Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения композита пектиново-целлюлозной пленки на основе целлюлозы Gluconacetobacter sucrofermentas и пектина

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в медицине, фармацевтической и пищевой промышленности.

Известен способ получения антисептической пленки (Патент №2342955, МПК A61L 15/28, A61L 15/44, A61F 13/15, A23L 1/0524, опубл. 10.01.2009), включающий кислотный гидролиз свекловичного жома, очистку ионообменными смолами пектинового экстракта, осаждение этиловым спиртом, фильтрацию, прессование, сушку, измельчение, вторичные очистку пектина спиртом, сушку и измельчение, отличающийся тем, что после вторичного измельчения пектин растворяют в воде в соотношении соответственно 0,09÷0,1:1,0; затем коллоидный раствор толщиной 2,0÷2,5 мм наносят на фторопластовую поверхность, сушат и полученную для медицинских целей пектиновую пленку в герметичной упаковке стерилизуют методом ультрафиолетового излучения в течение не менее 15 мин.

Недостатком изобретения может служить низкие сорбционные свойства.

Наиболее близким аналогом является способ получения штамма Gluconacetobacter sucrofermentans Н - 110 (ВКПМ В-11267), продуцент бактериальной целлюлозы (Патент №2523606, МПК C12N 1/20, С12Р 19/04, C12R 1/01, опубл. 20.07.2014). Штамм культивируют в статических и динамических условиях на качалке при 250 об/мин и температуре 30°С в среде HS (Hestrin, Schramm, 1954) следующего состава, г/л: D-глюкоза -20,0; дрожжевой экстракт - 5,0; пептон - 5,0; Na₂PHO₄ - 2,7; лимонная кислота - 1,15. рН среды - 6,0. Режим стерилизации 121°С в течение 20 минут. Количество бактериальной целлюлозы, образующееся на пятые сутки культивирования на среде HS в статических условиях - 2,75 г/л, в динамических условиях - 3,1 г/л. На среде с мелассой образуется 2,5 г/л БЦ в статических условиях и 4,0 г/л БЦ в динамических условиях. На фильтрате нативной барды образуется 3,5 г/л БЦ в статических условиях и 6,8 г/л БЦ в динамических условиях.

Недостаток: обычная бактериальная целлюлоза не обладает антибактериальными свойствами.

Техническим результатом является появление слабого антибактериального эффекта и усиление сорбционных свойств пленки.

Технический результат достигается за счет того, что в способе получения композита пектиново-целлюлозной пленки, заключающемся в культивировании целлюлозы Gluconacetobacter sucrofermentas в статических и динамических условиях на качалке при 250 об/мин и температуре 30°С в среде HS (Hestrin, Schramm, 1954) следующего состава, г/л: D-глюкоза - 20,0; дрожжевой экстракт - 5,0; пептон - 5,0; Na₂PHO₄ - 2,7; лимонная кислота - 1,15, при рН среды - 6,0 и режиме стерилизации 121°С в течение 20 минут, в ее состав также включают пектин - 10, а само культивирование проводят в шейкере-инкубаторе в течение трех суток со скоростью перемешивания 150 об/мин при температуре 30°С, затем стационарно в течение семи суток при той же температуре, до появления поверхностной пленки бактериальной целлюлозы, после чего бактериальную целлюлозу отделяют от культуральной среды и периодически промывают 0,5%-водным раствором NaOH, затем дистиллированной водой и 0,5%-м раствором НС1 и вновь дистиллированной водой до нейтральной реакции, затем образцы помещают на ровную поверхность и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.

Пектиново-целлюлозная пленка имеет слабый отрицательный заряд за счет наличия в пектиновой молекуле свободных карбоксильных групп (Хотимченко, Ю.С., Кропотов, А.В., Хотимченко, М.Ю. Фармакологическое свойство пектинов // Эффективная терапия, 2001. - Т. 7, №4. - С. 22-36.), поэтому способна удерживать положительно заряженные молекулы. В экспериментах с бактериальными целлюлозными пленками и фильтровальной бумагой, вымоченных в мирамистине (катионное поверхностно-активное вещество, антисептический препарат), по отношению к росту Staphylococcus epidermis и Escherichia coli были получены следующие результаты, представленные на следующих схемах.

На фиг. 1 изображена схема влияния пектиново-целлюлозной пленки, вымоченной в мирамистине, на рост Е. coli (а) и S. epidermis (б) (ППМ - пектиново-целлюлозная пленка, заранее вымоченная в мирамистине, ПМ - целлюлозная пленка, заранее вымоченная в мирамистине, БМ - фильтровальная бумага, заранее вымоченная в мирамистине).

на фиг. 2 изображена схема влияния сухой пектиново-целлюлозной пленки, заранее вымоченной в мирамистине, и влажной пектиново-целлюлозной пленки, вымоченной в мирамистине, на рост S. epidermis (ППМвлаж - влажная пектиново-целлюлозная пленка, вымоченная в мирамистине, ППМсух - сухая пектиново-целлюлозная пленка, заранее вымоченная в мирамистине, БМвлаж - влажная фильтровальная бумага, вымоченная в мирамистине, БМсух - сухая фильтровальная бумага, заранее вымоченная в мирамистине).

Полученная пектиново-целлюлозная пленка приобретает слабые антибактериальные свойства по сравнению с обычной бактериальной целлюлозной пленкой без пектина. Из литературных данных известно о бактериостатических свойствах пектиновых соединений (Потиевский Э.Г., Дроздов В.Н. Антибактериальное действие пектина в эксперименте и клинике. Омск, 1997. - 96 с.). Результаты влияния стерильных бактериальных пленок и фильтровальной бумаги на рост Staphylococcus epidermis и Escherichia coli представлены в таблице 1.

Пектиново-целлюлозная пленка, заранее вымоченная в мирамистине и затем высушенная, имеет более сильное антибактериальное действие на рост Е. coli и S.epidermis, чем ее аналоги без пектина (фиг. 1).

Фильтровальная бумага, вымоченная в мирамистине, обладала такими же антибактериальными свойствами, как и пектиново-целлюлозная пленка, вымоченная в мирамистине. Это можно объяснить тем, что фильтровальная бумага обладает более сильными абсорбционными свойствами, чем целлюлозная пленка, имеющая гладкую текстуру. Необходимо отметить более высокие абсорбционные свойства пектиново-целлюлозной пленки по сравнению с обычной бактериальной целлюлозной пленкой.

После высушивания пектиново-целлюлозная пленка, заранее вымоченная в мирамистине, не потеряла свой антибактериальный эффект, который оказался на 10% выше, чем действие высушенной фильтровальной бумаги, предварительной вымоченной в мирамистине (фиг. 2). Это свидетельствует о большем удержании молекул мирамистина пектиново-целлюлозной пленки за счет ее отрицательного заряда.

Способ получения композита пектиново-целлюлозной пленки можно описать следующим образом. Штамм культивируют в статических и динамических условиях на качалке при 250 об/мин и температуре 30°С в среде HS (Hestrin, Schramm, 1954) следующего состава, г/л: D-глюкоза - 20,0; дрожжевой экстракт - 5,0; пептон - 5,0; Na₂РНO₄ - 2,7; лимонная кислота - 1,15; пектин - 10. рН среды - 6,0. Режим стерилизации 121°С в течение 20 минут. Культивирование проводят в шейкере-инкубаторе в течение трех суток со скоростью перемешивания 150 об/мин при температуре 30°С, затем стационарно в течение семи суток при той же температуре, до появления поверхностной пленки бактериальной целлюлозы. Бактериальную целлюлозу отделяют от культуральной среды и периодически промывают 0,5%-водным раствором NaOH, затем дистиллированной водой и 0,5%-м раствором HCl и вновь дистиллированной водой до нейтральной реакции. Затем образцы помещают на ровную поверхность и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.