Биохимический состав биоматериала из miliusa sinensis на основе сырья Вьетнама

Введение

В настоящее время наблюдается повышенный интерес к исследованиям, связанным с применением биологически активных веществ и биоматериалов природного происхождения для очистки воды. Научная группа кафедры биотехнологии, факультета химии и окружающей среды Тхюйлойского университета в Ханое, Вьетнам, проводит исследование химического состава и биологической активности некоторых видов растений рода Miliusa , произрастающих во Вьетнаме.

Род Miliusa принадлежит к семейству Annonaceae и насчитывает около 50 видов. Представители рода варьируют по размерам от небольших кустарников до крупных деревьев и произрастают на территории от Индийского субконтинента до Южного Китая, Юго-Восточной Азии и островов этого региона, включая Новую Гвинею. Виды рода Miliusa традиционно используются в народной медицине.

В настоящее время наблюдается значительный интерес к исследованию возможности применения биоматериалов, получаемых из растений рода Miliusa , для очистки воды. Согласно данным Бадгужары и Сурана (2010), водные экстракты и эфирные масла из Miliusa tomentosa демонстрируют выраженную антимикробную активность в отношении широкого спектра микроорганизмов, включая Escherichia coli , Staphylococcus aureus , Bacillus subtilis , Klebsiella pneumoniae , Pseudomonas aeruginosa , Bacillus pumilis , а также грибов рода Candida и Aspergillus . Полученные результаты свидетельствуют о потенциале использования биологических материалов из растений рода Miliusa в качестве эффективных средств очистки воды благодаря их способности к коагуляции и ингибированию роста патогенных микроорганизмов. В данной работе проводится оценка химического состава семян милиуса Miliusa sinensis и полученного из них биологического коагулянта.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись семена милиуса Miliusa sinensis , собранные в 2020 году в провинции Тхань Хоа, Вьетнам. Для определения химического состава семян были использованы стандартные методы: содержание белка определяли по ГОСТ 26889–86, содержание золы и влаги — по ГОСТ 24027.2–80, а содержание липидов — методом Сокслета с использованием гексана в качестве экстрагента. После предварительного анализа химического состава семян была поставлена задача выделения белкового компонента для дальнейшего изучения его коагулирующей способности и очистки воды. С целью повышения эффективности процесса коагуляции проводили предварительную делипидацию семян путем экстракции гексаном при температуре 45°C в течение 45 минут с использованием ультразвуковой обработки. Соотношение твердой и жидкой фаз при экстракции составляло 1:3 (м/об). Полученные экстракты объединяли и хранили при комнатной температуре.

Для определения жирнокислотного состава масла семян (MS-M) был использован метод газовой хроматографии-масс-спектрометрии в соответствии с ГОСТ 30418–96. Предварительно проводили метилирование жирных кислот с помощью диазометана для получения метиловых эфиров. Хроматографический анализ выполняли на газовом хроматографе Shimadzu Q12010, оснащенном масс-селективным детектором, с использованием капиллярной колонки MIDN-1. Идентификацию пиков проводили путем сравнения полученных масс-спектров с библиотекой NIST02.

Выделение белка из обезжиренного растительного материала осуществляли с помощью ферментативного гидролиза папаином. Обезжиренный порошок подвергали гидролизу во водном растворе при температуре 40°C в течение 60 минут. Полученный гидролизат центрифугировали для отделения нерастворимых остатков. Белковый концентрат (MS-P), полученный путем высушивания супернатанта в вакууме, подвергали дальнейшему анализу химического состава.

Результаты и обсуждения

Анализ жирнокислотного состава масла семян милиуса, представленный в таблице 1, показал высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, в частности, линолевой кислоты (25,31 %). Содержание насыщенных жирных кислот, таких как пальмитиновая (7,62 %) и стеариновая (5,31 %), также было значительным. Отличительной особенностью исследуемого образца является присутствие пальмитолеиновой кислоты в количестве 1,09 %.

Жирнокислотный состав масла MS - M

Полученные результаты свидетельствуют о потенциале использования масла MS-M в качестве источника биологически активных веществ для производства функциональных пищевых продуктов.

Согласно полученным данным, полученный порошок из семян милиуса, имеет мелкую структуру и слоновую белую окраску. Результаты анализа основного химического состава (общий белок, общий липид, углеводы...) приведены в таблице 2 и на рисунке 1.

Таблица 2

Химический состав семена милиуца и биоматериала MS-P

Рис. 1. Сравнение химического состава семена милиуса и МS-P

Полученный порошок из семян милиуса имел мелкодисперсную структуру и слоново-белый цвет. Результаты анализа, представленные в таблице 2 и на рисунке 1, показали, что образец содержал 12,28 % влаги, 8,35 % золы и значительное количество углеводов и липидов. Высокое содержание липидов и углеводов в сырье осложняло процесс выделения белка и ограничивало возможности применения полученных препаратов для очистки воды. В связи с этим, перед выделением белка проводили предварительную делипидацию образца.

Данные химического анализа, представленные в таблице 1, свидетельствуют о значительном снижении содержания липидов в образце белкового концентрата MS-P по сравнению с исходным сырьем. Содержание липидов в полученном препарате составило всего 1,15 %, что подтверждает эффективность процедуры делипидации с использованием гексана. Низкое содержание липидов является важным условием для последующего использования препарата в процессах очистки воды. Кроме того, наблюдалось снижение содержания углеводов с 28.63 % до 10.97 % и влаги с 12,28 % до 8,39 %. Это свидетельствует об эффективности проведенной обработки, включающей извлечение, измельчение и экстракцию. Низкое содержание влаги обеспечивает стабильность препарата при хранении. Особо следует отметить значительное увеличение содержания белка в образце MS-P до 80 % от сухой массы. На следующем этапе планируется провести изучение морфологии полученного белкового концентрата и оценить его коагулирующие свойства.

1. Nguyen Phuong Thao et al. (2015). Chemical constituents of Miliusa balansae leaves and inhibition of nitric oxide production in lipopolysaccharide-induced RAW 264.7 cells. Bioorg. Med. Chem. Lett. , 25 (18), 3859–3863.
2. Chatrou L. W. et al. (2012). A new subfamilial and tribal classification of the pantropical flowering plant family Annonaceae informed by molecular phylogenetics. Botanical Journal of the Linnean Society, 169, 5–40.
3. Chaowasku T., Keßler P. J. A. (2006). Miliusa lanceolata (Annonaceae), a new species from Papua New Guinea. Blumea J. Plant Taxon. Plant Geogr, 51, 553–557.
4. Bhagwan B., Javerilal S. (2014). Comparative Investigation on Antimicrobial Property of Miliusa tomentosa Leaf Oil and Leaf Extract. Iranian Journal of Pharmacology and Therapeutics.