Влияние концентрации и времени экспозиции цеолитного раствора на Staphyloccocus aureus

Для всего живого на нашей планете (микроорганизмы, растения, животные, человек) водородные ионы являются важнейшим показателем существования жизни на Земле. Данный показатель учитывается при получении безопасного и качественного сырья и продукции, здоровья животных и человека. Основа получения такой продукции отражена в стратегическом документе – Указе Президента Российской Федерации, направленном на независимость и безопасность государства [5].

Вызовы современности многообразны: изменение климата, уменьшение видового разнообразия, патогенные микроорганизмы и др. Важными являются и зоотехнические показатели, которые свидетельствуют как сельскохозяйственные животные контактируют с микроорганизмами. Для микроорганизмов также важны условия среды их обитания, и на них влияет показатель водородных ионов. Щелочная или кислая среда влияет на рост бактерий. Поэтому любое изменение водородного показателя может привести к неблагоприятным условиям для микроорганизмов, а затем повлиять и на макроорганизм, в частности, на сельскохозяйственных животных [1, 2]. Так, сапрофитные грибы, доминирующие в почвенных микробных сообществах, отсутствуют у природного цеолита, а концентрация водородных ионов колеблется в диапазоне 8,48-9,04 [3].

Исследователи приходят к мнению, что цеолиты подавляют рост некоторых микроорганизмов за счет образования мощного двойного электрического слоя вследствие гидрофобных взаимодействий на поверхности минерала [9]. Наряду с этим в научной литературе имеются данные о необычных свойствах цеолита [6, 7, 8, 9, 10, 11].

Для применеия в народном хозяйстве любой минерал должен быть безопасным. Предварительные экспериментальные исследования показывают, что в отличие от других фракций (0,04; 0,2-0,8, 08-2,5; 2,5-5 мм), фракция 0,2 мм активированного цеолита дает максимальное увеличение щелочности. Так, исследования концентрации и экспозиции по времени у данной фракции показатель водородных ионов рН>10, а у других фракций результат рН<10 [4]. Остался нерешенным вопрос, меняется ли данный показатель в течение времени и как он влияет на патогенную микробиоту, в частности на штамм Staphyloccocus aureus.

Цель исследования – изучить влияние концентации и времени экспозиции цеолитного раствона на Staphyloccocus aureus.

Материал и методы исследований. Использовали: фракцию активированного цеолита размером 0,2 мм; контейнер для биопроб 120 мл полимерный (ООО «Полимерные издедия»); прибор Ph-метр Hanna edge (компания «Hanna Insrtuments»); дистиллированную воду с рH

• 6,9; температура в ходе эксперимента не менялась и составляла 25°С; штамм, S.aureus NCTC8325 [13]; агар NB (VWR, США); фосфатный буферный раствор (PBS, VWR, США).

Штамм S.aureus высевали на питательный агар NB (VWR, США) с добавлением цеолитного раствора и инкубировали при 28 °C в течение 24-48 часов. В качестве контроля использовали агар (без водного раствора цеолита).

Результат исследований. На первом этапе проведены исследования фракции активированного цеолита 0,2 мм с внесением в дисцилированную воду в разных разведениях (Таблица 1).

Из данных таблицы видно, что рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм, в разведении 1:40 был 10. При следующем разведении 1:50 показатель водородных ионов снижался и был менее 10.

Следующим этапом стало определение влияния времени экспозиции на концентрацию водородных ионов в растворе цеолита. Для этого сделали разведения активированного цеолита 1:30, 1:40, 1:50 (Рисунок 1).

В контейнеры для биопроб внесли раствора цеолита, сделали замеры водородного показателя, герметично закрыли емкости крышками и спустя 10 суток повторно произвели замеры (Таблица 2).

Таблица 1 – рН суспензии цеолита, полученной из фракции активированного цеолита

Рисунок 1 – Разведения активированного цеолита 1:30, 1:40, 1:50

размером 0,2 мм, в различных разведениях

Разведения	рН цеолитной суспензии в зависимости от в			ремени
	30 сек	10 мин	15 мин	30 мин
1:10	10,25	10,27	10,27	10,3
1:20	10,09	10,10	10,11	10,11
1:30	10,05	10,08	10,10	10,10
1:40	10,03	10,05	10,07	10,08
1:50	9,85	9,90	9,90	9,89

Таблица 2 – рН суспензии цеолита, полученной из фракции активированного цеолита размером 0,2 мм

Разведение	Водородные ионы в суспензии цеолита
	раствора цеолита через 30 сек после приготовления	раствора цеолита спустя 10 сут
1:30	10,05	9,96
1:40	10,03	9,83
1:50	9,85	9,77

Из данных таблицы 2 видно, что рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм в разведении 1:30, 1:40 и 1:50 составляли

10,05, 10,03 и 9,85, соответсвенно. Однако спустя 10 суток после приготовления раствора цеолита показатель водородных ионов снизился 9,96, 9,83 и 9,77.

Исходя из того, что раствор цеолита в разведении 1:40 дает показатель водородных ионов >10, его использовали, внося в питательный агар NB. Рост культуры S.aureus NCTC8325 в контроле составил 4,2x102 КОЕ, а на питательном агаре NB с добавлением раствора цеолита – 2,8x102КОЕ. Таким образом, добаление раствора цеолита снижает рост S.aureus в 1,5 раза.

Заключение. По результатам проведенных исследований фрации активированного цеолита с завода ОАО «Цеолиты Поволжья» Республики Татарстан размером 0,2 мм установлено, что рН раствора цеолита в разведении 1:40 составляет 10. При этом данное значение сохраняется в течение 30 мин. При следующем разведении 1:50 показатель водородных ионов снижался и был менее 10. рН раствора цеолита из активированной фракции цеолита размером 0,2 мм в разведении 1:30, 1:40 и 1:50 составляли 10,05, 10,03 и 9,85, соответсвенно. Однако спустя 10 сут после приготовления раствора цеолита показатель водородных ионов снижался и составлял 9,96, 9,83 и 9,77. Добавление раствора цеолита 1:40 на питательный агар снижает рост S.aureus в 1,5 раза. что открывает перспективы применения полученного эффекта в практической ветеринарии. Исследования будут продолжены. Работа проведена в рамках ГЗ№ FMEG-2021-0003 регистрационный номер: 121021600147-1 и AAAA-A18-118031390148-1.

Chernov A.N., Afordoanyi D.M., Validov Sh.Z. Summary

According to the results of the conducted studies of the fraction of activated zeolite from the plant of JSC "Volga Region Zeolites" of the Republic of Tatarstan with a size of 0.2 mm, it was found that the pH of the zeolite solution in dilution 1:40 was 10. At the same time, this value is maintained for 30 minutes. At the next dilution of 1:50, the hydrogen ion index decreased and was less than 10. The pH of the zeolite solution from the activated zeolite fraction with a size of 0.2 mm in dilutions of 1:30, 1:40 and 1:50 were 10.05, 10.03 and 9.85, respectively. However, 10 days after the preparation of the zeolite solution, the hydrogen ion index decreased and amounted to 9.96, 9.83 and 9.77. The addition of a zeolite solution at a dilution of 1:40 to nutrient agar reduced the germination of S. Aureus culture by 1.5 times, which opens up prospects for application in practical veterinary medicine. The work was carried out within the framework of GZ No. FMEG-2021-0003 registration number: 121021600147-1 and AAAA-A18-118031390148-1. The research will continue.