Δ
Сетевое изданиеDVINANEWS

Архангельские химики извлекли из древесины можжевельника перспективные для фармакологии компоненты

8 сентября 2020 11:44 Наука
Фото: пресс-служба ФИЦКИА РАН
Фото: пресс-служба ФИЦКИА РАН

Использованная для этого сверхкритическая экстракция ранее проводилась в России и за рубежом только применительно к древесной зелени можжевельника.

Ученые Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН разрабатывают новые подходы в комплексной переработке возобновляемого растительного сырья, комбинируя химические и физические методы воздействия. По оценкам сотрудников лаборатории химии растительных биополимеров (Институт экологических проблем Севера ФИЦКИА УрО РАН), наиболее перспективным является внедрение процессов, проводимых в сверхкритических (сверхкритические флюидные технологии) и субкритических (взрывной автогидролиз) условиях.

Сверхкритические технологии удовлетворяют основным принципам «зеленой химии» и позволяют проводить модификацию древесной матрицы, направленно изменяя капиллярно-пористую структуру растительного сырья (древесная матрица – многофазная самоорганизующаяся система содержащихся в древесине биополимеров (полисахариды, лигнин и другие).

Исследуя влияние суб- и сверхкритического воздействия на древесину можжевельника обыкновенного (Juniperus Communis L), химики ФИЦКИА УрО РАН применили «последовательную разборку» древесной матрицы. Ступенчатая обработка – это направленное изменение структуры и свойств древесной матрицы с помощью термохимической активации, когда объект помещается в замкнутую систему (автоклав) в условиях высокой температуры и давления в присутствии химических реагентов.

— Если сверхкритическая экстракция древесной зелени можжевельника проводится давно, что позволяет извлекать биологически активные вещества для фармакологии и парфюмерной отрасли, то древесина можжевельника такими способами ещё не обрабатывалась, – поясняет научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров Института экологических проблем Севера ФИЦКИА РАН Анна Красикова.

На первом этапе измельченная древесина экстрагировалась этанолом в аппарате Сокслета при температуре 80 градусов Цельсия. На этой стадии удалялись экстрактивные вещества (смола). Полученный лигноуглеводный комплекс затем был подвергнут термохимической активации в более жестких условиях (температура 120 градусов Цельсия, давление 25 МПа) в присутствии бинарного растворителя (сверхкритический углекислый газ и сорастворитель). Термохимическая активация позволила трансформировать структуру исходной древесной матрицы за счет изменения плотности образующих ее сеток полимеров ввиду их частичного разрушения.

Анализ извлеченных веществ методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии – показал любопытный результат: проведение СК-экстракции позволило увеличить количество извлекаемых компонентов. Если в спиртовом экстракте, полученном традиционным методом в аппарате Сокслета, было обнаружено 36 компонентов, то в СК-экстракте древесины можжевельника содержалось 47 компонентов. На первом этапе «разборки» древесной матрицы со степенью достоверности выше 80% было идентифицировано 23 соединения, на втором – 33.

Сверхкритическая экстракция позволила выделить компоненты, которые не удается извлечь из древесины можжевельника с помощью традиционных технологий. Это, например, сескви- и дитерпены кадален (1,3%) и цембрен (0,4%), сесквитерпеновые спирты α-муролол (6,9 %) и спатчуленол (1,5 %). Также был выделен тритерпеновый спирт β-ситостерол (0,8 %). Это вещество представляет интерес для фармакологии, поскольку обладает регенерирующим и антиоксидантным действием. После двухступенчатой обработки в экстрактах преобладал сквален – углеводород тритерпенового ряда природного происхождения, принадлежащий к группе каротиноидов. Сквален используется для повышения иммунитета, снижения холестерина, диагностике и лечении онкологических и вирусных заболеваний.

По оценкам ученых, полученные древесные компоненты перспективны для создания противовоспалительных и противоопухолевых средств. Они также могут использоваться для создания ароматизаторов и отдушек.

Любопытными оказались и результаты проведенных морфологических исследований клеточных стенок. Известно, что в древесине можжевельника обыкновенного отсутствуют смоляные ходы. Эксперимент позволил выявить наличие в полостях клеток шарообразных смолоподобных образований, которые являются местами скопления экстрактивных веществ.

— До применения сверхкритических технологий мы не знали, где именно в древесине можжевельника содержится смола. С помощью сканирующего электронного микроскопа были сделаны микроснимки до и после обработки древесины, которые показали, что в необработанной древесине имеются участки клеточных стенок, покрытые каплями или плотным слоем смолы, – отмечает Анна Красикова.

Полученные результаты были опубликованы в международных научных журналах (Planta, Phytochemical analysis) и получили положительную оценку зарубежных специалистов.

Древесина можжевельника имеет высокую плотность. Растение широко распространено в России (можжевельник обыкновенный растет в лесной и лесостепной зонах европейской части РФ, Западной и частично Восточной Сибири), что делает его перспективным с точки зрения глубокой переработки и получения ценных продуктов.

Пресс-служба ФИЦКИА РАН

Общество

5 марта

Стар­то­вал набор участ­ни­ков пер­вой «Шко­лы карье­ры САФУ-2021»

5 марта

В Поморье до 26 марта про­длится набор на обу­че­ние команд циф­ро­вой экономики

5 марта

На юге Архан­гель­ской области четы­ре отделе­ния занят­ос­ти объе­ди­не­ны в одну структуру

5 марта

В Поморье – крат­ковре­мен­ные отклю­че­ния теле­ради­осиг­нала 8–14 марта

5 марта

Исто­рия геро­ев боль­шой вой­ны: севе­рян приг­лаша­ют к учас­тию в твор­ческ­ом конкурсе

5 марта

«Час Зем­ли-2021»: в рам­ках еже­год­ной акции севе­ря­нам пред­лага­ют прой­ти тест

5 марта

Фонд пре­зи­дентск­их гран­тов допол­нитель­но выде­лил 1,6 млрд руб­лей на под­дер­жку НКО в регионах

4 марта

Пра­витель­ство Архан­гель­ской области соб­рало за одним сто­лом пред­при­ятия, занима­ющие­ся раз­дель­ным сбо­ром ТКО

4 марта

Сер­гей Андре­ев вновь избран гла­вой Новод­винска

4 марта

В Поморье рабо­та­ет школа социаль­ного про­ек­тиро­ва­ния

4 марта

Два ДТП зафик­сиро­вано на доро­гах области за минув­шие сутки

4 марта

Более 200 заявок поступи­ло на област­ной кон­курс про­ек­тов пат­ри­оти­чес­кой нап­равл­ен­ности

4 марта

Алек­сандр Ярем­чук: «Са­мое глав­ное – любить дело, кото­рым занима­ешь­ся, тру­диться и верить в себя»

4 марта

В райо­нах Архан­гель­ской области про­хо­дит кино­мара­фон Arctic open-2021

4 марта

Чем­пи­онат мира по лыж­ным гон­кам-2021: у Натальи Неп­ря­евой – сереб­ро в эстафете

4 марта

Предс­та­ви­те­лей СМИ приг­лаша­ют на эксклю­зив­ный пред­по­каз юби­лей­ной про­граммы «Жем­чужи­на Рус­ско­го Севера»

4 марта

В Архан­гель­ской области води­те­лей транс­пор­тных средств про­ве­рят на трезвость

4 марта

В фев­рале в Архан­гель­ской области зарег­ис­три­ро­ва­но рож­де­ние 636 детей

4 марта

Жур­на­лис­тов и бло­ге­ров приг­лаша­ют на «Меди­аТур»

Похожие новости

2 ноября Губернатор

Вале­рий Фаль­ков положи­тель­но оце­нил шаги пра­витель­ства Архан­гель­ской области по раз­ви­тию науки и высшей школы

2 ноября Губернатор

Глава Миноб­рна­уки Рос­сии Вале­рий Фаль­ков посе­тил Севмаш

2 ноября Общество

В сто­лице Поморья тор­жест­вен­но откры­ли памят­ник ака­де­ми­ку Нико­лаю Лавёрову

30 октября Общество

В Архан­гель­ске обсу­дят гло­баль­ные про­блемы Аркти­ки и Антаркти­ки

30 октября Образование

Пиро­гов­ская олим­пи­ада по химии и био­ло­гии приг­лаша­ет участ­ни­ков

28 октября Общество

Мони­торить сей­сми­чес­кую обста­нов­ку в райо­не Сев­морпу­ти будет новое обо­ру­до­ва­ние

26 октября Общество

В САФУ стар­то­вал новый фор­мат под­гот­ов­ки моло­дых лидеров

26 октября Общество

Про­дол­жа­ет­ся прием заявок на кон­курс упол­номо­чен­ного по пра­вам чело­века в Архан­гель­ской области

19 октября Общество

Прис­ту­пил к рабо­те общест­вен­ный совет Аркти­чес­кой зоны Рос­сийс­кой Федерации

29 сентября Общество

Уче­ные «Рус­ской Аркти­ки» обнару­жили лас­то­чек на севе­ре Новой Земли

23 сентября Образование

Уни­каль­ный про­ект: в Архан­гель­ске откро­ет­ся науч­но-лабо­рат­ор­ный ком­плекс Рос­сийс­кой ака­де­мии наук

21 сентября Общество

Задача – новые фун­дам­ен­таль­ные про­ек­ты: пра­витель­ство Поморья под­писа­ло сог­лаше­ние с РФФИ

17 сентября Образование

Прием заявок на регио­наль­ный кон­курс «Сту­дент года – 2020» про­длен до 20 сентября