ФЕНОЛЬНІ СПОЛУКИ CHLORELLA VULGARIS ЯК АНТИМІКРОБНІ АГЕНТИ
Ключові слова:
антимікробна активність, тест-культури мікроорганізмів, гідроксикоричні сполуки, флавоноїди, поліфенольні сполуки, Chlorella vulgarisАнотація
Серед первинних та вторинних метаболітів мікроводоростей виділяються сполуки, що є потенційними антимікробними речовинами: поліфеноли, каротиноїди, сапоніни, дубильні речовини, тощо. Цікавим є те, що ці БАР можуть бути як локалізовані у альгомасі, так і накопичуватися у культуральній рідині при вирощуванні водоростей.
У дослідженні використовували альгологічно чисту культуру Сh. vulgaris, що підтримується в колекції НН інституту біології, хімії та біоресурсів ЧНУ. Водорість вирощували на класичному середовищі Тамія, при температурі 24±2 °С протягом 14 діб. У культуральній рідині та спиртовому екстракті біомаси виявляли гідроксикоричні кислоти, флавоноїди та поліфенольні сполуки. Спиртовий екстракт Chlorella vulgaris на відміну від культуральної рідини мав більшу кількість поліфенолів, гідроксикоричних кислот, азуленів та різних класів флавоноїдів. Проведений спектральний аналіз спиртових екстрактів із біомаси водорості та культуральної рідини підтвердив присутність флавоноїдів, фенолкарбонових кислот та кумаринів.
Як тест-культури мікроорганізмів використовували: Bacillus subtilis та Sarcіna flava (Гр+), Microcystis pulverea (Гр-), Rhodotorula rubra (еукаріот). Однодобові тест-культури мікроорганізмів стандартизували за McFarland до 0,5. Дослідження антимікробної активності проводили методом дифузії в агар: 100 мкл тест-культури мікроорганізмів висівали газоном на тверде середовище МПА, у лунки вносили по 25 мкл культуральної рідини Сh. vulgaris. На третю добу оцінювали результат вирощування.
Відмічено, що чутливість тест-культур до культуральної рідини та екстракту біомаси Сh. vulgaris залежить від будови клітинної стінки мікроорганізмів. Так, більш чутливими є грампозитивні мікроорганізми та дріжджі. Для них діаметр зон затримки росту визначений у межах від 20 до 25 мм. Найчутливішими виявилися Sarcіna flava та Rhodotorula rubra.
В той же час грамнегативні мікроорганізми виявилися не чутливими до культуральної рідини та екстракту біомаси Сh. vulgaris, діаметр зони затримки росту не перевищував 5 мм. Виявлену антимікробну активність зелених водоростей Сh. vulgaris пов’язують із наявністю у складі біомаси поліфенольних сполук. Отже, культуральну рідину та біомасу Сh. vulgaris можна рекомендувати для використання в кормах як природного протигрибкового та антибактеріального компонента.
Посилання
Adhoni S.A., Thimmappa S.C., Kaliwal B.B. Phyto-chemical analysis and antimicrobial activity of Chorella vulgaris isolated from Unkal Lake. J. Coast. Life Med. 2016; 4(5): 368–373. doi: 10.12980/JCLM.4.2016J5-137.
Alshuniaber M. A., Krishnamoorthy R., AlQhtani W. H. Antimicrobial activity of polyphenolic com-pounds from Spirulina against food-borne bacterial pathogens. Saudi Journal of Biological Sciences. 2020; 200-206.
Andrade LM, Andrade CJ, Dias M, et al. Chlorella and spirulina microalgae as sources of functional foods, nutraceuticals, and food supplements; an overview. MOJ Food Process Technol. 2018;6(1):45‒58. doi: 10.15406/mojfpt.2018.06.00144
Andriopoulos V., Gkioni M.D., Koutra E., Mastropetros S.G., Lamari F.N., Hatziantoniou S., Kornaros M. Total Phenolic Content, Biomass Com-position, and Antioxidant Activity of Selected Ma-rine Microalgal Species with Potential as Aquaculture Feed. Antioxidants. 2022; 11: 1320-1341.
Arguelles E. Proximate analysis, antibacterial activi-ty, total phenolic content and antioxidant capacity of a green microalga Scenedesmus quadricauda (Turpin) Brébisson. Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Sciences. 2018; 20: 150-158.
Balouiri M., Sadiki M., Ibnsouda SK. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. J Pharm Anal. 2016; 6(2): 71-79. doi: 10.1016/j.jpha.2015.11.005.
Besednova N. N., Andryukov B. G., Zaporozhets T. S., et al. Algae Polyphenolic Compounds and Mod-ern Antibacterial Strategies: Current Achievements and Immediate Prospects. Biomedicines. 2020; 8(9): 342-361.
Bulut O., Akın D., Sönmez Ç., Öktem A., et al. Phe-nolic compounds, carotenoids, and antioxidant ca-pacities of a thermo-tolerant Scenedesmus sp. (Chlo-rophyta) extracted with different solvents. Journal of Applied Phycology. 2019; 33: 2703-2712.
Cichoński J.; Chrzanowski G. Microalgae as a Source of Valuable Phenolic Compounds and Carote-noids. Molecules. 2022; 27: 8852-8873.
Fernando I. P. S., Kim M., Son K.-T., et al. Antioxi-dant Activity of Marine Algal Polyphenolic Com-pounds: A Mechanistic Approach. Journal of Medic-inal Food. 2016; 19(7): 615–628.
Frazzini S., Scaglia E., Dell’Anno M., et al. Antioxi-dant and Antimicrobial Activity of Algal and Cya-nobacterial Extracts: An In Vitro Study. Antioxidants. 2022; 11: 992-1012.
Freile-Pelegrin Y., Robledo D. Bioactive phenolic compounds from algae. Bioactive Compounds from Marine Foods: Plant and Animal Sources. 2014; 113-129.
Goiris K., Muylaert K., Fraeye I., et al. Antioxidant potential of microalgae in relation to their phenolic and carotenoid content. Journal of Applied Phycol-ogy. 2012; 24(6): 1477–1486.
Goiris K., Muylaert K., Voorspoels S., et al. Detection of flavonoids in microalgae from different evolu-tionary lineages. Journal of Phycology. 2014; 50(3): 483–492.
Haoujar I., Cacciola F., Abrini J., et al. The Contribu-tion of Carotenoids, Phenolic Compounds, and Fla-vonoids to the Antioxidative Properties of Marine Microalgae Isolated from Mediterranean Morocco. Molecules. 2019; 24(22): 4037-4054.
Ibañez E., Cifuentes A. Benefits of using algae as natural sources of functional ingredients. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2013; 93(4): 703–709.
Pina-Pérez M. C., Rivas A., Martínez A., Rodrigo D. Antimicrobial potential of macro and microalgae against pathogenic and spoilage microorganisms in food. Food Chemistry. 2017; 235: 34–44.
Shaima AF., Mohd Yasin NH., Ibrahim N., et al. Unveiling antimicrobial activity of microal-gae Chlorella sorokiniana (UKM2), Chlorella sp. (UKM8) and Scenedesmus sp. (UKM9). Saudi J Biol Sci. 2022; 29(2): 1043-1052. doi: 10.1016/j.sjbs.2021.09.069.
Zakaria SM, Kamal SMM, Harun MR, et al. Subcrit-ical water technology for extraction of phenolic compounds from Chlorella sp. microalgae and as-sessment on its antioxidant activity. Molecules. 2017; 22(7): 1105(1-14).
Zakaria S. M., Mustapa Kamal S. M., Harun M. R., et al. Extraction of phenolic compounds from Chlo-rella sp. microalgae using pressurized hot water: ki-netics study. Biomass Conversion and Biorefinery. 2020; 11: 207-216.
Zielinski D., Fraczyk J., Debowski M., et al. Biological Activity of Hydrophilic Extract of Chlorella vulgar-is Grown on Post-Fermentation Leachate from a Biogas Plant Supplied with Stillage and Maize Silage. Molecules. 2020; 25 (8): 1790. doi:0.3390/molecules25081790.
