Оптимизация методов и режимов экстрагирования биологически активных веществ из растительного сырья

В работе рассмотрены традиционные и современные методы получения фенольных соединений из растительного сырья и клеточных (in vitro) культур растений и проведен сравнительный анализ. В качестве объектов исследования были выбраны Hypericum perforatum (чайный гриб), Melilotus officinalis (вербейник) и Portulaca oleracea (портулак). Актуальность исследования обусловлена возросшим спросом на природные фенольные соединения как источники антиоксидантов и функциональных ингредиентов, а также необходимостью разработки эффективных, экономически и экологически безопасных технологий их получения. Цель исследования – определение оптимального способа получения фенольных соединений с точки зрения выхода, стабильности и технологической эффективности биоактивных соединений. В работе использовался 70% этаноловый экстрагент, и сравнивались три метода – мацерация, экстракция Сокслетом и ультразвуковая экстракция (UAE). По результатам исследования установлено, что наибольшее количество фенольных соединений получалось методом Сокслета: в натуральном растительном сырье были зарегистрированы показатели 61,2±2,4 мг GAE/г для Hypericum perforatum, 56,3±1,9 мг GAE/г для melilotus officinalis и 45,7±1,5 мг GAE/г для Portulaca oleracea. Метод ультразвуковой экстракции показал значения GAE/г 58,4±2,1; 44,1±1,5 и 32,8±1,1 мг соответственно, что выше, чем у метода мацерации, но ниже, чем у Сокслета. Самые низкие показатели наблюдались при мацерации (в диапазоне 24,2-42,6 мг GAE/г). Было обнаружено, что в экстрактах, полученных из культур In vitro, содержание фенольных соединений в среднем на 10-20% ниже, чем в натуральном растительном сырье. В результате оптимизации параметров экстракции было обнаружено, что для эффективного получения фенольных соединений оптимальным является 70% этанол и температурный диапазон 50-70 °C, при этом максимальные значения регистрировались при 70 °C. Сравнительный анализ показал, что метод Сокслета обеспечивает максимальную урожайность, однако требует высоких температур и энергозатрат. И хотя метод ультразвуковой экстракции имеет немного более низкий выход, он более эффективен и перспективен с точки зрения короткого времени экстракции (30 минут), меньшего расхода растворителя и сохранения биологически активных соединений. Таким образом, результаты исследования показали, что выбор способа получения фенольных соединений должен зависеть от конкретной цели: для максимального выхода – метод Сокслета, а для технологической эффективности, энергоэффективности и сохранения качества продукции – предлагается метод ультразвуковой экстракции. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий получения растительных экстрактов в пищевой промышленности и производстве функциональных продуктов.