Сверхкритический экстракт из бурой водоросли Японского моря Undaria pinnatifida как источник биологически активных веществ

Биологически активные вещества водорослей имеют практическое применение в фармацевтической отрасли, производстве продуктов питания для человека и кормов для животных и в других сферах. Получение химически безопасных экстрактов высокого качества из бурых водорослей, характеризующихся широким спектром биологически активных веществ, является актуальной задачей. Целью представленного исследования являлась характеристика сверхкритического экстракта из бурой водоросли U. pinnatifida, идентификация и оценка содержания биологически активных веществ. Содержание каротиноидов, фенольных соединений, маннита определяли спектрофотометрическим методом, жирнокислотный анализ проводили с помощью газо-жидкостной хроматографии, качественный состав каротиноидов и фенольных соединений анализировали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Сверхкритическая экстракция СО₂ с использованием в качестве полярного модификатора этилового спирта бурой водоросли U. рinnatifida характеризуется высокой эффективностью в части извлечения жирных кислот, каротиноидов и фенольных соединений. Каротиноидный профиль полученного сверхкритического экстракта бурой водоросли U. рinnatifida характеризуется присутствием 14 представителей, максимально представлены фукоксантин (58,1% от суммы), зеаксантин (12,6% от суммы) и фукоксантинол (14,5% от суммы). Жирнокислотный состав сверхкритического экстракта бурой водоросли U. рinnatifida определяется присутствием 20 представителей, основными из которых являются пальмитиновая, олеиновая, арахидоновая и эйкозопентаеновая кислоты. Класс полиненасыщенных жирных кислот является преобладающим, содержание жирных кислот семейств ώ-6 и ώ-3 несущественно различается. Установлено, что общее содержание фенольных соединений составляет 13,45+0,43 мг галловой кислоты/г, наиболее представлены эпикатехин, галлатэпигаллокатехин, сиринговая, кумаровая, феруловая и салициловая кислоты.

1. Craigie J.S. Seaweed extract stimuli in plant science and agriculture // Journal of Applied Phycology. 2011. Vol. 23, no. 3. P. 371–393. https://doi.org/10.1007/s10811-010-9560-4.

2. Gerasimenko N.I., Martyyas E.A., Busarova N.G. Composition of lipids and biological activity of lipids and photosynthetic pigments from algae of the families Laminariaceae and Alariaceae // Chemistry of Natural Compounds. 2012. Vol. 48, no. 5. P. 737−741. https://doi.org/10.1007/s10600-012-0371-5. EDN: RGDLHZ.

3. Суховеева М.В., Подкорытова А.В. Промысловые водоросли и травы морей Дальнего Востока: биология, распространение, запасы, технология переработки: монография. Владивосток: ТИНРО-центр, 2006. 243 с. EDN: QKYIZV.

4. Табакаева О.В., Табакаев А.В. Биологически активные вещества потенциально промысловых бурых водорослей Дальневосточного региона // Вопросы питания. 2016. Т. 85. N 3. С. 126−133. EDN: WFGBEB.

5. Rajauria G. In-vitro antioxidant properties of lipophilic antioxidant compounds from 3 brown seaweed // Antioxidants. 2019. Vol. 8, no. 12. P. 596−599. https://doi.org/10.3390/antiox8120596.

6. Meresse S., Fodil M., Fleury F. Fucoxanthin, a marine-derived carotenoid from brown seaweeds and microalgae: a promising bioactive compound for cancer therapy // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21, no. 23. P. 9273−9278. https://doi.org/10.3390/ijms21239273.

7. Jesumani V., Du H., Aslam M. Potential use of seaweed bioactive compounds in skincare // Marine Drugs. 2019. Vol. 17, no. 12. P. 688−694. https://doi.org/10.3390/md17120688.

8. Gupta S., Abu-Ghannam N. Recent developments in the application of seaweeds or seaweed extracts as a means for enhancing the safety and quality attributes of foods // Innovative Food Science and Emerging Technologies. 2011. Vol. 12, no. 4. P. 600–609. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2011.07.004.

9. Salehi B., Sharifi-Rad J., Seca A.M.L., Pinto D.C.G.A., Michalak I., Trincone A., et al. Current trends on seaweeds: looking at chemical composition, phytopharmacology, and cosmetic applications // Molecules. 2019. Vol. 24, no. 22. P. 4182. https://doi.org/10.3390/molecules24224182.

10. Herrero M., Mendiola J.A., Cifuentes A., Ibañez E. Supercritical fluid extraction: recent advances and applications // Journal of Chromatography A. 2010. Vol. 1217, no. 16. P. 2495–2511. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.12.019.

11. Herrero M., Cifuentes A., Ibañez E. Suband supercritical fluid extraction of functional ingredients from different natural sources: plants, food-by-products, algae and microalgae // Food Chemistry. 2006. Vol. 98, no. 1. P. 136−148. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.05.058.

12. Valderrama J.O., Perrut M., Majewski W. Extraction of astaxantine and phycocyanine from microalgae with supercritical carbon dioxide // Journal of Chemical and Engineering. 2003. Vol. 48, no. 4. P. 827–830. https://doi.org/10.1021/je020128r.

13. Razgonova M.P., Tekutyeva L.A., Podvolotskaya A.B., Zakharenko A.M., Golokhvast K. Zostera marina L.: supercritical CO2-extraction and mass spectrometric characterization of chemical constituents recovered from seagrass // Separations. 2022. Vol. 9, no. 7. P. 182. https://doi.org/10.3390/separations9070182.

14. Razgonova M.P., Cherevach E.I., Tekutyeva L.A., Kirilenko N.S., Golokhvast K. Maackia amurensis Rupr. et Maxim.: supercritical CO2-extraction and mass spectrometric characterization of chemical constituents // Molecules. 2023. Vol. 28, no. 5. P. 2026. https://doi.org/10.3390/molecules28052026.

15. Дизюров В.Д., Кулепанов В.Н., Шапошникова Т.В. Атлас массовых видов водорослей и морских трав российского Дальнего Востока: монография. Владивосток: ТИНРО-центр, 2008. 328 с. EDN: QKTKOP.

16. Britton G., Liaaen-Jensen S., Pfander H. Carotenoids. Isolation and analysis. Basel: Birkhäuser Verlag, 1995. Vol. 1A. 328 p.

17. Новак И.С. Количественный анализ методом газовой хроматографии. М.: Мир, 1978. 180 с.

18. Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of a macro-scale method to the micro-scale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extracts // Journal of Chromatography A. 1978. Vol. 151. Р. 384−390. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)88356-9.

19. Табакаева О.В., Семилетова Е.В. Фитохимический состав потенциально промысловых бурых водорослей Дальневосточного региона // Химия природных соединений. 2015. N 4. С. 529−531.

20. Pereira A.G., Otero P., Echave J., Carreira-Casais A., Chamorro F., Collazo N., et al. Xanthophylls from the sea: algae as source of bioactive carotenoids // Marine Drugs. 2021. Vol. 19, no. 4. P. 188. https://doi.org/10.3390/md19040188.

21. Heffernan N., Smyth T., FitzGerald R.J., Vila-Soler A., Mendiola J., Ibáñez E., et al. Comparison of extraction methods for selected carotenoids from macroalgae and the assessment of their seasonal/spatial variation // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2016. Vol. 37. Р. 221–228. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2016.06.004.