Study of antimicrobial properties of Hericium fungal extracts

Abstract

The study aimed to investigate the antimicrobial and antimycotic properties of 14 strains of fungi of the genus Hericium sp. To obtain antibiotic substances, the plants were grown superficially or deeply in a liquid nutrient medium, after which alcohol and ethyl acetate extraction was performed from the dried mycelium and culture liquid; for quantitative evaluation of antibiotic activity, plant extracts were tested by the method of discs and wells on solid nutrient medium, two test cultures of micro-mycetes, three test Gram-negative bacteria and three test Gram-positive bacteria; the minimum inhibitory concentration was determined by the method of dilutions by optical density. None of the strains of Hericium sp. showed antimycotic properties of plants. The antimicrobial effect of the culture liquid was generally stronger than that of the mycelial extracts. In the surface cultivation experiment, strong growth inhibition of test cultures was observed on days 7 and 14 of Hericium sp. cultivation. The growth inhibition zones of Escherichia coli were 17.5 cm for H. erinaceus 977 and 19.0 cm for H. erinaceus 2536; sterile zones on the plate from Micrococcus luteus were determined by diameters of 21.2 cm for the culture fluid of H. erinaceus 2530, 19.2 cm for the mycelial extract of H. erinaceus 977, and 17.8 cm for the biomass homogenate (BH) of H. erinaceus 2536. Long-term deep cultivation for 60 days contributed to the accumulation of antibacterial compounds effective against Staphylococcus aureus: the diameter of the sterile zone at 60 days was 30 cm for extracts from the biomass of H. erinaceus 2530, H. cirrhatum 2393, H. coralloides 2332. The strongest antimicrobial effect was recorded in the culture fluid of H. coralloides 2332 on the 21st day of growth (32.1 cm). The minimum inhibitory concentrations against S. aureus were determined to be in the range of 50–1,900 μg/ml for H. erinaceus 2530, H. coralloides 2332, and H. cirrhatum 2393. In general, a higher antibiotic activity was recorded against gram-positive microorganisms (S. aureus), and insignificant against gram-negative microorganisms (Pseudomonas aeruginosa). The data obtained can be used in further laboratory experiments on the identification and quantification of new antibiotics synthesised by fungi of the genus Hericium sp.

Метою роботи було дослідження протимікробних та антимікотичних властивостей 14 штамів грибів роду Hericium sp. Для отримання антибіотичних речовин рослини вирощували поверхнево або глибинно в рідкому поживному середовищі, після чого проводили спиртову та етилацетатну екстракцію з висушеного міцелію та культуральної рідини; для кількісної оцінки антибіотичної активності екстракти рослин перевіряли методом дисків та лунок на твердому поживному середовищі, двох тест-культур мікроміцетів, трьох тестових грамнегативних бактеріях та трьох тестових грампозитивних бактеріях; мінімальну інгібуючу концентрацію встановлювали методом розведення за оптичною ділянкою, що дозволяє виявити антимікотичні властивості гриба. Жоден зі штамів Hericium sp. не виявив антимікотичних властивостей рослин. Антимікробна дія культуральної рідини загалом виявилася сильнішою, ніж екстрактів із міцелію. В експерименті з поверхневого культивування сильне пригнічення росту тест-культур спостерігали на 7 і 14 добу вирощування Hericium sp. Зони пригнічення росту Escherichia coli становили 17,5 см для H. erinaceus 977 та 19,0 см для H. erinaceus 2536; стерильні зони на чашці з Micrococcus luteus визначалися діаметрами 21,2 см для культуральної рідини H. erinaceus 2530, 19,2 см для міцеліального екстракту H. erinaceus 977 та 17,8 см для гомогенату біомаси (ГБ) H. erinaceus 2536. Тривале глибинне культивування протягом 60 діб сприяло накопиченню антибактеріальних сполук, ефективних проти Staphylococcus aureus: діаметр стерильної зони на 60 добу становив 30 см для екстрактів із біомаси H. erinaceus 2530, H. cirrhatum 2393, H. coralloides 2332. Найсильнішу антимікробну дію зафіксовано в культуральної рідини H. coralloides 2332 на 21 добу росту (32,1 см). Мінімальні інгібуючі концентрації щодо S. aureus детермінувалися діапазоном 50–1,900 мкг/мл для H. erinaceus 2530, H. coralloides 2332, H. cirrhatum 2393. Загалом, вища антибіотична активність зафіксована проти грампозитивних мікроорганізмів (S. aureus), незначна – проти грамнегативних (Pseudomonas aeruginosa). Отримані дані можуть використовуватися в подальших лабораторних напрацюваннях з ідентифікації та кількісного визначення нових антибіотиків, що синтезуються грибами роду Hericium sp.