Повышение эффективности экстракции биологически активных веществ из растительного сырья методом ультразвукового воздействия

Abstract

Постоянно возрастающие потребности общества в биологически активных веществах, в том числе антиоксидантного характера, обуславливают поиск не только перспективных источников их получения, но и методов экстракции. Высокая вариабельность биологически активных соединений требует развития подходящих стандартных подходов для их извлечения. Подбор метода и параметров ведения процесса экстракции БАВ определяет в дальнейшем свойства экстрагированного вещества и его эффективность воздействия. Нами в качестве механизма активизации процесса экстрагирования предложено ультразвуковое воздействие, характеризующееся наличием упругих колебаний и волн частотой выше 15–20 кГц. В качестве источников природных адаптогенов были выбраны: крапива двудомная (Urtica folia L.) и овес районированный, сорт «Белозерный». В основу эксперимента заложены следующие факторы экстракции: экстрагенты БАВ (вода и водно-спиртовой раствор, концентрация спирта 70 %); обработка УЗ разной мощности (120 Вт и 240 Вт) экстрагента в течение 5 минут; метод экстрагирования (настаивание и дистилляция). Результаты исследований показали, что наибольшей антиоксидантной активностью по отношению к контролю обладают образец экстракта Urtica folia L., полученный при использовании ультразвукового воздействия мощностью 120 Вт. УЗ воздействие мощностью 120 Вт в течение 5 минут весьма эффективно для сохранения антиоксидантов (АОА 2,4043 ± 0, 084 мг/мл при контроле 2,0773 ± 0,06 мг/мл). Ультразвуковой воздействие на зерно в воде мощностью 120 Вт в течение 5 минут активизирует выделение из овса экстрактивных веществ и повышает антиоксидантную активность экстракта. Таким образом, установлено, что ультразвуковая обработка улучшает кинетику экстрагирования и выход биологически активных веществ из субстрата. Constantly increasing needs of the society in biologically active substances including of the antioxidant nature determine the search for not only the promising sources of their production but also for the extraction methods. High variability of biologically active compounds requires the development of suitable standard approaches for their extraction. Selection of the method and parameters of the BAS extraction process determines the properties of the extracted substance and its efficiency in future. As an activation mechanism for the extraction process we have chosen an ultrasonic treatment characterized by the presence of elastic vibrations and waves with a frequency higher than 15–20 kHz. Great nettle (Urtica folia L.) and zoned oats of cv. “Belozerniy” have been selected as sources of natural adaptogene. The experiment is based on the following extraction factors: BAS extraction agents (water and water-alcohol solution with 70 % of alcohol concentration), ultrasonic processing of an extraction agent with different power (120 W and 24 0W) for 5 minutes, extraction method (infusion and distillation). The results of the analysis have shown that the sample of Urtica folia L. extract obtained by using 120 W ultrasonic processing possesses the greatest antioxidant activity in relation to the control. Ultrasonic processing of 120 W for 5 minutes is very effective for preserving antioxidants (АОА 2.4043 ± 0.084 mg/ml at a control of 2.0773 ± 0.06 mg/ml). The ultrasonic effect on the grain in water with a power of 120 W for 5 minutes activates the release of extractive substances from oat and increases the antioxidant activity of the extract. Thus, it has been found that ultrasonic treatment improves the kinetics of extraction and the release of biologically active substances from the substrate.