Российские ученые разработали уникальны подход к переработке растений для фармацевтической промышленности

Ученые 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 РАН (Москва) и Института химии Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) впервые применили новый тип растворителей (глубокие эвтектические растворители) для получения экстракта из вороники (Empetrum hermafroditum Hager.), широко распространенного ягодного кустарничка, произрастающего в северных широтах и обладающего мощнейшим антиоксидантным действием. Результаты исследования опубликованы в журнале Biomass Conversion And Biorefinery.

Ягоды вороники применяются для изготовления соков, варений, джемов и вина. Они хорошо известны в странах северной Европы (Финляндия, Норвегия и др.), 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. Глубокие эвтектические растворители были открыты в начале 2000-х гг. и быстро привлекли внимание исследователей. Они экологически чисты, биоразлагаемы, нетоксичны, дешевы, и, как было показано в исследованиях различных научных групп по всему миру, 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.

В работе коллектива исследователей из Москвы, Апатитов и Санкт-Петербурга были использованы смеси хлорида холина с малоновой, яблочной, винной и лимонной кислотами. Исследование прокомментировала научный сотрудник Лаборатории полупроводниковых и диэлектрических материалов ИОНХ РАН, кандидат химических наук Ирина Козерожец: «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».

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.