Химики получают новый материал для антибактериальных пищевых покрытий

Химики университета РУДН разработали простой и удобный способ получения производных природного полимера хитозана. Эти производные нетоксичны и обладают выраженной антибактериальной активностью на уровне современных антибиотиков. Эти вещества могут быть использованы при производстве антибактериальных защитных пленок для пищевых продуктов.

Консерванты широко используются в пищевой промышленности. Они необходимы для продления срока годности продуктов. С другой стороны, консерванты снижают качество продуктов питания. Некоторые из них могут вызывать аллергию (бензойная кислота) или быть токсичными (нитраты, нитриты). Синтетические воскообразные вещества, используемые для покрытия плодов, могут быть канцерогенными (бифенил запрещен в США и ЕС). Это объясняет важность поиска новых консервантов, которые являются эффективными и безопасными.

Хитозан - это природный полимер, полученный из хитина, основного компонента раковин насекомых и ракообразных. Он обладает антибактериальными свойствами и уже используется в пищевой промышленности для упаковки и покрытия продуктов защитной пленкой. Однако его активность намного уступает антибиотикам.

Для получения нетоксичных и высокоактивных производных хитозана химики Университета РУДН Андрей Криченков и Маргарита Курасова и их коллеги модифицировали хитозан органическими азидами, «зашивая» их в полимерную цепь. Азиды являются производными гидразойной кислоты (HN 3). Как органические, так и неорганические азиды токсичны, но их соединения с хитозаном не ядовиты. Антибактериальная активность полученных веществ, азидо-хитозана, была значительно выше, чем у хитозана.

Эксперимент показал, что образцы полимеров на основе хитозана обладали антибактериальной активностью на уровне антибиотиков. Исследователи сравнили этот параметр для азидо-хитозана с двумя наиболее распространенными антибиотиками - ампициллином и гентамицином.

Антибактериальную активность определяли по диффузии в агаровый (питательный) слой. Диск фильтровальной бумаги, пропитанный исследуемым веществом (или сравнительным антибиотиком), помещали на слой агара, засеянный бактериальной культурой. Вещество проникает в агар, убивая бактерии или замедляя их размножение. В результате вокруг диска образуется зона подавления роста, которая визуально отличается от остальной поверхности агара. Значение антибактериальной активности оценивается по диаметру образующихся зон. Токсичность определяли стандартным колориметрическим тестом.

Полученное производное хитозана - азидо-хитозан - предотвращало рост золотистого стафилококка в зоне диаметром 26 мм (показатель для ампициллина составлял 30 мм), а для Escherichia coli - 18 мм (в гентамицине - 22 мм).

То есть полимер обладает почти такой же антибактериальной активностью, что и антибиотики. Это чрезвычайно важно, поскольку использование антибиотиков в качестве компонентов антибактериальных пленок крайне недопустимо, поскольку приводит к появлению устойчивых штаммов бактерий. Соединения хитозана не имеют этого недостатка, пишет phys.org.