Оптимизация параметров экстракции целевых биологически активных соединений из травы Echium vulgare L.

Введение. Растения рода Echium L., в частности наиболее распространенный в России синяк обыкновенный (Echium vulgare L.), содержат флавоноиды и гидроксикоричные кислоты, которые определяют их антиоксидантные, противовоспалительные и антимикробные свойства. Для извлечения максимального количества фенольных соединений важным этапом является оптимизация технологии экстракции их из растительного сырья.

Цель. Подбор оптимальных параметров экстракции флавоноидов и гидроксикоричных кислот из травы Echium vulgare L.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования использовали траву Echium vulgare L., собранную в фазу цветения в Новосибирской области. Оптимизацию проводили по следующим параметрам: степень измельчения сырья, концентрация этанола в экстрагенте, соотношение сырья и растворителя, температурно-временной режим и кратность экстракции. Содержание флавоноидов и гидроксикоричных кислот определяли спектрофотометрическим методом. Температурно-временной режим оптимизировали по модели, построенной с использованием D-оптимального плана второго порядка.

Результаты и обсуждение. Было установлено, что оптимальный размер частиц сырья составляет 0,2–1,0 мм. Максимальная извлекаемость фенольных соединений наблюдается при использовании водно-спиртовых растворов с концентрацией этанола 40–70 %. Наиболее эффективное соотношение сырья и экстрагента составляет 1 : 30 – 1 : 50. Наибольшая извлекаемость флавоноидов достигается при температуре 80–100 °C и продолжительности экстракции 20–40 мин. Рекомендована двукратная экстракция, при которой извлекается более 92 % целевых соединений.

Заключение. Был разработан режим экстракции биологически активных соединений из травы Echium vulgare L., обеспечивающий максимальный выход фенольных соединений при технологической и экономической эффективности процесса.

1. Sheydaei P., Amaral M. E., Duarte A. P. Genus Echium L.: Phytochemical Characterization and Bioactivity Evaluation for Drug Discovery. Plants. 2025;14(16):2548. https://doi.org/10.3390/plants14162548

2. Kararenk A. C., Sönmez H. R., Asgarli T., Tekman E., Dişli F. T., Yuca H., Yaman M. E., Atila A., Çeçen Ö., Bona M., Karakaya S., Kiliç C. S., Duman H., Güvenalp Z. Comprehensive Analysis of Elemental and Metabolite Composition in Boraginaceae Species From Türkiye. Chemistry & Biodiversity. 2025;22(5):e202402331. https://doi.org/10.1002/cbdv.202402331

3. Богданов А. В., Круглов Д. С., Величко В. В. Содержание фенольных соединений в траве Echium vulgare L. в онтогенезе. В сб.: Всероссийская научно-практическая конференция «Создание конкурентоспособных лекарств – приоритетное направление развития фармацевтической науки». Пермь: ПГФА; 2025. С.128–131

4. Корулькин Д. Ю., Абилов Ж. А., Музычкина Р. А., Толстиков Г. А. Природные флавоноиды. Новосибирск: Гео; 2007. 232 с.

5. Ganeshpurkar A., Saluja A. K. The Pharmacological Potential of Rutin. Saudi Pharmaceutical Journal. 2017;25(2):149–164. https://doi.org/10.1016/j.jsps.2016.04.025

6. Zhang J., Cui X., Zhang M., Bai B., Yang Y., Fan S. The antibacterial mechanism of perilla rosmarinic acid. Biotechnology and Applied Biochemistry. 2022;69(4):1757–1764. https://doi.org/10.1002/bab.2248

7. Azmir J., Zaidul I. S. M., Rahman M. M., Sharif K. M., Mohamed A., Sahena F., Jahurul M. H. A., Ghafoor K., Norulaini N. A. N., Omar A. K. M. Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review. Journal of Food Engineering. 2013;117(4):426–436. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.01.014

8. Shpilev P.V. D-optimal designs for a multidimensional second-degree polynomial model with no intercept. Statistics & Probability Letters. 2024;215:110228. https://doi.org/10.1016/j.spl.2024.110228

9. Montgomery D. C. Design and Analysis of Experiments. 10th ed. Hoboken: John Wiley & Sons; 2019. 688 p.

10. Williams O., Lester E., Kingman S., Giddings D., Lormor S., Eastwick C. Benefits of dry comminution of biomass pellets in a knife mill. Biosystems Engineering. 2017;160:42–54. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2017.05.011

11. Круглов Д. С. Исключение влияния экзогенного загрязнения на микроэлементный состав лекарственных растений. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2024;14(6):698–706. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2024-617

12. Dai J., Mumper R. J. Plant phenolics: extraction, analysis and their antioxidant and anticancer properties. Molecules. 2010;15(10):7313–7352. https://doi.org/10.3390/molecules15107313

13. Li Q. Using R for Data Analysis in Social Sciences: A Research Project-Oriented Approach. Oxford: Oxford University Press; 2018. 304 p.

14. Rousseeuw P. J., Hubert M. Anomaly detection by robust statistics. Wiley Interdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery. 2018;8(2):e1236. https://doi.org/10.1002/widm.1236

15. Zhang Q.-W., Lin L.-G., Ye W.-C. Techniques for extraction and isolation of natural products: a comprehensive review. Chinese Medicine. 2018;13:20. https://doi.org/10.1186/s13020-018-0177-x