ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТЕСТОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОВОЛНОВОГО ЭКСТРАГИРОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
1, научный сотрудник
2, канд. тех. наук
3 , старший преподаватель
2, аспирант
1 – ГУ «Институт глазных болезней и тканевой терапии им. НАМН Украины»
Французский бульвар, 49/51, г. Одесса, Украина, 65061. e-mail: *****@***ru
2 – Одесская национальная академия пищевых технологий
/3, г. Одесса 65012, Украина. e-mail: tasir. *****@***com
3 – Одесский национальный университет им.
Шампанский пер., 2, г. Одесса 65058,Украина. е-mail: kolomiychuk_odes@mail.ru
На биологических тестах исследовали эффективность экстрактов из грибов вешенки и Шии - таке, полученных с использованием микроволновой технологии. Установлено, что исследуемые экстракты грибов существенно стимулируют защитные системы организма мышей, повышая сопротивляемость к воздействию отравляющих веществ и соответственно увеличивают продолжительность жизни. Показано, что экстракт из Шии-таке имеет более высокую биологическую активность при сравнении с экстрактом из вешенки. Установлено, что использование микроволновых технологий при экстрагировании БАВ позволяет значительно повысить биологическую активность полученных экстрактов, о чем свидетельствуют более высокие показатели дрожжевого теста и общей антиокислительной активности экстрактов в эксперименте in vitro.
Ключевые слова: микроволновая экстракция, грибы, биологические тесты, антиокислительная активность.
Вступление. Ухудшение экологической обстановки в условиях хронического воздействия природных и антропогенных факторов приводят к повышенной нагрузке антиоксидантной и детоксикационной систем органов и тканей и, как результат, к ослаблению адаптационных возможностей организма. В связи с чем, разработка новых эффективных средств, направленных на коррекцию или стабилизацию метаболических систем организма, позволяющих повысить устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды, особенно в экстремальных условиях (переохлаждение, загрязнение радионуклидами и пестицидами и т. д.), является важной задачей фармакологической науки.
Известно, что препараты, полученные из растительного сырья при сравнении с химическими средствами имеют меньшую непереносимость и оказывают не столь выраженное побочное действие.
В растительном сырье содержатся аминокислоты, витамины, минеральные вещества и другие специфические соединения, определяющие их использование в профилактике различных патологических состояний организма. Так, например, помимо вышеперечисленных физиологически активных веществ, 1,3- R - D - глюканы грибов (пентинан, шизифилан, курдлан) имеют противоопухолевую активность.
Поэтому при переработке и экстрагировании БАВ из растительного сырья, с целью сохранения их фармакологического действия, необходимо учитывать, что в нем содержатся соединения различных классов.
В настоящее время большое внимание уделяется исследованиям лекарственным средствам природного происхождения, разработке их модификаций и технологии производства. Кроме того, вопросы интенсификации технологических процессов экстрагирования БАВ относится к современным проблемам технологии фитохимических лекарственных средств.
Применение микроволновых технологий позволяет значительно повысить скорость и эффективность экстрагирования веществ с растительного сырья. Важным достоинством микроволнового экстрагирования биологически активных соединений является сохранение их физиологической активности, экологическая безопасность, а также относительно низкая себестоимость [4-9].
Цель нашей работы состояла в исследовании на биологических тестах эффективности экстрагирования биологически активных веществ из грибов с применением микроволновой технологии.
Материал и методы
Плодовые тела дереворазрушающего гриба вешенки и Шии – таке (Lentinus edodes) измельчали и использовали для экстрагирования БАВ с помощью аппарата Сокслета в течении 3 часов без и с микроволновой обработкой в течении 5 мин (600 Вт).
Для оценки влияния биологически активных веществ полученных экстрактов (обычное встряхивание, Сокслет-экстракция и Сокслет-экстракция в сочетании с микроволновой обработкой) грибов использовали дрожжевой тест, принцип которого состоит в способности экстракта ускорять рост и размножение дрожжевых клеток. Эффект оценивали колориметрическим методом. Исследования проводили с чистой культурой Saccharomyces cereisiae (штам 47) в стерильных условиях. Дрожжевую суспению (водный раствор 3-суточной культуры с оптической плотностью 0,05 – 0,06 ед.) помещали в стерильные пробирки. В опытные пробирки добавляли 1 мл экстракта и 5 мл раствора Ридера, а в контрольные – соответствующий объем физиологического раствора. Через 20 часов после инкубации при 28ºС измеряли оптическую плотность раствора и по разнице между опытной и контрольными пробами судили об активности препарата (усл. ед.).
Исследования антитоксического действия экстрактов были проведены на белых нелинейных мышах при однократной инъекции 0,02 мл 0,01% раствора стрихнина (по 10 животных) и 1,5% раствора нитрита натрия (вызывает кислородное голодание смешанного типа) в дозе 0,2 мл ( по 10 животных) на 10 г массы животного. Предварительно в течение 10 дней опытным (введение экстракта) и и контрольным (введение физиологического раствора) вводили испытуемый препарат. При иследовании антигипоксического действия экстракта у мышей (по 10 животных) вызывали гистотоксическую гипоксию введением нитропруссида натрия в дозе 20 мг/кг массы, которым предварительно вводили за 3 часа экстракт (контроль – физиологический раствор). Результаты биотестирования оценивали по продолжительности жизни.
Полученные экстракты использовали также для определения общей антиокислительной активности в эксперименте in vitro.
Данные обрабатывали при помощи компьютерной программы “Statistica 5.5”.
Результаты и обсуждение
Исследование биологической активности экстрактов из плодовых тел вешенки на дрожжевом тесте показало, что при использовании Сокслет – экстракции отмечалась тенденция к увеличению роста и размножения дрожжевых клеток на 8,8%, а при микроволновой обработке – на 115,8 (р<0,01) по отношению к группе «встряхивание» (табл. 1). Применение экстракта из Шии-таке вызывало увеличение активности на 11,6% (р<0,05) при Сокслет-экстракции и на 15,9% при Сокслет-экстракции в сочетании микроволновой обработкой (р<0,01) при сравнении с простым встряхиванием (табл. 1).
Таблица 1
Иследование биологической активности экстрактов из плодовых тел вешенки и Шии-таке на дрожжевом тесте
Стат. показ. | Экстракт из вешенки | Экстракт из Шии-таке | ||||
Встряхивание | Сокслет – экстракция | МВО+ Сокслет – экстракция | Встряхивание | Сокслет – экстракция | МВО+ Сокслет – экстракция | |
n M m p1 p2 | 18 0,057 0,002 - - | 18 0,062 0,003 >0,05 - | 18 0,066 0,002 <0,01 >0,05 | 19 0,069 0,003 - - | 19 0,077 0,003 <0,05 - | 19 0,080 0,002 <0,01 >0,05 |
Примечания: p1 - уровень значимости по отношению к контролю; p2 - уровень значимости по отношению к данным с Сокслет – экстракцией
Следует отметить, что экстракт из Шии-таке показал более высокую биологическую активность на дрожжевом тесте: во всех трех способах экстрагирования активность препарата из Шии-таке была значимо выше на 21-24% по отношению к соответствующим способам с использованием экстракта из вешенки.
При определении антиокислительной активности в эксперименте in vitro (табл. 2) нами было установлено, что экстракты, полученные при использовании микроволнового поля, проявляют большую общую антиокислительную активность при сравнении с экстрактами после Сокслет – экстракции (на 11,1%, р>0,05) и особенно по отношению к контролю ( на 19,2%, р<0,05).
При иследовании антитоксического и антигипоксического действия экстракта из грибов Шии-таке (рис. 1) после комбинированного экстрагирования установлено достоверное увеличение продолжительности жизни мышей на 18% (стрихниновый тест), на 25,8% (при введении нитрита натрия) и на 28,3% (при гипоксии) по отношению к контрольным животным.
Таблица 2
Общая антиокислительная активность (%) экстрактов из плодовых тел гриба Шии – таке в эксперименте in vitro
Статистич. показатели | Условия экстрагирования | ||
Контроль | Сокслет – экстракция | МВО+Сокслет – экстракция | |
n M ± m p1 p2 | 7 26 ± 1 - - | 7 28 ± 1 >0,05 - | 7 31 ± 2 <0,05 >0,05 |
Примечания: p1 - уровень значимости по отношению к контролю; p2 - уровень значимости по отношению к данным с Сокслет – экстракцией
Рис. 1 Относительный показатель антитоксического и антигипоксического действия экстракта Шии-таке
ВЫВОДЫ
Показано, что экстракт из Шии-таке имеет более высокую биологическую активность при сравнении с экстрактом из вешенки.
Установлено, что использование микроволновых технологий при экстрагировании БАВ позволяет значительно повысить биологическую активность полученных экстрактов, о чем свидетельствуют более высокие показатели дрожжевого теста и общей антиокислительной активности экстрактов в эксперименте in vitro.
Установлено, что исследуемые экстракты грибов существенно стимулируют защитные системы организма мышей, повышая сопротивляемость к воздействию отравляющих веществ и соответственно увеличивают продолжительность жизни.
Применение микроволновых технологий позволит значительно уменьшить время экстрагирования веществ из сырья и увеличить производительность экстрактора по сравнению с традиционными методами.
Литература
1. , , Лысов сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов. М.: Лесная и пищевая промышленность, 1981. – 197 с.
2. Horsten D. V., Saghir S. Herstellung qualitativ hochwertiger Trockenprodukte: Kombination von Mikrowellen und Warmluft // Landtechnik. 1999. B. 54. S. 282-283.
3. Yang, H. H., Tang J. Advances in Agricultural Science and Technology. Vol. 1. Advances in Bioprocessing Engineering/ New Jersey, London, Singapore, Hong Kong: Eds Xiusheng Harrison Yang, Juming Tang. World Scientific, 2002. – 172 р.
4. Іванов перерозподілу компонентів, що витягаються, у частках сировини на процес екстрагування // Вісник Воронезького державного університету. Серія: Хімія. Біологія, 2006. – № 2. – с. 47-50.
5. Федорчук- І.. Механізм та кінетика екстрагування цільових компонентів з насіння амаранту / Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук. Львів, 2008. – 27 с.
6. , , Бошков микроволновых технологий для экстрагирования биологически активных веществ и оценка их биологической активности // Микроволновые технологии в народном хозяйстве. Одесса, 2009. – Вып. 7-8. – стр. 57-61.
7. , Сангели экстракция биологически активных соединений из растительного сырья // Микроволновые технологии в народном хозяйстве. Одесса, 2009. – Вып. 7-8. – стр. 61-65.
8. Калинин анализ условий экстрагирования растительного сырья в пищевом и фармацевтическом производстве // Микроволновые технологии в народном хозяйстве. Одесса, 2009. – Вып. 7-8. – стр. 9-14.
9. Бошкова І. Л., , Сивун аналітичного дослідження процесів мікрохвильового екстрагування // Наукові праці ОНАХТ. Одеса, 2009. – Вип. 35. – Т.1. – с. 5-7.
10. Тканевая терапия. Под ред. Акад. АМН СССР Киев «Здоров’я»1975208 с.
11. Смагулова, действие комплексного растительного
средства «Фитотон» в условиях эксперимента / , , // Сибирский медицинский журнал. – 2008. – Т. 97, № 4. – С. 80 – 82.
