Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Углич, Россия
Россия
Институт синтетических полимерных материалов им. Н. С. Ениколопова РАН
Россия
Россия
Плесневые грибы широко распространены на предприятиях молочной промышленности. Они способны вызывать порчу продукции, ухудшение ее органолептических свойств, а также создавать риски, связанные с образованием микотоксинов. Среди перспективных направлений повышения эффективности санитарной обработки оборудования и продления сроков годности продуктов выделяется создание несмываемых антимикробных покрытий. В связи с этим исследована фунгицидная активность полимерных композиций на основе полиэтиленимина (ПЭИ) и полиакриловой кислоты (ПАК), модифицированных серебром, в отношении 7 штаммов плесневых грибов (Penicillium gladioli, Penicillium verrucosum, Penicillium rugulosum, Penicillium polonicum, Cladosporium pseudochalastosporoides, Botrytis cinerea, Aspergillus wentii), выделенных на объектах молокоперерабатывающих предприятий. Фунгицидную активность оценивали по наличию или отсутствию роста на плотной и в жидкой среде Сабуро при экспозициях от 5 мин до 96 ч. Фунгицидная активность базовых интерполиэлектролитных комплексов ПЭИ/ПАК зависела от их состава: чистый ПЭИ подавлял рост шести штаммов, комплекс 3ПЭИ/1ПАК – двух, а 1ПЭИ/3ПАК был неактивен. Введение серебра усилило фунгицидное действие: добавление ионов серебра (Ag⁺) к комплексу 3ПЭИ/1ПАК расширило спектр подавляемых штаммов с двух до семи, обеспечив универсальную активность через 5 мин. Модификация наночастицами серебра (Ag НЧ) повысила число чувствительных штаммов для исходно неактивного комплекса 1ПЭИ/3ПАК с нуля до шести, а для комплекса 3ПЭИ/1ПАК позволила сохранить полную активность в течение 96 ч, тогда как немодифицированный комплекс 3ПЭИ/1ПАК активность утрачивал уже через 24 ч. Таким образом, использование серебра позволило увеличить количество подавляемых видов плесневых грибов в 3,5–7 раз по сравнению с немодифицированными комплексами. Полученные результаты продемонстрировали перспективность разработанных материалов для создания фунгицидных покрытий в пищевой промышленности.
плесневые грибы, полимеры, фунгицидная активность, порча продуктов
1. Crippa, M. Food systems are responsible for a third of global anthropogenic GHG emissions / M. Crippa [et al.] // Nature Food. 2021. Vol. 2(3). P. 198–209. https://doi.org/10.1038/s43016-021-00225-9
2. Pitt, J. I. Fungi and Food Spoilage / J. I. Pitt, A. D. Hocking. – Springer, 2009. – 519 p. https://doi.org/10.1007/978-0-387-92207-2
3. Sanzani, S. M. Mycotoxins in harvested fruits and vegetables: Insights in producing fungi, biological role, conducive conditions, and tools to manage postharvest contamination / S. M. Sanzani, M. Reverberi, R. Geisen // Postharvest Biology and Technology. 2016. V. 122. P. 95–105. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2016.07.003
4. Wigmann, E. F. Detection and identification of Penicillium spp. in a frozen chicken nuggets production facility / E. F. Wigmann [et al.] / Food Microbiology. 2018. Vol. 70. P. 42–48. https://doi.org/10.1016/j.fm.2017.09.002
5. Parussolo, G. Fungi in air, raw materials and surface of dry fermented sausage produced in Brazil / G. Parussolo [et al.] / LWT. 2019. Vol. 108. P. 190–198. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.03.073
6. Dos Santos, J. L. P. Incidence, populations and diversity of fungi from raw materials, final products and air of processing environment of multigrain whole meal bread / J. L. P. Dos Santos [et al.] / Food Research International. 2016. Vol. 87. P. 103–108. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.07.002
7. Bernardi, A. O. Efficacy of commercial sanitizers against fungi of concern in the food industry / A.O. Bernardi [et al.] / LWT. 2018. Vol. 97. P. 25–30. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.06.037
8. Bernardi, A. O. Sensitivity of food spoilage fungi to a smoke generator sanitizer / A. O. Bernardi [et al.] / International Journal of Food Microbiology. 2019. V. 289. P. 72–76. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2018.09.004
9. Seidler, M. J. Aspergillus fumigatus forms biofilms with reduced antifungal drug susceptibility on bronchial epithelial cells / M. J. Seidler, S. Salvenmoser, F. M. C. Müller / Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2008. V. 52(11). P. 4130–4136. https://doi.org/10.1128/aac.00234-08
10. Harding, M. W. Can filamentous fungi form biofilms? / M. W. Harding [et al.] / Trends in Microbiology. 2009. Vol. 17(11). P. 475–480. https://doi.org/10.1016/j.tim.2009.08.007
11. Bojsen, R. Saccharomyces cerevisiae biofilm tolerance towards systemic antifungals depends on growth phase / R. Bojsen, B. Regenberg, A. Folkesson / BMC Microbiology. 2014. Vol. 14(1). Art. no. 305. https://doi.org/10.1186/s12866-014-0305-4
12. Irianto, V. S. Spatial structure of yeast biofilms and the role of cell adhesion across different media / V. S. Irianto [et al.] / Biofilm. 2025. Vol. 10. Art. no. 100306. https://doi.org/10.1016/j.bioflm.2025.100306
13. Muñoz-Bonilla, A. Polymeric materials with antimicrobial activity / A. Muñoz-Bonilla, M. Fernández-García // Progress in Polymer Science. 2012. Vol. 37(2). P. 281–339. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.08.005
14. Santos, M. R. Recent developments in antimicrobial polymers: A review / M. R. Santos [et al.] / Materials. 2016. Vol. 9(7). Art. no. 599. https://doi.org/10.3390/ma9070599
15. Luo, H. Polymeric antibacterial materials: Design, platforms and applications / H. Luo [et al.] // Journal of Materials Chemistry B. 2021. Vol. 9(12). P. 2802–2815. https://doi.org/10.1039/d1tb00109d
16. Kiselev, E. G. Fungicide film coating—A new approach to potato tubers health / E. G. Kiselev, S. V. Prudnikova, T. G. Volova // Journal of Polymer Environment. 2025. Vol. 33. P. 177–196. https://doi.org/10.1007/s10924-024-03417-z
17. Cheng, Z. From design to application: Amphiphilic copolymers as antimicrobial materials / Z. Cheng, P. Raffa // Materials Advances. 2025. Vol. 6(15). P. 4939–4968. https://doi.org/10.1039/D5MA00335K
18. Il’ina, V. Photo-reactive acrylic-alkyd composition with biocide additive for wood protection coating development / V. Il’ina [et al.] // Architecture and Engineering. 2024. Vol. 9. P. 53–62. https://doi.org/10.23968/2500-0055-2024-9-3-53-62
19. Alkarri, S. On antimicrobial polymers: Development, mechanism of action, international testing procedures, and applications / S. Alkarri, H. B. Saad, M. Soliman // Polymers. 2024. Vol. 16(6). Art. no. 771. https://doi.org/10.3390/polym16060771
20. Ntow-Boahene, W. Antifungal polymeric materials and nanocomposites / W. Ntow-Boahene, D. Cook, L. Good // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021. Vol. 9. Art. no. 780328. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.780328
21. Мисин, В. М. Биоцидные полимерные рецептуры и покрытия / В. М. Мисин [и др.] // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2021. Т. 63, № 5. С. 295–306. https://doi.org/10.31857/S2308113921050077; https://elibrary.ru/oxmoul
22. Turner, R. J. Metal-based antimicrobial strategies / R. J. Turner // Microbial Biotechnology. 2017. Vol. 10(5). P. 1062–1065. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12785
23. Klimov, D. I. Radiation-induced preparation of metal nanostructures in coatings of interpolyelectrolyte complexes / D. I. Klimov [et al.] // Radiation Physics and Chemistry. 2019. Vol. 162. P. 23–30. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.04.027
24. Klimov, D. I. Preparation of antimicrobial agents: From interpolyelectrolyte complexes to silver-containing metal–polymer complexes and nanocomposites / D. I. Klimov [et al.] // Polymers. 2024. Vol. 16(19). Art. no. 2842. https://doi.org/10.3390/polym16192842
25. Ni, Z. Synthesis of poly(acrylic acid)-modified silver nanoparticles and their antimicrobial activities / Z. Ni [et al.] // Materials Science and Engineering: C. 2014. Vol. 41. P. 249–254. https://doi.org/10.1016/j.msec.2014.04.059
26. Helander, I. M. Polyethyleneimine is an effective permeabilizer of gram-negative bacteria / I. M. Helander [et al.] // Microbiology. 1997. Vol. 143. P. 3193–3199. https://doi.org/10.1099/00221287-143-10-3193
27. Mkrtchyan, K. V. Preparation of biocidal nanocomposites in X-ray irradiated interpolyelectrolyte complexes of polyacrylic acid and polyethylenimine with Ag-ions / K. V. Mkrtchyan [et al.] // Polymers. 2022. Vol. 14(20). Art. no. 4417. https://doi.org/10.3390/polym14204417
28. Gibney, K. A. Poly(ethylene imine)s as antimicrobial agents with selective activity / K. A. Gibney [et al.] // Macromolecular Bioscience. 2012. Vol. 12(9). P. 1279–1289. https://doi.org/10.1002/mabi.201200052
29. Xie, N. Synthesis and antibacterial effects of silver nanoparticles (AgNPs) against multi-drug-resistant bacteria / N. Xie // Bio-Medical Materials and Engineering. 2024. Vol. 35(5). P. 451–463. https://doi.org/10.3233/BME-240034
30. Chalal, S. Preparation of poly(acrylic acid)/silver nanocomposite by simultaneous polymerization–reduction approach for antimicrobial application / S. Chalal [et al.] // Journal of Polymer Research. 2012. Vol. 19. Art. no. 24. https://doi.org/10.1007/s10965-012-0024-1
31. Mofidfar, M. Antimicrobial activity of silver-containing crosslinked poly(acrylic acid) fibers / M. Mofidfar [et al.] // Micromachines. 2019. Vol. 10(12). Art. no. 829. https://doi.org/10.3390/mi10120829
32. Jara, N. Photochemical synthesis of gold and silver nanoparticles—A review / N. Jara [et al.] // Molecules. 2021. Vol. 26. Art. no. 4585. https://doi.org/10.3390/molecules26154585
33. Singh, R. N. Penicillium rots of gladiolus in India / R. N. Singh // Plant and Soil. 1970. Vol. 33. P. 249–250. https://doi.org/10.1007/BF01378215
34. Elekhnawy, E. Multifunctional bioactivity of eco-friendly Penicillium gladioli extract against Toxoplasma gondii and Pseudomonas aeruginosa / E. Elekhnawy [et al.] // Scientific Reports. 2025. Vol. 15. Art. no. 42297. https://doi.org/10.1038/s41598-025-23921-z
35. Usman, M. Synergistic partnerships of endophytic fungi for bioactive compound production and biotic stress management in medicinal plants / M. Usman [et al.] // Plant Stress. 2024. Vol. 14. Art. no. 100425. https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100425
36. Holmberg, T. Penicillium verrucosum in feed of ochratoxin A positive swine herds / T. Holmberg [et al.] // Mycopathologia. 1991. Vol. 116(3). P. 169–176. https://doi.org/10.1007/BF00436832
37. Narikawa, T. A β-rutinosidase from Penicillium rugulosum IFO 7242 that is a peculiar flavonoid glycosidase / T. Narikawa, H. Shinoyama, T. Fujii // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2000. Vol. 64(6). P. 1317–1319. https://doi.org/10.1271/bbb.64.1317
38. Tabata, S. Investigation of ochratoxin A, B and citrinin contamination in various commercial foods / S. Tabata [et al.] // Journal of the Food Hygienic Society of Japan (Shokuhin Eiseigaku Zasshi). 2008. Vol. 49(2). P. 111–115. https://doi.org/10.3358/shokueishi.49.111
39. Torres, D. E. Cladosporium cladosporioides and Cladosporium pseudocladosporioides as potential new fungal antagonists of Puccinia horiana / D. E. Torres [et al.] // PLoS ONE. 2017. Vol. 12(1). Art. no. e0170782. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0170782
40. González-Domínguez, E. A mechanistic model of Botrytis cinerea on grapevines that includes weather, vine growth stage, and infection pathways / E. González-Domínguez [et al.] // PLoS ONE. 2015. Vol. 10(10). Art. no. e0140444. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0140444
41. Gao, P. Inhibitory effect and possible mechanism of a Pseudomonas strain QBA5 against gray mold on tomato leaves and fruits caused by Botrytis cinerea / P. Gao [et al.] // PLoS ONE. 2018. Vol. 13(1). Art. no. e0190932. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0190932
42. Bouras, N. Biosorption of cationic and anionic dyes using biomass of Aspergillus parasiticus CBS 100926T / N. Bouras [et al.] // Water Science and Technology. 2021. Vol. 83(3). P. 622–630. https://doi.org/10.2166/WST.2021.005
