ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ – КЛЮЧ К ЗЕЛЕНОЙ ХИМИИ

Дереворазрушающие грибы и лишайники служат сырьем для получения ХСК, которые могут использоваться в качестве источника пищевых волокон и энтеросорбентов, способных связывать токсические вещества в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Сегодня для выделения хитина из природного сырья традиционно применяется метод кислотно-щелочного гидролиза. Ученые 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. Этот метод позволяет также получать высококачественный экстракт, обогащенный полифенолами — антиоксидантными компонентами для создания биологически активных добавок.

В результате экстрагирования лекарственного сырья образуются жидкий экстракт и твердый 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. Не менее важно, что грибы и лишайники, предлагаемые архангельскими учеными в качестве сырья для получения ХСК, типичны для нашего региона и севера России в целом. Fomes fomentarius — один из самых распространенных дереворазрушающих грибов в Архангельской области, растущих на лиственных деревьях (преимущественно на березе и осине), а Peltigera aphthosa — наиболее быстрорастущий лишайник с высоким содержанием хитина.

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 емкость, — рассказывает Ольга Бровко. — Такая оценка выполняется с помощью эталонных органических красителей, которые выступают как аналоги эндотоксинов (бактериальных токсических веществ), возникающих при заболеваниях любой этиологии. Оценивается, насколько обесцвечивается краситель в процессе сорбции. Мы получили очень высокий результат.

Как пояснил молодой ученый 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, в то время как нижняя граница по требованию ГОСТа по адсорбции метиленового голубого составляет 35 миллиграммов на грамм. Это говорит о том, что полученный ХСК можно применять в качестве энтеросорбента, — отметил Дмитрий Жильцов.

На поверхности полученных комплексов присутствуют как кислотные, так и основные центры адсорбции, что свидетельствует об их полиамфолитности — способности комплекса 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.