Применение наночастиц (NP) для обеспечения безопасности пищевых продуктов все чаще изучается. Наночастицы серебра (Ag) являются неорганическими химическими веществами с антимикробными и биоактивными характеристиками и широко используются в пищевой промышленности. Однако мало что известно о том, как ведут себя эти NP при попадании в организм и подавляют ли они естественную микрофлору кишечника.
Целью этого исследования было изучение влияния Ag NP на кишечные бактерии, а именно Escherichia coli, Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium animalis.
В исследовании использовали различные методы, включая микроскопию, чтобы понять, как наночастицы серебра воздействуют на клетки бактерий.
.png)
Форма наночастиц серебра (НЧ Ag), наблюдаемая под ПЭМ, была равномерно сферической и они были хорошо дисперсными (с). Большинство измеренных НЧ Ag находились в диапазоне 30–50 нм в диаметре со средним размером 40,2 нм.
Влияние наночастиц серебра на рост бактерий: E. coli, L. acidophilus и B. Animals:
Слева - необработанные наночастицами серебра.
Справа - обработанные 4,6 mM наночастицами серебра.
Справа - обработанные 4,6 mM наночастицами серебра.
Бактерия L. Acidophilus
Бактерия B. animal. Белые стрелки указывают на кластеры наночастиц серебра .
Бактерия E. coli.
Анализ SEM-EDS для всех трех бактерий выявил , что на поверхностях клеток присутствует наночастицы серебра:
Серебряные наночастицы Ag NP при концентрациях 1,8, 2,7 и 4,6 замедляли рост бактерии (ингибирующий эффект ≤ 5%) E. coli в течение 9 часов. Увеличение концентрации Ag NP с 1,8 до 4,6 мМ более значительно подавляло рост E. coli на период до 10 часов, но различий в количестве не наблюдалось по сравнению с контрольными группами после 10 часов.
По сравнению с E.coli, Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium animalis были менее подвержены действию серебра. Концентрации наночастиц серебра до 1,8 мМ не оказывали значительного влияния на бактерии L. acidophilus u B. animalis, но при 2,7 и 4,6 мМ наблюдался заметный эффект на эти бактерии в течение 9 часов. Однако после 12 часов воздействия серебра на L. acidophilus и B. animalis значимых изменений не наблюдалось. В целом, после 9 часов воздействия Ag NP количество клеток уменьшалось менее чем на 5%.
Влияние НЧ Ag на рост E. coli ( а ), L. acidophilus ( б ) и B. животных ( в ) в течение 24 часов.
Необработанные наносеребром бактерии E. coli ( a , g ), L. acidophilus ( b , h ) и B. Animalis ( c , i ) и обработанные 4,6 мМ Ag NP E. coli ( j ), L. acidophilus ( k ) и B. Animalis ( l ). Зеленый цвет указывает на живые клетки, а красный — на мертвые клетки.
Для клеток, обработанных НЧ Ag в концентрации 4,6 мМ, наблюдалось множество красных флуоресцентных клеток, указывающих на мертвые клетки, особенно для образцов E. coli (j) по сравнению с необработанным контролем (g).
Наночастицы серебра оказывали значительный ингибирующий эффект ( p ≤ 0,05) на E. coli , но в меньшей степени на L. acidophilus и B. Animalis . Механизмы ингибирующего действия НЧ Ag на микроорганизмы известны частично. В некоторых исследованиях сообщалось, что положительный заряд иона Ag + имеет решающее значение для его антимикробной активности за счет электростатического притяжения между отрицательно заряженной клеточной мембраной микроорганизмов и положительно заряженными НЧ Ag. Однако в анаэробных условиях высвобождение ионов Ag + практически отсутствует , что указывает на то, что растворенный в воде кислород необходим для превращения НЧ Ag+ в ионы Ag +. Поскольку оба они являются факультативными анаэробами, L. acidophilus и B. Animalis инкубировали в анаэробных условиях. Следовательно, НЧ Ag не хватало кислорода для высвобождения ионов Ag + . Это может объяснить, почему эти две бактерии в меньшей степени ингибируются НЧ Ag по сравнению с E. coli. Без кислорода НЧ Ag не могут выделять ионы Ag + , которые могли бы повлиять на рост бактериальных клеток. Незначительное ингибирующее действие на рост L. acidophilus и B. Animalis может быть связано с воздействием кислорода на НЧ Ag во время подготовки и экспериментов, что привело к высвобождению минимального количества ионов Ag + .
Вывод:
В этом исследовании было определено противомикробное действие наночастиц серебра на три важные кишечные бактерии из-за потенциального воздействия этих наночастиц на кишечную флору. Согласно результатам, полученным в данном исследовании, можно сделать вывод, что наночастицы серебра небольших размеров оказывают также небольшое ингибирующее действие на три распространенные кишечные бактерии.
Подробнее о влиянии серебра на кишечные бактерии вы можете прочитать тут: www.mdpi.com
Концентрат наночастиц серебра для получения серебряной воды. Биологически активная добавка «AquaVitae». Не является лекарством.