Оценка антимикробного воздействия нетермальной СВЧ-плазмы в модельном эксперименте

Актуальность. Плазменная обработка готовых к употреблению продуктов питания может быть применена для увеличения срока хранения и безопасности пищевых продуктов. На начальном этапе представляется важным провести оценку бактерицидного действия нетермальной (неравновесной) плазмы на природную ассоциацию бактерий, выделенную из продуктов питания.

Методы. Применялся источник аргоновой нетермальной плазмы при атмосферном давлении на основе микроволнового (стримерного) разряда. Обрабатывали культуру Lactobacillus с грецкого ореха в естественной ассоциации и вегетативной форме. Посев — на чашки Петри с агаром Эндо. Время экспозиции — 60 с, 180 с и 360 с. Расстояние от сопла источника плазменной струи до поверхности агара — 30 мм. Определяли диаметр зоны ингибирования роста Lactobacillus на плотной питательной среде.

Результаты. Зафиксированы округлые области прозрачного агара Эндо — зоны инактивации роста колониеобразующих единиц в сплошном газоне культуры Lactobacillus после воздействия аргоновой плазменной струей. После подсчета колониеобразующих единиц обнаружено снижение количества выросших колоний Lactobacillus после 360-секундной экспозиции. При 60-секундной экспозиции достоверного снижения количества выросших колониеобразующих единиц не наблюдали. Бактерицидный эффект заметен уже после 180-секундного воздействия плазменной струи. С увеличением времени экспозиции до 360 с увеличивалась площадь стерилизации на поверхности агара в чашке Петри. Максимальный диаметр зоны инактивации роста Lactobacillus не превышал диаметра сопла источника плазменной струи (36 мм). Под воздействием плазмы происходило изменение цвета агара Эндо в зоне прямого воздействия плазменной струи.

1. Смирнова Н.А. Управление качеством и безопасностью пищевых продуктов при реализации основных положений ТР ТС 021/2011. Вестник алтайской науки. 2015; (3–4): 67–72. https://elibrary.ru/vkdmcv

2. Алексахин Р.М., Санжарова Н.И., Козьмин Г.В., Павлов А.Н., Гераськин С.А. Перспективы использования радиационных технологий в агропромышленном комплексе Российской Федерации. Вестник РАЕН. 2014; 14(1): 78–85. https://elibrary.ru/siflod

3. Саруханов В.Я., Кобялко В.О., Полякова И.В. Радиационные технологии как способ обеспечения микробиологической безопасности пищевой продукции для потребителей с иммунодефицитами. Ветеринарный врач. 2020; (5): 65–76. https://elibrary.ru/xfpfvg

4. Гомбоева С.В., Бадмаева И.И., Балданов Б.Б., Ранжуров Ц.В., Николаев Э.О. Воздействия низкотемпературной плазмы на продукты растительного происхождения. Техника и технология пищевых производств. 2017; 46(3): 129–134. https://doi.org/10.21179/2074-9414-2017-3-129-134

5. Бадмаева И.И., Гомбоева С.В. Увеличение сроков хранения полуфабрикатов животного происхождения путем воздействия низкотемпературной плазмой. Хранение и переработка сельхозсырья. 2018; (4): 68–74. https://doi.org/10.36107/spfp.2018.43

6. Балданов Б.Б., Семенов А.П., Ранжуров Ц.В. Источник объемной плазменной струи на основе слаботочного нестационарного разряда. Известия Российской академии наук. Серия: физическая. 2019; 83(11): 1544–1547. https://doi.org/10.1134/S0367676519110061

7. Шулутко А.М., Османов Э.Г., Чантурия М.О., Мачарадзе А.Д. Плазменные потоки в хирургической практике. Российский медицинский журнал. 2018; 24(2): 93–98. https://doi.org/10.18821/0869-2106-2018-24-2-93-98

8. Маевский Е.И. и др. Установление технических характеристик и выбор режимов работы генератора низкотемпературной аргоновой плазмы (НТАП). Разработка программ микробиологических и биомедицинских испытаний, экспериментальных моделей для оценки санирующего и ранозаживляющего воздействия НТАП. Medline.ru. Российский биомедицинский журнал. 2009; 10: 198–409. https://elibrary.ru/qajdht

9. Балданов Б.Б., Ранжуров Ц.В., Норбоев Ч.Н., Гомбоева С.В., Абидуева Л.Р. Инактивация микроорганизмов в холодной аргоновой плазме атмосферного давления. Вестник ВСГУТУ. 2015; 55(4): 56–60. https://elibrary.ru/uihtbt

10. Короткий В.Н. Низкотемпературная атмосферная плазма в дерматологии. Клиническая дерматология и венерология. 2017; 16(5): 4–11. https://doi.org/10.17116/klinderma20171654-10

11. Балданов Б.Б., Семенов А.П., Ранжуров Ц.В., Николаев Э.О., Гомбоева С.В. Воздействие плазменных струй слаботочного искрового разряда на микроорганизмы (на примере Escherichia coli). Журнал технической физики. 2015; 85(11): 156–158. https://elibrary.ru/ujmqur

12. Семенов А.П. и др. Инактивация микроорганизмов в холодной аргоновой плазме атмосферного давления. Успехи прикладной физики. 2014; 2(3): 229–233. https://elibrary.ru/shrdqd

13. Семенов А.П. и др. Воздействие низкотемпературной аргоновой плазмы слаботочных высоковольтных разрядов на микроорганизмы. Прикладная физика. 2014; (3): 47–50. https://elibrary.ru/snwtqb

14. Соловьева И.В., Точилина А.Г., Белова И.В., Новикова Н.А., Иванова Т.П. Биологические свойства лактобацилл. Перспективы использования в лабораториях Роспотребнадзора экспрессметодов амплификации нуклеиновых кислот (МАНК) при контроле качества пищевых продуктов, БАД к пище, лекарственных форм, содержащих лактобациллы. Журнал МедиАль. 2014; (2): 29–44. https://elibrary.ru/sgxchn

15. Бабич О.О., Просеков А.Ю., Сухих С.А., Милентьева И.С. Идентификация молочнокислых бактерий на поверхности плодов и овощей. Вопросы науки. 2015; (1): 22–32. https://elibrary.ru/thnkvj

16. Савкина О.А., Локачук М.Н., Павловская Е.Н. Исследование микробной контаминации мюслей и сырья. Пищевая индустрия. 2020; (1): 48–50. https://doi.org/10.24411/9999-008A-2020-10003

17. Darby T.M., Jones R.M. Beneficial influences of Lactobacillus plantarum on human health and disease. Floch M.H., Ringel Y., Walker W.A. (eds.) The Microbiota in Gastrointestinal Pathophysiology. Academic Press. 2017; 109–117. ISBN 978-0-12-804024-9 https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804024-9.00010-0

18. Никифорова А.П., Хазагаева С.Н., Артюхова С.И. Исследование биохимической активности штамма Lactobacillus sakei LSK-104. Вестник ВСГУТУ. 2019; (4): 62–68. https://elibrary.ru/arivmh

19. Антипов С.Н., Саргсян М.А., Юсупов Д.И., Гаджиев М.Х. Эмиссионные спектры аргонового электродного СВЧ-разряда атмосферного давления и холодной плазменной струи на его основе. Вестник Дагестанского государственного университета. 2020; 35(1): 71–77. https://doi.org/10.21779/2542-0321-2020-35-1-71-77

20. Tikhonov V.N., Aleshin S.N., Ivanov I.A., Tikhonov A.V. The lowcost microwave plasma sources for science and industry applications. Journal of Physics: Conference Series. 2017; 927: 012067. https://doi.org/10.1088/1742-6596/927/1/012067

21. Полякова И.В., Кобялко В.О., Саруханов В.Я., Фролова Н.А., Губина О.А., Лауринавичюс К.С. Влияние ионизирующего излучения на количество и видовой состав микроорганизмов в матрице пищевых продуктов животного происхождения. Актуальные вопросы сельскохозяйственной радиобиологии. Обнинск: ВНИИРАЭ. 2019; 2: 135–144. https://elibrary.ru/xaaasw