Химики СПбГУ с коллегами из России и Беларуси выяснили, что наиболее эффективно извлекать антиоксиданты из лекарственных растений помогает растворитель на основе молочной кислоты.
Экспериментально подтвердив действенность методики на кровохлебке лекарственной, ученые отметили высокий выход антиоксидантов, что перспективно для фармакологии и пищевой промышленности.
В состав лекарственных растений входят разнообразные соединения, которые вырабатываются для защиты от ультрафиолета, патогенов и других внешних влияний. Такие вещества не синтезируются в тканях животных. Поэтому именно растения становятся важным источником сырья для лекарств.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Analytica.
Полифенолы — это один из крупнейших классов вторичных метаболитов, то есть соединений, которые не участвуют напрямую в росте растения, но выполняют защитные функции. В медицине и фармакологии они ценятся за антиоксидантную активность, взаимодействие с клеточными мембранами и регуляцию внутриклеточных сигнальных путей. Все это применимо для разработки лекарств и биологически активных добавок.
Однако разнообразие растений и другие факторы создают проблемы для выделения нужных веществ. Часто требуемое соединение занимает не более 1 % сухого веса растения. Традиционные методы экстракции с использованием органических растворителей отличаются токсичностью, летучестью и недостаточной экологичностью.
По словам ученых, эту проблему решают природные глубокие эвтектические растворители. Они более устойчивы и эффективны. Эти системы обычно состоят из встречающихся в природе компонентов, таких как сахара, аминокислоты и производные холина. Кроме того, такие растворители положительно влияют на стабильность извлеченных фитохимических веществ. Это позволяет сохранять целостность выделенного соединения и его функцию, например антиоксидантную активность.
Химики СПбГУ совместно с российскими и белорусскими коллегами выделили полифенолы из растений при помощи природных глубоких эвтектических растворителей. Исследовали окопник лекарственный и кровохлебку лекарственную. Они обладают противовоспалительным и кровоостанавливающим действием.
В работе над исследованием принимали участие ученые Санкт‑Петербургского государственного университета, Кольского научного центра Российской академии наук, Мурманского арктического университета и Гродненского государственного университета имени Янки Купалы.
Выделение проводили двумя разными природными глубокими эвтектическими растворителями: на основе хлорида холина с молочной кислотой и пропиленгликоля. Из кровохлебки удалось выделить по 0,5 мг экстракта на 1 г сухого вещества каждым из способов. Окопник лекарственный показал более низкие значения: 0,11 мг в молочной кислоте и 0,08 мг в пропиленгликоле.
Сравнение двух составов растворителя показало, что система на основе молочной кислоты обеспечивает более стабильное извлечение. Ученые объяснили это прочными водородными связями и лучшей согласованностью полярностей извлекаемых веществ и растворителей. Этот же состав позволяет выделять более широкий спектр полифенолов из кровохлебки. Ученые пришли к выводу, что именно этот метод более эффективен, безопасен и экологичен.
Тесты и эксперименты помогли оценить эффективность полученных из кровохлебки и окопника экстрактов.
«Для функциональной валидации экстрактов были проведены биоаналитические тесты: оценка антиоксидантной активности по ингибированию DPPH‑радикала с помощью ЭПР‑спектроскопии, а также эксперименты на изолированных эритроцитах и митохондриях крыс для изучения защиты от окислительного стресса и влияния на митохондриальное дыхание и проницаемость мембран», — рассказал профессор кафедры аналитической химии СПбГУ, лауреат премии Президента РФ для молодых ученых Андрей Шишов.
Сравнительный анализ показал, что экстракты кровохлебки лекарственной обладают более высокой антиоксидантной активностью и сильнее влияют на митохондрии, чем окопник лекарственный.
По словам ученых, в дальнейшем они продолжат исследовать как разнообразное растительное сырье, так и новые эвтектические растворители. Химики отмечают, что разработанный подход перспективен для применения в фармацевтической и пищевой промышленности для получения и контроля качества необходимых экстрактов.
Источник: spbu.ru
