vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/achb.955YEWDIUvuzbiochemi-1413Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL BIOLOGYОценка эффективности комплекса томатной пасты и клюквенного сока как антибактериального средстваEffectiveness of a mixture of tomato paste and cranberry juice as an antibacterial agenthttps://orcid.org/0000-0003-3083-8165ЗадоринаИ. И.ZadorinaI. I.

Задорина Ива Ивановна, к.в.н., младший научный сотрудник

420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, 18

Iva I. Zadorina, Cand. Sci. (Veterinary), Junior Researcher

18, Kremlevskaya St., Kazan, 420008

zadorina1994@icloud.comhttps://orcid.org/0000-0002-9881-0559ТризнаЕ. Ю.TriznaE. Y.

Тризна Елена Юрьевна, к.б.н., доцент, ведущий научный сотрудник

420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, 18

Elena Y. Trizna, Cand. Sci. (Biology), Associate Professor, Leading Researcher

18, Kremlevskaya St., Kazan, 420008

trizna91@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7195-1557КаюмовА. Р.KayumovA. R.

Каюмов Айрат Рашитович, д.б.н., доцент, заведующий кафедрой

420008, г. Казань, ул. Кремлёвская, 18

Airat R. Kayumov, Dr. Sci. (Biology), Associate Professor, Head of the Department

18, Kremlevskaya St., Kazan, 420008

kairatr@yandex.ruКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan Federal UniversityRussian Federation2025070420251516066Copyright © Задорина И.И., Тризна Е.Ю., Каюмов А.Р., 20252025Задорина И.И., Тризна Е.Ю., Каюмов А.Р.Zadorina I.I., Trizna E.Y., Kayumov A.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/1413

Зубной камень является одной из основных причин кариеса, гингивита и пародонтита. В его образовании принимают участие различные бактерии, которые формируют зубной налет на поверхности зубов. Если налет сохраняется на эмали в течение более 12 дней, он постепенно подвергается процессу минерализации посредством пропитывания солями и прочно прикрепляется к поверхности зуба, образуя зубной камень. Целью проведенного исследования являлось изучение возможности использования комплекса томатной пасты и клюквенного сока в качестве антибактериального средства для санации ротовой полости и удаления зубного камня у человека и животных. Для получения комплекса томатной пасты и клюквенного сока плоды томата по отдельности промывали водой и гомогенизировали путем перетирания. Гомогенизированную массу центрифугировали для разделения, образовавшуюся томатную пасту и клюквенный сок смешивали до получения однородной массы. С помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии было показано, что смесь, состоящая из томатной пасты и клюквенного сока в соотношении 1:1, способствует разрушению биопленок золотистого стафилококка и изолятов Streptococcus sp., полученных из ротовой полости, и приводит к гибели этих бактерий в составе биопленки (зубного налета). Кроме того, экспозиция зубного камня комплекса томатной пасты и клюквенного сока в течение 20 дней приводит к разрушению зубного камня более чем на 80%. Таким образом, смесь томатной пасты и клюквенного сока может быть перспективным антибактериальным и очищающим средством для гигиены полости рта.

Tartar is a key factor in developing such dental diseases as caries, gingivitis, and periodontitis. Tartar results from dental plaque formed by accumulation of bacteria in the tooth cavity. Following the period of about 12 days, unremoved plaque mineralizes in contact with salts, forming tartar firmly attached to the tooth surface. Tartar in the oral cavity increases the risk of inflammatory processes. In this study, we aim to assess the feasibility of using tomato paste and cranberry juice in combination as an antibacterial and plaque-removing agent. In order to obtain a mixture of tomato paste and cranberry juice, fruits were washed separately with clean water at room temperature and homogenized by grinding in a mortar. The resulting homogenized mass was centrifuged for separation. The as-obtained tomato paste and cranberry juice were mixed to yield a homogeneous mass. Confocal laser scanning microscopy showed that a mixture of tomato paste and cranberry juice in a 1:1 ratio promotes the destruction of Staphylococcus aureus and some Streptococcus species, thus exhibiting high antimicrobial activity against these bacteria. In addition, exposure of tartar to the tested mixture of tomato paste and cranberry juice for 20 days led to an 86% destruction of tartar. Thus, a mixture of tomato paste and cranberry juice may serve as a promising antibacterial and cleansing agent for oral hygiene.

зубной каменьбактериальные биопленкифитоэкстрактыпротивомикробная активностьтоматtartarbacterial biofilmsphytoextractsantimicrobial activitytomatoРабота выполнена за счет средств субсидии, выделенной Казанскому федеральному университету для выполнения государственного задания в сфере научной деятельности. Проект № FZSM-2022-0017.This research was supported by the subsidy allocated to Kazan Federal University for the state assignment in the sphere of scientific activities, project no. FZSM-2022-0017.ReferencesАмангулыев М.Б., Ходжадурдыев Х. Ликопин, получение и свойства // Международный научный журнал «Символ науки». 2023. Т. 2. N 12-1. С. 39–41. EDN: ROZBHX.Amangulyev M.B., Khodjadurdyev H. Lycopene, production and properties. International Scientific Journal “Symbol of Science”. 2023;2(12-1):39-41. (In Russian). EDN: ROZBHX.Вилкова И.В., Вандышева А.С., Сахаутдинова Э.И. Действие препаратов для химического удаления зубного // Вестник науки. 2023. Т. 2. N 12. С. 1374–1384. EDN: IWNSAK.Vilkova I.V., Vandysheva A.S., Sakhautdinova E.I. Effect of preparations for chemical removal of tartar. Vestnik nauki. 2023;2(12):1374-1384. (In Russian). EDN: IWNSAK.Задорина И.И., Саченков О.А., Каюмов А.Р. Разрушение зубного камня с помощью томата // Сборник тезисов 26-й Пущинской школы-конференции молодых ученых с международным участием «Биология – наука XXI века» (г. Пущино, 9–13 апреля 2023 г.). Пущино: Изд-во ПНЦБИ РАН, 2023. С. 219–220. EDN: RZAZWO.Zadorina I.I., Sachenkov O.A., Kayumov A.R. Tartar destruction with tomato. In: Sbornik tezisov 26-i Pushchinskoi shkoly-konferentsii molodykh uchenykh s mezhdunarodnym uchastiem “Biologiya – nauka XXI veka” = Proc. 26th Pushchinskaya school-conference of young scientists with international participation “Biology – science of the XXI century”. 9–13 April 2023, Pushchino. Pushchino: Pushchino Scientific Center for Biological Research RAS; 2023, p. 219-220. (In Russian). EDN: RZAZWO.Fageeh H.N., Fageeh H.I., Prabhu A., Bhandi S., Khan S., Patil S. Efficacy of vitamin C supplementation as an adjunct in the non-surgical management of periodontitis: a systematic review // Systematic Reviews. 2021. Vol. 10, no. 1. P. 5. DOI: 10.1186/s13643-020-01554-9.Fageeh H.N., Fageeh H.I., Prabhu A., Bhandi S., Khan S., Patil S. Efficacy of vitamin C supplementation as an adjunct in the non-surgical management of periodontitis: a systematic review. Systematic Reviews. 2021;10(1):5. DOI: 10.1186/s13643-020-01554-9.Захарова Е.В. Содержание аскорбиновой кислоты в томатах различных сортов // Chronos. 2021. Т. 6. N 1. С. 62–63. EDN: HPNYDS.Zakharova E.V. Ascorbic acid content in tomatoes of different varieties. Chronos. 2021;6(1):62-63. (In Russian). EDN: HPNYDS.Романова Р.О, Кашлевская М.Е., Левенков Д.С., Исянов Р.В., Каторгин М.С. Особенности формирования микробной биопленки при воспалительных заболеваниях пародонта // Вестник Пензенского государственного университета. 2022. N 1. С. 19–23. EDN: YKEZIB.Romanova R.O, Kashlevskaya M.E., Levenkov D.S., Isyanov R.V., Katorgin M.S. Features of microbial biofilm formation in inflammatory periodontal diseases. Vestnik of Penza state university. 2022;1:19-23. (In Russian). EDN: YKEZIB.Achmit M., Aoussar N., Mellouki F., Ait Mhand R., Ibáñez M.D., Blázquez M.A., et al. In vitro antibacterial and biofilm inhibitory activity of the sawdust essential oil of Tetraclinis articulata (vahl) against catheter-associated Staphylococcus aureus clinical // Current Research in Biotechnology. 2021. Vol. 3. P. 1–5. DOI: 10.1016/j.crbiot.2020.12.001.Achmit M., Aoussar N., Mellouki F., Ait Mhand R., Ibáñez M.D., Blázquez M.A., et al. In vitro antibacterial and biofilm inhibitory activity of the sawdust essential oil of Tetraclinis articulata (vahl) against catheterassociated Staphylococcus aureus clinical. Current Research in Biotechnology. 2021;3:1-5. DOI: 10.1016/j.crbiot.2020.12.001.Khaliullina A., Kolesnikova A., Khairullina L., Morgatskaya O., Shakirova D., Patov S., et al. The antimicrobial potential of the hop (Humulus lupulus L.) extract against Staphylococcus aureus and Oral Streptococci // Pharmaceuticals. 2024. Vol. 17, no. 2. P. 162. DOI: 10.3390/ph17020162.Khaliullina A., Kolesnikova A., Khairullina L., Morgatskaya O., Shakirova D., Patov S., et al. The antimicrobial potential of the hop (Humulus lupulus L.) extract against Staphylococcus aureus and Oral Streptococci. Pharmaceuticals. 2024;17(2):162. DOI: 10.3390/ph17020162.Нурузова З.А., Байматов Р.А., Жумамуродов С.Т. Воздействие различных факторов на биопленку микроорганизмов // Научный электронный журнал «Innova». 2019. N 2. С. 24–30. EDN: MGYJEX.Nuruzova Z.A. Baimatov R.A. Jumamurodov S.T. Effects of various factors on micro-organism biomembrane. Innova. 2019;2:24-30. (In Russian). EDN: MGYJEX.Bringel M., Jorge P.K., Francisco P.A., Lowe C., Sabino-Silva R., Colombini-Ishikiriama B.L., et al. Salivary proteomic profile of dogs with and without dental calculus // BMC Veterinary Research. 2020. Vol. 16. P. 298. DOI: 10.1186/s12917-020-02514-0.Bringel M., Jorge P.K., Francisco P.A., Lowe C., Sabino-Silva R., Colombini-Ishikiriama B.L., et al. Salivary proteomic profile of dogs with and without dental calculus. BMC Veterinary Research. 2020;16:298. DOI: 10.1186/s12917-020-02514-0.Daep C.A., Novak E.A., Lamont R.J., Demuth D.R. Structural dissection and in vivo effectiveness of a peptide inhibitor of Porphyromonas gingivalis adherence to Streptococcus gordonii // Infection and Immunity. 2011. Vol. 79, no. 1. P. 67–74. DOI: 10.1128/iai.00361-10.Daep C.A., Novak E.A., Lamont R.J., Demuth D.R. Structural dissection and in vivo effectiveness of a peptide inhibitor of Porphyromonas gingivalis adherence to Streptococcus gordonii. Infection and Immunity. 2011;79(1):67-74. DOI: 10.1128/iai.00361-10.Elias S., Banin E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors // FEMS Microbiology Reviews. 2012. Vol. 36, no. 5. P. 990–1004. DOI: 10.1111/j.1574-6976.2012.00325.x.Elias S., Banin E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors. FEMS Microbiology Reviews. 2012;36(5):990-1004. DOI: 10.1111/j.1574-6976.2012.00325.x.Kayumov A.R., Khakimullina E.N., Sharafutdinov I.S., Trizna E.Y., Latypova L.Z., Lien H.T., et al. Inhibition of biofilm formation in Bacillus subtilis by new halogenated furanones // The Journal of Antibiotics. 2015. Vol. 68, no. 5. P. 297–301. DOI: 10.1038/ja.2014.143.Kayumov A.R., Khakimullina E.N., Sharafutdinov I.S., Trizna E.Y., Latypova L.Z., Lien H.T., et al. Inhibition of biofilm formation in Bacillus subtilis by new halogenated furanones. The Journal of Antibiotics. 2015;68(5):297-301. DOI: 10.1038/ja.2014.143.Задорина И.И., Шагимарданова Е.И., Галиуллин А.К., Байдамшина Д.Р., Тризна Е.Ю., Каюмов А.Р. Удаление зубного камня с помощью томата // Биосистемы: организация, поведение, управление: тезисы докладов 76-й Всерос. с междунар. уч. школы-конференции молодых ученых (г. Нижний Новгород, 11–14 апреля 2023 г.). Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2023. С. 123. EDN: AQVQDQ.Zadorina I.I., Shagimardanova E.I., Galiullin A.K., Baidamshina D.R., Trizna E.Yu., Kayumov A.R. Tartar removal with tomato. In: Biosistemy: organizatsiya, povedenie, upravlenie: tezisy dokladov 76-i Vseros. s mezhdunar. uch. shkoly-konferentsii molodykh uchenykh = Biosystems: Organization, Behavior, Management: Proc. 76th All-Russian International School Conference of Young Scientists. 11–14 April 2023, Nizhnii Novgorod. Nizhnii Novgorod: National Research Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod; 2023, p. 123. (In Russian). EDN: AQVQDQ.Курина А.Б., Соловьева А.Е., Храпалова И.А., Артемьева А.М. Биохимический состав плодов томата различной окраски // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021. T. 25. N 5. С. 514–527. DOI: 10.18699/VJ21.058. EDN: MQKXGF.Kurina A.B., Solovieva A.E., Khrapalova I.A., Artemyeva A.M. Biochemical composition of tomato fruits of various colors. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(5):514-527. (In Russian). DOI: 10.18699/VJ21.058. EDN: MQKXGF.Dengler V., Foulston L., DeFrancesco A.S., Losick R. An electrostatic net model for the role of extracellular DNA in biofilm formation by Staphylococcus aureus // Journal of Bacteriology. 2015. Vol. 197, no. 24. P. 3779–3787. DOI: 10.1128/jb.00726-15.Dengler V., Foulston L., DeFrancesco A.S., Losick R. An electrostatic net model for the role of extracellular DNA in biofilm formation by Staphylococcus aureus. Journal of Bacteriology. 2015;197(24):3779-3787. DOI: 10.1128/jb.00726-15.Hong B.-Y., Furtado Araujo M.V., Strausbaugh L.D., Terzi E., Ioannidou E., Diaz P.I. Microbiome profiles in periodontitis in relation to host and disease characteristics // PLoS One. 2015. Vol. 10, no. 5. P. e0127077. DOI: 10.1371/journal.pone.0127077.Hong B.-Y., Furtado Araujo M.V., Strausbaugh L.D., Terzi E., Ioannidou E., Diaz P.I. Microbiome profiles in periodontitis in relation to host and disease characteristics. PLoS One. 2015;10(5):e0127077. DOI: 10.1371/journal.pone.0127077.Pandey A.K., Kumar S. Perspective on plant products as antimicrobials agents: a review // Pharmacologia. 2013. Vol. 4, no. 7. P. 469–480. DOI: 10.5567/pharmacologia.2013.469.480.Pandey A.K., Kumar S. Perspective on plant products as antimicrobials agents: a review. Pharmacologia. 2013;4(7):469-480. DOI: 10.5567/pharmacologia.2013.469.480.Tajkarimi M.M., Ibrahim S.A., Cliver D.О. Antimicrobial herb and spice compounds in food // Food Control. 2010. Vol. 21, no. 9. P. 1199–1218. DOI: 10.1016/j.foodcont.2010.02.003.Tajkarimi M.M., Ibrahim S.A., Cliver D.О. Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control. 2010;21(9):1199-1218. DOI: 10.1016/j.foodcont.2010.02.003.Lopez-Valverde N., Lopez-Valverde A., de Sousa B.M., Rueda J.A.B. Systematic review and meta-analysis of the antioxidant capacity of lycopene in the treatment of periodontal disease // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023. Vol. 11. P. 1309851. DOI: 10.3389/fbioe.2023.1309851.Lopez-Valverde N., Lopez-Valverde A., de Sousa B.M., Rueda J.A.B. Systematic review and meta-analysis of the antioxidant capacity of lycopene in the treatment of periodontal disease. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2023;11:1309851. DOI: 10.3389/fbioe.2023.1309851.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.