The influence of PHMB on pure and mixed culture of

The influence of PHMB on pure and mixed culture of microorganisms
a
Dorota Gendaszewskaa*, Lucjan Szusterb, Łucja Wyrębskab
Department of Biotechnology and Environmental Protection, b Department of Experimental
Application, Institute of Leather Industry, Lodz, Poland
*e-mail: [email protected]
Abstract: Polyhexamethylene biguanide hydrochloride (PHMB) is a broad-spectrum
antibacterial agent that has been widely used for over 20 years in the manufacture of sterile
dressings, to disinfect medical and to swimming pool and spa water treatment. PHMB is also
tested for use in the expedition of cattle skins [1]. This wide area of application is a result of
antibacterial and antifungal properties of this compound [2-4]. PHMB is active against grampositive bacteria (e.g. Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus) and gram-negative bacteria
(e.g. Escherichia coli). The minimal inhibition concentration for Bacillus subtilis and
Staphylococcus aureus is 5 and 2,5 mg l-1, respectively. Moreover, it has been found that
addition of PHMB at concentration from 2.5 to 15 mg l-1 altered the growth characteristics of
E. coli. Concentrations of PHMB higher than 10 mg l-1 were bactericidal [2]. Fungicidal activity
of polyhexamethyl biguanide have been also tested [3]. It has been found that Saccharomyces
cerevisiae cells grew in the presence of PHMB at 40 mg l-1 whereas Candida tropicalis,
Dekkera bruxellensis and Pichia guilliermondii cell growth was impaired at that concentration.
Due to antimicrobial properties, PHMB do not remain indifferent to the environment and can
affect to the microorganisms, including microorganisms of activated sludge [4]. Kakiichi et al.
(1999) have been studied the effect of this disinfectant on activated sludge biocenosis. They
were found that the inhibitory concentration of PHMB against the activated sludge could be
estimated to be 8 mg l-1 [4].
In conclusion, PHMB exhibits bacteriostatic properties at low concentrations
(1-10 mg l-1) but has bactericidal characteristics at higher concentrations (greater than
10 mg l-1). Also PHMB can inhibit the growth of yeast and microorganism in activated sludge.
Key words: polyhexamethylene biguanide, toxicity, microorganisms, activated sludge
References:
[1] Kosińska K., Gromada J., Szuster L., Wyrębska Ł.: Ocena możliwości zastosowania nowych,
wielofunkcyjnych preparatów na bazie poliheksametylenobiguanidyny w procesach wyprawy skór. Technologia i
Jakość Wyrobów, 59, 2014, pp. 48-54.
[2] Allen M.J., White G.F., Morby A.P.: The response of Escherichia coli to exposure to the biocide
polyheksamethylene biguanide. Microbiology, 152, 2006, pp. 989-1000.
[3] Elsztein C., Scavuzzi de Menezes J.A., Antonio de Morais Jr. M.: Polyhexamethyl biguanide can eliminate
contaminant yeasts from fuel-ethanol fermentation process. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology,
35, 2008, pp. 967-973.
[4] Kakiichi N., Kamata S., Osamu I, Komine K., Otsuka H., Uchida K.: Effects of orthodichlorobenzene
preparation and polyhexamethylene biguanide hydrochloride on activated sludge. Nihon Chikusan Gakkaiho, 62
(1), 1991, pp. 32-38.
Wpływ PHMB na czyste i mieszane kultury mikroorganizmów
a
Dorota Gendaszewskaa*, Lucjan Szusterb, Łucja Wyrębskab
Zakład Biotechnologii i Ochrony Środowiska, b Zakład Aplikacji Doświadczalnych, Instytut
Przemysłu Skórzanego, Łódź, Polska
*e-mail: [email protected]
Streszczenie: Chlorowodorek poliheksametylenobiguanidyny (PHMB) jest środkiem
przeciwbakteryjnym, szeroko stosowanym od 20 lat przy produkcji materiałów
opatrunkowych, do dezynfekcji sprzętu medycznego oraz do dezynfekcji basenów i oczek
wodnych. PHMB jest również testowany w procesie wyprawiania skóry bydlęcej [1]. Tak
szerokie zastosowanie wynika z właściwości przeciwbakteryjnych PHMB, które zostało
potwierdzone i opisane w licznych publikacjach [2-4]. PHMB wykazuje działanie inhibitujące
wobec bakterii gram-dodatnich (m.in. Bacillus subtilis i Staphylococcus aureus) i gramujemnych (np. Escherichia coli). Minimalne stężenie inhibitujące dla bakterii Bacillus subtilis
i Staphylococcus aureus wynosi odpowiednio 5 i 2,5 mg l-1. Poza tym potwierdzono, że dodatek
PHMB w stężeniu od 2,5 do 15 mg l-1 zmienia charakterystykę wzrostu bakterii E. coli.
Natomiast stężenie PHMB wyższe niż 10 mg l-1 jest bakteriobójcze [3]. PHMB było również
badane pod kątem aktywności przeciwgrzybiczej [3]. Stwierdzono, że grzyby Saccharomyces
cerevisiae rosną w obecności PHMB w stężeniu nawet 40 mg l-1, podczas gdy wzrost grzybów
Candida tropicalis, Dekkera bruxellensis i Pichia guilliermondii przy tym stężeniu jest
zaburzony. Uwzględniając właściwości przeciwdrobnoustrojowe, PHMB nie pozostaje
obojętny również wobec mikroorganizmów osadu czynnego [4]. Kakiichi i in. (1999)
przebadali wpływ tego dezynfektanta na biocenozę osadu czynnego. Na podstawie
przeprowadzonych badań stwierdzono, że stężenie inhibitujące wzrost mikroorganizmów
osadu czynnego wynosi 8 mg l-1 [4].
Podsumowując, PHMB w stężeniach 1-10 mg l-1 ma działanie bakteriostatyczne,
natomiast w stężeniu wyższym niż 10 mg l-1 ma działanie bakteriobójcze wobec niektórych
gatunków bakterii. Poza tym, PHMB może inhibitować wzrost grzybów oraz
mikroorganizmów osadu czynnego.
Słowa kluczowe: poliheksametylenobiguanidyna, toksyczność, mikroorganizmy, osad czynny
References:
[1] Kosińska K., Gromada J., Szuster L., Wyrębska Ł.: Ocena możliwości zastosowania nowych,
wielofunkcyjnych preparatów na bazie poliheksametylenobiguanidyny w procesach wyprawy skór. Technologia i
Jakość Wyrobów, 59, 2014, pp. 48-54.
[2] Allen M.J., White G.F., Morby A.P.: The response of Escherichia coli to exposure to the biocide
polyheksamethylene biguanide. Microbiology, 152, 2006, pp. 989-1000.
[3] Elsztein C., Scavuzzi de Menezes J.A., Antonio de Morais Jr. M.: Polyhexamethyl biguanide can eliminate
contaminant yeasts from fuel-ethanol fermentation process. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology,
35, 2008, pp. 967-973.
[4] Kakiichi N., Kamata S., Osamu I, Komine K., Otsuka H., Uchida K.: Effects of orthodichlorobenzene
preparation and polyhexamethylene biguanide hydrochloride on activated sludge. Nihon Chikusan Gakkaiho, 62
(1), 1991, pp. 32-38.