В ТГУ создают функциональное питание и удобрения на основе хвои пихты

Соединения в хвое пихты сибирской, положительно влияющие на организм, помогающие пищеварению и работе печени, определили исследователи химфака (ХФ) Томского государственного университета (ТГУ), 20 марта сообщает пресс-служба вуза.

Эксперименты, благодаря которым химики ТГУ выяснили, какие соединения придают пихтовому экстракту антиоксидантные свойства и какие экстракты из пихты можно использовать в качестве биологической добавки к пище, а какие — для удобрения почвы, прошли при поддержке Передовой инженерной школы (ПИШ) «Агробиотек» ТГУ.

Результатом исследований стало получение в декабре 2023 года учеными ТГУ патента на изобретение «Способ полуколичественного определения тритерпеновых кислот в экстрактах древесной зелени пихты сибирской методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии» (2810636 28.12.2023).

В Сибири пихтовые отвары и чаи давно пользуются у местных жителей заслуженной популярностью. Издавна они помогали ссыльным поддерживать иммунитет. Однако, какие именно вещества в них осуществляют такое действие, ранее не было точно известно. Получают экстракт в промышленных условиях методом, напоминающим длительное заваривание чая.

Химики ТГУ экспериментально установили, какие именно полипренолы (природные биорегуляторы) и жирные кислоты содержит пихтовый экстракт (именно в нем содержится максимум полезных веществ), а также выявили в его составе целый комплекс тритерпеновых кислот.

Эти кислоты являются высокоэффективным природным регулятором роста и развития растений, индуктором их иммунитета, обладающим к тому же фунгицидными, антибактериальными и антивирусными свойствами.

Исследование экстракта пихты показало, что он обладает высокой антиоксидантной активностью. Процессы окисления в клетках живых организмов идут постоянно за счет действия свободных радикалов. Эти частицы образуются в организме в результате обменных процессов, но могут попадать в организм и извне.

Так как свободный радикал характеризуется отсутствием одного или нескольких электронов, он стремится вступить в реакцию, чтобы забрать их из соседних атомов или молекул, разрушая последние. Излишние окислительные реакции провоцируют развитие различных заболеваний, в том числе диабета и болезни Альцгеймера.

При этом, как установили в ходе экспериментов химики ТГУ, обработка живых клеток раствором экстракта пихты приводит к замедлению процессов окисления. То есть экстракт усиливает антиоксидантную активность организма, замедляя старение, позволяя макро- и микроэлементам в организме выполнять свои функции, а не окисляться.

Руководитель проекта, завкафедрой природных соединений, фармацевтической и медицинской химии ХФ ТГУ Ирина Курзина рассказала о проведенных экспериментах:

«Исследования на клетках человека дали не только положительный результат, но и отсутствие побочных эффектов: воспалительной и аллергической реакции, повышения температуры. Это показывает совместимость препарата с организмом и делает возможным употребление экстракта хвои в качестве БАДа».

БАДы — биологически активные добавки к пище. Прием таких добавок на основе природного сырья позволяет точечно или комплексно оказывать влияние на различные функции организма, в том числе кровообращение, пищеварение, иммунитет и др. БАДы не являются лекарством, но они обязательно проходят проверку на отсутствие прямого вреда здоровью человека при соблюдении рекомендуемых дозировок.

Свои дальнейшие усилия в изучении полезных свойств экстракта хвои химики ТГУ сконцентрируют на тщательном изучении причин и особенностей его влияния на организм человека, в том числе проведут испытания на людях. Они намерены расширить выборку людей, провести анализ на совместимость с хроническими заболеваниями, определить оптимальные концентрации для приема.

Исследователи не исключают, что в будущем они смогут добиться фармакологической аттестации их БАДов на основе экстракта хвои пихты на присвоение им статуса лекарственного средства.

Отдельная группа ученых определяет влияние экстракта хвои на растения. В 2023 году они провели первые полевые испытания в открытом грунте растворов экстрактов, которые показали повышение урожайности минимум в 1,5–2 раза.

Для этих испытаний они в лаборатории изготовили пять экстрактов с различным составом и из каждого приготовили пять типов концентрации раствора. Эксперимент проводился с использованием семян сои, ячменя и пшеницы. Он показал, что три раствора показали эффективность при минимальной концентрации. Но вот превышение концентрации главного компонента, влияющего на урожайность, — тритерпеновой кислоты — может убить семя.

«На сегодняшний момент единственный источник тритерпеновых кислот — хвойные растения, только в них эти кислоты есть в необходимой большой концентрации. Синтезировать их практически невозможно, — пояснила Ирина Курзина. — Сейчас в промышленности нет механизма извлечения кислот из хвои, так что мы сделаем первый такой препарат, и полевые испытания — это первая стадия запуска производства экстрактов».

Хотя полевые испытания прошли в Томске, препарат тем не менее можно будет использовать по всей России, так как обработка растений должна выполняться на первой стадии всхожести, причем результат от почвы практически не зависит. Стадию внедрения препарата исследователи совместно с промышленным партнером намерены провести после повторных полевых испытаний.

«Наша цель — сделать технологию, которая не только берет от природы, но и восстанавливает ее. Для этого недостаточно просто год за годом засыпать в землю азотные удобрения, — отмечает руководитель проекта. — Сегодня век природоподобных технологий: мы подсматриваем за природой, повторяем за ней и стараемся не нарушать ее».