Архангельские химики исследуют свойства хитинсодержащих комплексов (ХСК), полученных методом сверхкритической флюидной экстракции природного сырья. Такие сорбенты имеют большой потенциал для использования в биомедицине и сельском хозяйстве.
Дереворазрушающие грибы и лишайники являются сырьём для получения ХСК, которые могут использоваться в качестве источника пищевых волокон и энтеросорбентов, способных связывать токсические вещества в желудочно-кишечном тракте человека и животных.
В научной литературе и в практике традиционно применяется метод кислотно-щелочного гидролиза для выделения хитина (ХСК) из природного сырья. Учёные Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН впервые применили метод сверхкритической флюидной экстракции (СКФЭ) для выделения ХСК из трутовых грибов вида Fomes fomentarius и лишайника вида Peltigera aphthosa. Метод СКФЭ позволяет также получать высококачественный экстракт, обогащённый полифенолами, – антиоксидантными компонентами для создания биологически активных добавок.
В результате экстрагирования лекарственного сырья образуется жидкий экстракт и твёрдый кубовый остаток. Оба компонента обладают биологической активностью и могут иметь разные области применения (например, в биомедицине и ветеринарии). Экстракт обладает антиоксидантными, а кубовый остаток – энтеросорбционными свойствами. Хитинсодержащие комплексы абсолютно безвредны для человека и животных: они являются биологически разлагаемыми, биосовместимыми природными веществами.
Как пояснила ведущий научный сотрудник лаборатории химии растительных биополимеров ФИЦКИА УрО РАН Ольга Бровко, если при кислотно-щелочном гидролизе грибного и лишайникового сырья кубовый остаток (ХСК) составляет около 30-35 % исходного вещества, то при использовании СКФЭ – от 50 до 86 % (в зависимости от условий экстракции: температура, давление и продолжительность процесса).
– Мы оценили ключевой показатель выделенного хитинсодержащего комплекса – его сорбционную ёмкость, – рассказывает Ольга Бровко. – Оценка традиционно выполняется с помощью эталонных органических красителей (конго красный и метиленовый голубой). Это аналоги эндотоксинов (бактериальных токсических веществ), возникающих при заболеваниях любой этиологии. Оценивается, насколько обесцвечивается краситель в процессе сорбции. Мы получили очень высокий результат по величине сорбционной ёмкости.
Как пояснил молодой учёный лаборатории химии растительных биополимеров Дмитрий Жильцов, первый этап исследований сорбционных свойств ХСК продемонстрировал их высокую эффективность.
– Установлено, что выделенные хитинсодержащие комплексы способны сорбировать от 320 до 384 миллиграммов метиленового голубого на грамм ХСК и 30-35 миллиграммов конго красного на грамм сорбирующего вещества. Нижняя граница по требованию ГОСТа по адсорбции метиленового голубого составляет 35 миллиграммов на грамм. Всё это говорит о том, что полученный ХСК можно применять в качестве энтеросорбента, – пояснил Дмитрий Жильцов.
Учёные также сообщили, что на поверхности полученных комплексов присутствуют как кислотные, так и основные центры адсорбции, что свидетельствует об их полиамфолитности. Это означает, что комплекс способен поглощать как положительно, так и отрицательно заряженные токсиканты.
Следующей фазой эксперимента должно стать испытание ХСК посевом полезной микрофлоры, которое будет выполняться при участии специалистов-микробиологов. Исследование должно показать, может ли ХСК быть источником роста полезной микрофлоры и положительно влиять на бактериальный баланс.
Отметим, что грибы и лишайники, предлагаемые архангельскими учёными в качестве сырья для получения ХСК, типичны для нашего региона и севера России в целом. Fomes fomentarius – один из самых распространённых дереворазрушающих грибов в Архангельской области, растущих на лиственных деревьях (преимущественно на берёзе и осине). Peltigera aphthosa – наиболее быстрорастущий лишайник с высоким содержанием хитина.
Исходный образец
(лишайник вида P. aphthosa)
ХСК, выделенный методом сверхкритической
флюидной экстракции диоксидом углерода
