Характеристика и использование синтезированного антимикробного пептида в составе биоразлагаемой пищевой пленки

DOI:

10.5922/gikbfu-2023-4-7

Ключевые слова

синтезированные пептиды молекулярная масса аминокислотная последовательность противомикробное действие биоразлагаемые пищевые пленки

Аннотация

Одним из направлений в создании упаковки для пищевых продуктов является использование биоразлагамых безопасных материалов и антимикробных веществ. К перспективным рецептурным ингредиентам для биоразлагаемых пленок относятся биопептиды с антимикробными свойствами. Целью исследований стала разработка биоразлагаемой пищевой пленки с использованием синтезированного антимикробного пептида. Объектами послужили пептид, тест-штаммы C. albicans, Escherichia coli и Bacillus subtilis. Подтверждение чистоты и первичной структуры пептида проводили с помощью масс-спектрометрии. Антимикробную активность пептида изучали диско-диффузионным методом на грамположительных и грамотрицательных бактериях. Степень биоразложения пленки определяли через 1, 3 и 6 месяцев путем воздействия микроорганизмов. Проведен синтез пептида ACSAG. Полученный пептид по количественному и качественному составу аминокислот, последовательности, молекулярной массе соответствует известному антимикробному пептиду. Установлено, что синтезированный пептид обладает антимикробной активностью к E. coli ATCC 25922 и B. subtilis. Разработан состав для биоразлагаемой пленки, включающий агар-агар, глицерин, антимикробный пептид и дистиллированную воду. Доказано, что введение пептида в состав пленки снижает ее биоразлагаемость.

1. Hernández-García E., Vargas M., González-Martínez C., Chiralt A. Biodegradable Antimicrobial Films for Food Packaging: Effect of Antimicrobials on Degradation // Foods. 2021. № 10 (6). Art. № 1256. doi: https://doi.org/10.3390/foods10061256.

2. Asociación Española de Basuras Marinas (AEBAM). ¿Qué Son Las Basuras Marinas? 2020. URL: https://aebam.org/basuras-marinas/ (дата обращения: 14.11.2020).

3. Labeaga A. Polímeros Biodegradables. Importancia y potenciales Aplicaciones : Master’s Thesis / Universidad Nacional de Educación a Distancia. Madrid, 2018.

4. Ross G., Ross S., Tighe B. Bioplastics: New Routes, New Products. Amsterdam, 2017.

5. Gupta P., Toksha B., Rahaman M. Review on Biodegradable Packaging Films from Vegetative and Food Waste // Chem. Rec. 2022. № 22 (7). Art. № e202100326. doi: https://doi.org/10.1002/tcr.202100326.

6. Valencia-Sullca C., Vargas M., Atarés L. Thermoplastic cassava starch-chitosan bilayer films containing essential oils // Food Hydrocoll. 2018. № 75 Р. 107—115. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.09.008.

7. Syafiq R., Sapuan S., Zuhri M. Antimicrobial activity, physical, mechanical and barrier properties of sugar palm based nanocellulose/starch biocomposite films incorporated with cinnamon essential oil // J. Mater. Res. Technol. 2021. № 11. Р. 144—157. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.12.091.

8. Shapi’i R., Othman S., Nordin N., Kadir Basha R. Antimicrobial properties of starch films incorporated with chitosan nanoparticles: In vitro and in vivo evaluation // Carbohydr. Polym. 2020. № 230. Art. № 115602. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol. 2019.115602.

9. Liu Y., Deng Y., Chen P., Duan M. Biodegradation analysis of polyvinyl alcohol during the compost burial course // J. Basic Microbiol. 2019. № 59. Р. 368—374. doi: https://doi.org/10.1002/jobm.201800468.

10. Serna C., Rodríguez S., Albán A. Ácido Poliláctico (PLA): Propiedades y Aplicaciones // Ing. Compet. 2011. № 5. Art. № 16.

11. Rivera-Briso A., Serrano-Aroca A. Poly(3-Hydroxybutyrate-co-3-Hydroxyvalerate): Enhancement strategies for advanced applications // Polymers. 2018. № 10. Art. № 732. doi: https://doi.org/10.3390/polym10070732.

12. Castro-Mayorga J., Martínez-Abad A. Stabilization of antimicrobial silver nanoparticles by a polyhydroxyalkanoate obtained from mixed bacterial culture //Int. J. Biol. Macromol. 2014. № 71. Р. 103—110. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac. 2014.06.059.

13. Correa J., Molina V., Sanchez M., Kainz C. Improving ham shelf life with a polyhydroxybutyrate/polycaprolactone biodegradable film activated with nisin // Food Packag. Shelf Life. 2017. № 11. Р. 31—39. doi: https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2016. 11.004.

14. Liu Y., Sun Z., Wang C. Purification of a novel antibacterial short peptide in earthworm // Eisenia foetida. 2004. № 36 (4). Р. 297—302. doi: 10.1093/abbs/36.4.297.

15. Тихонов С. Л., Чернуха И. М. Полипептид молозива коров — перспективный функциональный ингредиент специализированной пищевой продукции для профилактики вирусных инфекций // Ползуновский вестник. 2023. № 1. С. 114—122. doi: https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.014.

16. Gonçalves S., Strauss M., Martinez D. The Positive Fate of Biochar Addition to Soil in the Degradation of PHBV-Silver Nanoparticle Composites // Environ. Sci. Technol. 2018. № 52. Р. 13845—13853. doi: https://doi.org/10.1021/acs.est.8b01524.

17. Pavoni J., Luchese C., Tessaro I. Impact of acid type for chitosan dissolution on the characteristics and biodegradability of cornstarch/chitosan based films // Int. J. Biol. Macromol. 2019. № 138. Р. 693—703. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.07.089.