о мясе. – 2022. – № 4. – С. 30-36. DOI: 10.2132

For citation:

Sibirtsev, V.S. Methods of optical-electrochemical microbiological testing as applied to the comparative evaluation of the properties of aqueous plant extracts / V.S. Sibirtsev, I.Yu. Shirokova, M.A. Radin // Vsyo o myase. – 2022. – № 4. – Р. 30-36. DOI: