Ученые из Красноярска получили новые соединения на основе природного полимера арабиногалактана, выделенного из лиственницы, которые обладают повышенной антиоксидантной активностью. Это достижение расширяет возможности использования арабиногалактана в медицинской сфере, производстве продуктов питания и косметических средств. О результатах работы сообщается в журнале Polymers.
Растительные полисахариды представляют интерес как многообещающие полимеры, поскольку они производятся из возобновляемых ресурсов, хорошо усваиваются, биоразлагаемы и не обладают токсичностью. Благодаря этим характеристикам, их можно применять в различных отраслях, включая медицину, фармацевтику, косметологию и пищевую промышленность. Однако, практическое использование этого полимера затруднено особенностями его структуры, которые влияют на функциональность материала.
Сотрудники Красноярского научного центра СО РАН в соавторстве с учеными из Сибирского федерального университета и Сибирского государственного университета им. М.Ф. Решетнева создали новые соединения на основе арабиногалактана, извлекаемого из древесины сибирской лиственницы Larix sibirica. Благодаря химической модификации антиоксидантные свойства этого вещества были существенно улучшены, что расширило спектр его потенциального использования.
«Арабиногалактан лиственницы представляет собой водорастворимый полисахарид, служащий источником пищевых волокон. Он оказывает иммуномодулирующее, противовоспалительное и антиаллергенное действие. Этот биополимер является потенциальной отечественной заменой импортным добавкам, таким как гуммиарабик, гуаровая камедь и крахмал» , — уточняет руководитель проекта Юрий Маляр, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Для расширения возможностей арабиногалактана, исследователи осуществили его химическую модификацию. К молекуле полисахарида присоединили четвертичные аммониевые группы, что обеспечило ей стабильный положительный заряд. В ходе определения условий синтеза, ученые выявили оптимальные параметры реакции.
Исследователи провели тестирование образцов для определения их антиоксидантной активности. Результаты показали, что введение положительно заряженных групп существенно повышает способность полимера к нейтрализации свободных радикалов. Новый материал продемонстрировал эффективность, превышающую эффективность немодифицированного полимера почти в 1,7 раза.
«Измененный арабиногалактан может быть использован при разработке инновационных лекарственных форм, в роли системы доставки действующих веществ, антимикробных и ранозаживляющих покрытий, а также в качестве составляющей биоразлагаемых пластмасс и упаковочных материалов. Обладая положительным зарядом, он способен демонстрировать антимикробное действие за счет взаимодействия с отрицательно заряженными клеточными стенками бактерий. Это делает его перспективным для использования в качестве пищевого консерванта с целью увеличения срока хранения продуктов или в качестве компонента биоразлагаемой упаковки. Также модифицированные образцы могут применяться в роли стабилизаторов и эмульгаторов, например, в напитках, соусах и спредах, для улучшения их консистенции и предотвращения расслоения», — рассказала соавтор исследования Мария Середа, специалист Института химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Новые биополимеры, создаваемые научными сотрудниками в Красноярске, позволяют приблизиться к созданию конкурентоспособной отечественной продукции, которая сможет заменить импортные материалы и будет востребована в передовых отраслях промышленности.
Работа была поддержана Российским научным фондом ( № 22-73-10212-П).
Фотографии и сведения поступили из Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»