Химики разработали инновационный метод переработки растений для фармацевтической промышленности

Российские ученые впервые применили новый тип растворителей (глубокие эвтектические растворители) для получения экстракта из вороники (Empetrum hermafroditum Hager) – это широко распространенный на севере европейской части России и Сибири ягодный кустарник, плоды которого обладают сильным антиоксидантным действием. В дальнейшем экстракт можно будет использовать при изготовлении натуральной косметики (например, кремов для рук, сывороток и другой наносимой косметики), БАДов и функциональных продуктов питания, а также фармацевтических препаратов c иммуностимулирующим и адаптагенным действием, способствующих повышению устойчивости организма к неблагоприятным условиям окружающей среды. Исследование проводится при поддержке Минобрнауки России.

В научной работе принимали участие исследователи из Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева, Института проблем промышленной экологии Севера и Лаборатории медицинских и биологических технологий ФИЦ КНЦ РАН (Апатиты), Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова (ИОНХ) РАН (Москва) и Института химии Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург). Результаты исследования опубликованы в журнале Biomass Conversion And Biorefinery.  https://doi.org/10.1007/s13399-022-02299-2

Ягоды вороники применяются для изготовления соков, варений, джемов и вина, однако хозяйственный потенциал вороники используется далеко не в полную силу. Зеленые части этого растения содержат большое количество полезных веществ, имеющих антиоксидантные и адаптогенные свойства, которые могут помогать человеку бороться с неблагоприятным воздействием окружающей среды.

В этом пищевом продукте содержатся следующие полезные компоненты: дубильные вещества, тритерпеновые кумарины, воск, алкалоиды, эфирное масло, флавониды, смолы, андромедотоксин, фенолкарбоновые кислоты, жирные масла, аскорбиновая кислота, сапонины, каротин, присутствуют углеводы, кроме того, разные микроэлементы. В составе ягод содержатся витамины, биологически активные вещества, они оказывают укрепляющее действие, а также обладают успокаивающим эффектом на нервную систему. Этот плод обладает выраженным противосудорожным эффектом, что важно при лечении эпилепсии. Кроме того, ее используют при нервных расстройствах и при стрессах, назначают при нервном истощении, при хронической усталости, при бессоннице, она отлично выводит радионуклиды из организма. Из вороники делают желчегонные, мочегонные, успокаивающие, а также гипотензивные фитосредства. Применяется она при водянке, при головной боли, при обменных нарушениях, при параличах, кроме того, при затрудненном мочеиспускании, судорогах, расстройстве кишечника,  бессоннице, гипертонии, гастрите, а также при хроническом колите, отеках, раньше ее применяли при цинге, так как в ягодах много аскорбиновой кислоты.

Глубокие эвтектические растворители экологически чисты, биоразлагаемы, нетоксичны, дешевы и, как было показано в исследованиях, эффективны для извлечения ценных компонентов из растительного материала. Эти растворители представляют собой смеси двух (реже – трех) веществ, твердых при комнатной температуре и плавящихся выше 100°С. При этом смесь таких веществ может быть жидкой при комнатной температуре. Одним из компонентов глубоких эвтектик является, например, хлорид холина (холин также известен как витамин B4), другим компонентом могут быть многоосновные органические кислоты, сахара, мочевина.

Экстракт на основе глубоких эвтектических растворителей

В работе коллектива исследователей были использованы смеси хлорида холина с малоновой, яблочной, винной и лимонной кислотами.

«Основным идейным вдохновителем этой работы является молодой ученый из ФИЦ КНЦ РАН, соавтор работы, Никита Цветов. Он и его коллеги занимаются вопросами оптимизации условий экстракции полезных веществ с помощью глубоких эвтектик. Важным этапом в работе с такими растворителями является этап их подготовки. Компоненты смеси необходимо нагреть, часто для понижения вязкости добавляется вода. При этом между компонентами глубоких эвтектик должны образоваться прочные водородные связи. Инструментальными методами мы подтвердили образование устойчивой эвтектической смеси, а далее эти растворители были использованы для экстракции: порошок листьев и стеблей вороники смешивали с растворителем, нагревали, подвергали воздействию ультразвука, а затем отделяли жидкую фазу. Так экстракция проходит быстрее и эффективнее, чем, например, при обычном настаивании. Метод является более экологичным, в нем не используются токсичные, летучие и горючие растворители, как это зачастую происходит в современной промышленности», – рассказывает научный сотрудник Лаборатории полупроводниковых и диэлектрических материалов ИОНХ РАН, кандидат химических наук Ирина Козерожец.

Проведенная работа еще один шаг к получению инновационных растительных экстрактов на основе глубоких эвтектических растворителей, которые могут в дальнейшем добавляться в натуральную косметику, служить основой БАДов и функциональных продуктов питания. Кроме того, это позволит по-новому взглянуть на возможности применения арктических растений.

Работа была выполнена в рамках гранта президента (MK-566.2020.11) и тем НИР FMEZ-2022-0020, 0186-2021-0019. 

Источник: https://scientificrussia.ru

18.03.2022