Химики из Санкт-Петербургского государственного университета нашли новый способ экологичного извлечения экстракта из листьев брусники, используя бетаин и молочную кислоту. Этот метод оказался более быстрым и экономичным по сравнению с существующими в фармакологии. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Processes.
Листья брусники, в виде экстрактов и настоев, находят применение в медицине для лечения заболеваний почек и мочевого пузыря, гастроэнтерита, диареи, ревматизма, подагры и артрита, благодаря своим противовоспалительным и антисептическим свойствам. Для получения экстракта из растения используют растворители, такие как вода или этанол. Вода не всегда является эффективным растворителем, а применение этанола требует соответствующих разрешений. Также стоит учитывать, что данный экстракт не рекомендуется использовать детям до 12 лет.
Новый метод извлечения экстракта из листьев брусники был разработан специалистами Санкт-Петербургского государственного университета и Кольского научного центра РАН. Для этого используется технология, основанная на легкоплавких водородносвязанных комплексах, которые также известны как глубокие эвтектические растворители. Их температура плавления значительно ниже, чем у компонентов, из которых они состоят. К примеру, бетаин, являющийся одним из составляющих этих растворителей, плавится при температуре 310 °C, а комплекс, включающий бетаин и молочную кислоту, — при −70 °C. При комнатной температуре легкоплавкие водородносвязанные комплексы имеют вязкую консистенцию и по структуре напоминают мед или цветочный нектар.
Для получения экстрактов авторы применили шесть растворителей, отличающихся по составу. Три из них были приготовлены путем смешивания бетаина (органического соединения, производного глицина) с молочной кислотой и различным количеством воды. Остальные три — это смеси молочной кислоты с хлоридом холина (нетоксичной органической соли) и водой в разных пропорциях. Листья брусники смешивали с этими составами и подвергали ультразвуковой обработке для ускорения извлечения ценных соединений, таких как флавоноиды, известные своими антиоксидантными свойствами.
«Исследование экстракционного потенциала глубоких эвтектических растворителей представляет собой не только решение конкретной задачи, но и важный вклад в понимание принципов экологически безопасной экстракции ценных фитосоединений. Наше исследование выявило, что новые растворители способны извлекать значительно больше биологически активных соединений, при этом они безопасны и экономичны. Это стало возможным благодаря тесному взаимодействию: фундаментальные исследования, проводимые в СПбГУ в области синтеза и свойств глубоких эвтектических растворителей, нашли эффективное применение в прикладных задачах по экстракции флавоноидов, решаемых коллегами из Кольского научного центра РАН. Это пример продуктивного междисциплинарного сотрудничества, — отметил доцент кафедры химической термодинамики и кинетики СПбГУ Артемий Самаров.
Наилучшим растворителем оказалась смесь бетаина, молочной кислоты и воды в пропорции 1:10:5. При использовании данной смеси извлечение полезных веществ увеличилось в три раза по сравнению с использованием хлорида холина в той же концентрации. Предложенные авторами растворители более экономичны и безопасны по сравнению с этанолом, а время экстракции составило всего 30 минут. По мнению исследователей, этот метод может предоставить более безопасную и доступную альтернативу для извлечения ценных компонентов из растительного сырья.
«Мы намерены и дальше проводить испытания различных составов натуральных растворителей. Эти составы могут включать сахара и органические кислоты, такие как лимонная или яблочная. Помимо этого, будет исследована биологическая активность экстрактов в лабораторных условиях с целью прогнозирования их потенциальной пользы для здоровья человека», — сообщил руководитель проекта, заведующий лабораторией медицинских и биологических технологий Научного центра медико-биологических исследований адаптации человека в Арктике Кольского научного центра РАН Никита Цветов.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ