Результат интеллектуальной деятельности: Биоцидная краска "Экопчелит" для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчёл с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом

Изобретение относится к отрасли пчеловодства, в частности к технологии получения лакокрасочных материалов, предназначенных для окраски внутренних стен пчелиного улья и/или разделительной доски в ульи с целью снижения микробной и грибной обсемененности в пчелинном улье, снижения уровня поражения пчел возбудителями варроатоза, аскосфероза, нозематоза, гнильцовых заболеваний расплода пчел и др.

Наибольший урон пчеловодству продолжают наносить инфекционные болезни пчел бактериальной, вирусной, грибной природы и инвазионные болезни, к которым относятся варроатоз, нозематоз, микроспоридоз, амебиоз, арахнозы и многие др. Для выполнения плановых и внеплановых работ по профилактике вышеуказанных болезней пчеловод, начиная с ранней весны и до глубокой осени, вынужден многократно грубо нарушать нормальный ритм жизнедеятельности пчелиной семьи, выполнять различные механические операции и оказывать разного рода химические воздействия на пчел дезинфектантами, акарицидами, антибиотиками, сулфаниламидными препаратами, разрешенными для применения в пчеловодстве. До настоящего времени непонятно до конца, насколько приносят пользу или вреда пчеловодству различные обработки пчелиной семьи многочисленными лечебно-профилактическими кормами, порошками, жидкостями, аэрозолями в ударных концентрациях для возбудителей инфекций и паразитарных организмов и насекомых.

В связи с этим весьма важно и актуально создать новое поколение универсальных лечебно-профилактических препаратов комбинированного действия на возбудителей инфекционных болезней и организмы, паразитирующие на пчелах, с пролонгированным эффектом действия от 3 месяцев до года, прежде всего, безопасных для пчел и пчелопродуктов.

Известен препарат «БИПИН-Т» для борьбы с варроатозом пчел (патент RU 2145476, МПК 51/00), включающий 2-изопропил-5 метилфенил (тимол) и амитраз.

Недостатком предложенного состава является отсутствие антимикробной активности в отношении бактериальных и грибковых возбудителей инфекций пчел, а также недостаточно высокая акарицидная активность в отношении возбудителей инвазионных болезней пчел. К недостаткам препарата «БИПИН-Т» относятся также наличие опасности загрязнения пчелопродуктов компонентами препарата при многократных его применениях для обработки пчелиной семьи.

Известна биоцидная краска «БИОКРАПАГ» (патент RU 2131897 C1 C09D 5/14), включающая биоцидную добавку, содержащую неорганическую или органическую соль полигексаметиленгуанидина, или основание полигексаметиленгуанидина, или смесь соли или основания полигексаметиленгуанидина с диметилалкилбензиламмоний хлоридом, и пленкообразующий компонент в виде лакокрасочного материала из льняного масла и олифы, или из водной дисперсии полимеров, или из жидкого стекла.

Недостатком предложенного состава является узкий спектр антимикробной активности биоцидной краски в отношении бактериальных и грибковых возбудителей инфекций пчел, и полное отсутствие акарицидного эффекта в отношении возбудителей инвазионных болезней пчел. К недостаткам биоцидной краски «БИОКРАПАГ» относятся также присутствие в пленкообразующем компоненте льняного масла и олифы, водной дисперперсии полимеров или жидкого стекла, вызывающих гибель пчел и загрязнение пчелопродуктов.

Наиболее близким по составу является «Биоцидная лакокрасочная композиция» (патент RU 2309172 C1 C09D 5/14), содержащая, пленкообразующее вещество в виде лакокрасочного материала, состоящее из природных или синтетических олигомеров или полимеров в органическом растворителе, или из хлорсодержащих полимеров, или из алкидного лака, или из льняного масла, или олифы, и биоцидной добавки, состоящей из гидрофобной органорастворимой соли полигексаметиленгуанидина или поли-(4,9-диоксадодекангуанидина), масс. %:

пленкообразующий компонент в виде лакокрасочного материала - 92,5-98,5;

биоцидная добавка - 1,5-7,0

К недостаткам технического решения-прототипа следует отнести то, что средство «Биоцидная лакокрасочная композиция» обладает довольно узким спектром антимикробной активности и не обладает акарицидной активностью в отношении возбудителей инвазионных болезней пчел, к которым относятся варроатоз, аскосфероз, нозематоз, микроспоридоз, амебиоз, арахнозы. К другим недостаткам прототипа следует отнести высокую токсичность лакокрасочного материала для жизнедеятельности пчел и пчелопродуктов.

Основными техническими условиями к созданию биоцидной краски для профилактики инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной, грибковой природы и инвазионных болезней пчел являются:

- наличие широкой антимикробной активности в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий, вирусов, грибов и простейших при небольших сроках воздействия;

- наличие акарицидной активности в отношении возбудителей инвазионных болезней пчел;

- наличие высокой стабильности биоцидной краски;

- отсутствие токсичности для пчел и пчелопродуктов;

- снижение многократных профилактических обработок пчел антибактериальными и акарицидными препаратами до 1-2 обработок пчелиной семьи в год;

Таким образом, биоцидная лакокрасочная композиция - прототип не соответствует техническим условиям и требованиям, предъявляемым к биоцидным краскам, предназначенным для профилактики инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной, грибковой природы и инвазионных болезней пчел.

Техническим результатом изобретения является создание биоцидной краски с оптимально низкими и эффективными концентрациями компонентов, обладающей высокой обеззараживающей и дезинвазионной активностью в отношении возбудителей инфекционных заболеваний бактериальной, вирусной, грибковой природы и инвазионных болезней пчел.

Технический результат достигается тем, что предложена биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчел с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом включающая пленкообразующее средство в виде лакокрасочного материала и биоцидную добавку, причем пленкообразующая основа лакокрасочного материала состоит из пчелиного воска в органическом растворителе гексане, а в качестве биоцидной добавки содержит антимикробное композиционное вещество ВПК-402 (поли-(диметил-диаллиламмоний)хлорид) и тимол при следующем содержании компонентов, масс. %:

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 96,7-97,3;

Тимол (2-изопропил-5 метилфенил) - 2,0±0,2;

Антимикробное композиционное вещество ВПК-402 (поли-(диметил-диаллиламмоний)хлорид) - 1,0±0,1;

Компоненты для биоцидной добавки подобраны экспериментально-опытным путем, а в качестве основы или подложки для равномерного распределения биоцидных веществ на внутренних поверхностях пчелиного улья используют пленкообразующее средство в виде лакокрасочного материала, изготовленного из пчелиного воска растворенного в органическом растворителе, пчелинный воск масс. %: - 1,0-1,5, гексан до 100%., биоцидная добавка представлена антимикробным композиционным веществом ВПК-402 (поли-(диметилдиаллиламмоний)хлорид) - 1,0±0,1 и тимолом - 2,0±0,2. Компоненты биодобавки разрешены для применения в нашей стране и за рубежом. Препарат имеет жидкую форму.

Биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» легко наносится кистью на гладкие и неровные поверхности внутренних стен и дно улья и/или разделительной доски улья, а после быстрого испарения гексана переходит в прочную пленку толщиной от 50 до 500 мкм. Затем в ульи запускают пчел.

Пленка биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» сохраняет антимикробную и акарицидную активность длительное время в ульях в течение 12 месяцев. Пчелы толерантно относятся к пленке биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» и не повреждают ее.

Предложенная биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» отличается от прототипа низкими и эффективными концентрациями антимикробных веществ. Биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» по сравнению с прототипом обладает дезинвазионными свойствами в отношении возбудителей варроатоза, аскосфероза, нозематоза, арахнозов.

Предложенная биоцидная краска также отличается от прототипа тем, что пленкообразующий состав, изготовлен из экологически безопасного природного пчелопродукта, не вызывающего беспокойство, отравление или гибель пчел.

Входящие биоцидные вещества в плотной структуре пленки биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» сохраняют свои антимикробные и акарицидные свойства в течение 12 месяцев.

Пример 1. Для определения антибактериального эффекта биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» использовали биоцидную краску следующего состава, масс. %:

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 96,7;

биоцидная добавка - 3,3 (тимол - 2,2; антимикробное вещество ВПК-402 - 1,1)

Для выполнения испытаний использовали грамотрицательные бактерии. Суточные культуры бактерий кишечной палочки Esherichia coli шт. К-12 и возбудителя сальмонеллеза Salmonella enteridis шт. 237, выращенные на мясо-пептонном агаре в течение 24 часов при температуре 37°С.

Для получения бактериальной взвеси культуру бактерий смывали стерильным физраствором (рН-6,2), затем полученную взвесь микробов фильтровали через стерильный ватно-марлевый фильтр и разводили до концентрации, соответствующей стандарту два миллиарда микробных тел в 1 мл.

На тест-поверхностях из неокрашенного дерева, имитирующие внутренние поверхности пчелиного улья (100×100 мм), кистью наносили биоцидную краску и подсушивали их до полного высыхания.

Тест-поверхности, покрытые биоцидной краской (опыт), и тест-поверхности, не покрытые краской (контроль), контаминировали тест-микроорганизмами в концентрации 2,0×10³ КОЕ/см². А затем каждую тест-поверхность помещали в отдельную стерильную чашку Петри и инкубировали при 37°С в течение 1,2 и 3 суток.

По истечении сроков инкубации с тест-поверхностей брали смывы для определения эффективности обеззараживания и высевали на чашках Петри с МПА и выдерживали при 37°С в течение 72 ч.

Было установлено, что при контакте живых бактерий с тонким слоем биоцидной краски большая часть бактерий инактивируется (таблица 1).

Представленные в таблице 1 результаты показывают, что предлагаемая биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» эффективно инактивирует грамотрицательные бактерии возбудителей кишечных инфекций контактным способом.

Пример 2. Для определения бактерицидного эффекта предлагаемой биоцидной краски использовали биоцидную краску «ЭКОПЧЕЛИТ» следующего состава масс. %:

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 97,3;

биоцидная добавка - 2,7 (тимол - 1,8; антимикробное вещество ВПК-402 - 0,9)

Жидкость биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчел с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом кистью наносили тонким слоем на тест-поверхности из неокрашенного дерева (100×100 мм) и высушивали на воздухе. Для выполнения испытаний использовали грамположительные бактерии золотистого стафилококка, выращенные на мясо-пептонном агаре в течение 24 часов при температуре 37°С.

Тест-поверхности, окрашенные биоцидной краской, и контрольные тест-поверхности, не окрашенные биоцидной краской, контаминировали тест-микроорганизмами в концентрации 2,0×10³ КОЕ/см². Тест-поверхности помещали в термостат при 37°С на 1,2 и 3 суток.

По истечении сроков инкубации с тест-поверхностей брали смывы для определения эффективности обеззараживания и высевали на чашках Петри с МПА и выдерживали при 37°С в течение 72 ч.

Было установлено, что при контакте живых бактерий St. aureusurr. 906 с тонким слоем биоцидной краски значительное количество жизнеспособных бактерий инактивируются (таблица 2).

Представленные в таблице 2 результаты показывают, что предлагаемая биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» инактивирует грамположительные бактерии.

Пример 3. Для определения фунгицидного эффекта предлагаемой биоцидной краски использовали биоцидную краску «ЭКОПЧЕЛИТ» следующего состава (масс. %):

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 97,0;

биоцидная добавка - 3,0 (тимол - 2,0; антимикробное вещество ВПК-402 - 1,0)

Жидкость биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» кистью наносили тонким слоем на тест-поверхности из неокрашенного дерева (100×100 мм) и высушивали на воздухе. Для выполнения испытаний использовали патогенные грибки возбудителей кандидозов (Candida albicans).

Рабочие культуры грибков выращивали на агаре Сабуро в течение 48 часов при температуре 27°С.

Тест-поверхности контаминировали тест-микроорганизмами в концентрации 2,0×10³ КОЕ/см², а затем инкубировали при 37°С в течение 1-3 суток.

Для определения эффективности обеззараживания с тест-поверхностей брали смывы и высевали на чашках Петри с агаром Сабуро и выдерживали при 24°С в течение 72 ч.

Было установлено, что при контакте живых грибков С. albicans с тонким слоем биоцидной краски значительная часть микробов инактивируется (таблица 3).

Представленные в таблице 3 результаты показывают, что предлагаемая биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» эффективно инактивирует патогенные грибки С. albicans контактным способом.

Пример 4. Для определения фунгицидного эффекта предлагаемой биоцидной краски использовали биоцидную краску «ЭКОПЧЕЛИТ» следующего состава, масс. %: пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 97,0;

биоцидная добавка - 3,0 (тимол - 2,0; антимикробное вещество ВПК-402 - 1,0)

Жидкость биоцидной краски кистью наносили тонким слоем на тест-поверхности из неокрашенного дерева (100×100 мм) и высушивали на воздухе. Для выполнения испытаний использовали плесневые грибки Aspergillus niger.

Рабочие культуры плесневых грибков выращивали на агаре Сабуро в течение 48 часов при температуре 27°С.

Тест-поверхности из неокрашенного дерева, имитирующие поверхности пчелиного улья, кистью покрывали тонким слоем биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ». Тест-поверхности контаминировали тест-микроорганизмами в концентрации 2,0×10³ КОЕ/см², а затем инкубировали при 37°С в течение 3 и 5 суток.

По истечении сроков инкубации с тест-поверхностей брали смывы для определения эффективности обеззараживания и высевали на чашках Петри с агаром Сабуро и выдерживали при 28°С в течение 72 ч.

Было установлено, что при контакте живых плесневых грибков Aspergillus niger с тонким слоем биоцидной краски все микробы инактивируются (таблица 4).

Представленные в таблице 4 результаты показывают, что предлагаемая биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» эффективно инактивирует плесневые грибки Asp.niger контактным способом.

Пример 5. На пасеке проводили опытно-полевые испытания с использованием предлагаемой биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом следующего состава, масс. %:

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 97,0;

биоцидная добавка - 3,0 (тимол - 2,0; антимикробное вещество ВПК-402 - 1,0)

Жидкость биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» кистью наносили тонким слоем на днище и стенки ульев. Сразу после обработки в опытные ульи были пересажены семьи пчел. Контролем служила семья пчел в улье, стенки и днище которого были обработаны одним из известных акарицидных препаратов («БИПИН-Т»). Первоначальная пораженность семей пчел клещом варроа составляла 7-8%.

За семьями осуществлялось наблюдение в течение года. Зимой проводился учет гибели пчел и клещей. По окончании зимовки делались смывы с поверхности стенок, дна, брусков, пустых ячеек сотов в целях определения микробной обсемененности в пчелином улье. Весной в одной из опытных семей отобрали соты с расплодом и подсчитали количество оставшихся клещей в печатном и открытом расплоде. Наблюдение за жизнедеятельностью пчел в опытных и контрольном ульях осуществлялось и в летний период.

Лабораторные исследования и опытно-полевые испытания биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчел с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом на пчелиные семьи позволили получить следующие результаты.

В ульях, обработанных биоцидной краской «ЭКОПЧЕЛИТ», отмечена хорошая выживаемость пчел во время зимовки. Гибель пчел составила: в опыте - 3513 особей, в контроле - 3820 особей. Гибель клещей варроа в этих семьях составила соответственно 358 и 34 особей. В ульях, обработанных биоцидной краской «ЭКОПЧЕЛИТ», не отмечался рост плесени в углах, на дне и на рамках.

Лабораторные микробиологические исследования указывают на очень низкую обсемененность микрофлорой: в 30 раз меньшую по сравнению с контролем. Таким образом, биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчел с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом не оказывает отрицательного влияния на зимовку семей пчел, обладает акарицидным действием на клещей варроа, снижает микробную обсемененность жилища пчел.

Было также установлено, что при вскрытии расплода в опытной семье в 24 ячейках печатного расплода было обнаружено 4 самки клеща варроа. Это были самки-основательницы, которые находились в расплоде на выходе, на сформировавшихся особях пчел. При этом не было обнаружено потомства этих самок. В расплоде после запечатывания самок-клещей варроа не обнаружено. Это указывает на то, что предлагаемая биоцидная краска обладает акарицидными свойствами оказывает губительные воздействие на самок варроа, отрицательно влияет на их репродуктивную функцию. Эффективность биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» для профилактики инфекционных и инвазионных болезней пчел с пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом в этом опыте после зимовки составила 85,5%.

Пример 6. В опытно-полевых испытаниях для определения акарицидного эффекта использовали предлагаемую биоцидную краску «ЭКОПЧЕЛИТ» следующего состава, масс. %:

пленкообразующий состав в виде лакокрасочного материала - 97,3;

биоцидная добавка - 2,7 (тимол - 1,8; антимикробное вещество ВПК-402 - 0,9)

Было установлено, что при посадке отводка пчел с сильной степенью пораженности аскоферозом и варроатозом в улей, обработанный предлагаемой биоцидной краской, происходит снижение контаминации личинок пчел аскоферозом и варроатозом. В опытном ульи, обработанном биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ», на пчелах было обнаружено 17 клещей варроа. Тогда как в контроле, в ульи обработанном известным акарицидным средством «БИОПИН-Т», осыпь составила 278 клещей варроа. Полученные результаты подтверждают выраженную акарицидную активность предлагаемой биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ».

Пример 7. Химико-аналитические исследования проб пчелопродуктов из пчельиных ульев, обработанных биоцидной краской «ЭКОПЧЕЛИТ», показали, что остаточные количества или следы компонентов препарата в пробах запечатанного и открытого меда не выявляются.

Таким образом, лабораторные и опытно-полевые испытания показали, что предлагаемая биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ» для окраски внутренних стен пчелиного улья и/или разделительной доски в ульи эффективно снижает микробную обсемененность в пчелинном улье, значительно снижает уровень пораженности пчел возбудителями варроатоза, аскосфероза, нозематоза. Было установлено, что биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ», нанесенная на внутренние стены пчелиного улья и/или разделительной доски в ульи, обладает пролонгированным антимикробным и акарицидным эффектом не менее 12 месяцев. Пчелы толерантно относятся к пленке биоцидной краски и не повреждают ее. Было установлено, что покраска внутренних стен пчелиного улья и/или разделительной доски в улье создает благоприятные условья для жизнедеятельности и зимовки пчел, из-за заметного снижения уровня микробной обсемененности жилища пчел, а также из-за наличия в структуре биоцидной пленки на стенах улья акарицидной и антинозематозной активности с пролонгированным эффектом, снижающий численность клещей варроа и личинок нозематоза до минимального уровня или до нуля. Было также установлено, что биоцидная краска «ЭКОПЧЕЛИТ», нанесенная на внутренние стены пчелиного улья и/или разделительной доски в ульи не загрязняет продукты пчеловодства (мед, перга, прополис, воск).

Использование биоцидной краски «ЭКОПЧЕЛИТ» для защиты пчелиного улья, пчелиных семьей и каждой отдельной пчелы от микробной контаминации (бактерии, вирусы, грибки, простейшие), от инвазионных болезней, к которым относятся варроатоз, аскосфероз, нозематоз, арахнозы и др. впервые позволит пчеловодам снизить число плановых и внеплановых работ по профилактике вышеуказанных болезней пчел до 1-2 обработок в год вместо многократных грубых вмешательств (от 5 и более раз за весенне-осенний период) в нормальный ритм жизнедеятельности пчелиной семьи, сопровождающихся различными грубыми механическими операциями и разными химическими воздействиями на пчел дезинфектантами, акарицидами, антибиотиками, сулфаниламидными препаратами, веема опасными для пчел и пчелопродуктов.