Optimization of conditions for ultrasonic water-ethanol extraction of polyphenolic components from Heracleum sosnowskyi Manden. inflorescences
Abstract
The article presents the results of a comprehensive study of the processes of water-alcohol ultrasonic extraction of polyphenolic compounds, flavonoids and substances with antioxidant activity from the inflorescences of Heraculum sosnowskyi Manden. Using one-factor optimization, it was found that the optimal extraction time was 90 minutes, the ethanol concentration was 60%, and the ultrasonic power was 120 watts. Using the Box-Benken algorithm, it was found that the optimal extraction temperature is 60 °C, the particle size of vegetable raw materials is 1 mm, and the ratio of the mass of raw materials to the volume of solvent is 1:30. These conditions ensure the maximum yield of polyphenolic compounds, flavonoids, and substances exhibiting antioxidant activity. The results of the work can be applied to further study the metabolic features of H. sosnowskyi Manden. in various growing conditions, in order to accumulate biologically active substances.
About the Authors
S. V. Kozlova
ФГБУН ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук», Научный центр медико-биологических исследований адаптации человека в Арктике, Лаборатория медицинских и биологических технологий
Russian Federation
Russian Federation
N. S. Tsvetov
ФГБУН ФИЦ «Кольский научный центр Российской академии наук», Научный центр медико-биологических исследований адаптации человека в Арктике, Лаборатория медицинских и биологических технологий
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Агеев В.П., Шляпкина В.И., Куликов О.А., Заборовский А.В., Татарина Л.А. Качественный и количественный анализ основных производных псоралена сока борщевика Сосновского // Фармацевтическая химия и фармакогнозия. – 2022. – Т.71. – №3. – С. 10-17. DOI: 10.29296/25419218-2022-03-02
2. Богданов В.Л., Николаев Р.В., Шмелева И.В. Биологическое загрязнение территории экологически опасным растением борщевиком Сосновского // Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение: сб. науч. трудов 1-й Международной телеконференции. – Томск: СибГМУ, 2010. – С. 27- 29.
3. Васильева Е.Н., Рощин В.И. Химический состав борщевика Сосновского // Леса России: политика, промышленность, наука, образование. Материалы VI Всероссийской научно-технической конференции (26 мая 2021 г.). – СПб: Изд-во: Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет С.М. Кирова, 2021. – Т. 1. – С. 99-102.
4. Елапов А.А., Кузнецов Н.Н., Марахова А.И. Применение ультразвука в экстракции биологически активных соединений из растительного сырья, применяемого или перспективного для применения в медицине (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2021. Т. 10. – № 4. – С. 96-116. DOI:10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116
5. Жиров В.К., Кислых Е.Е. Структурно-функциональные изменения растительности в условиях техногенного изменения на Крайнем Севере. – М.: Наука, 2007. – 164 с.
6. Козлова С.В., Ингири А.А., Цветов Н.С. Содержание биологически активных веществ и антиокислительная активность тканей листьев Heracléum Sosnówskyi в Мурманской области // X Международная научная конференция Молодых ученых. Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения (15 декабря 2022г.). – М.: ФГБНУ ВИЛАР., 2022. – С. 167-171. DOI:10.52101/9785870191058_167
7. Козлова С.В., Цветов Н.С. Изучение процесса ультразвуковой экстракции полифенолов из листьев Heracleum Sosnowskyi // Международная научнаяпрактическая конференция «Достижения и перспективы создания новых лекарственных препаратов» (15 июня 2023). – М.: ФГБНУ ВИЛАР., 2023. – С. 271-275. DOI: 10.52101/9785870191102_271
8. Ламан Н.А., Копылова Н.А., Прохоров В.Н. Борщевик Сосновского (Heracleum Sosnowskyi Manden) как перспективный источник биологически активных соединений // Клеточная биология и биотехнология растений. – 2018. – С.41-42.
9. Песня Д.А., Серов Д.А., Вакорин С.А., Прохорова И.М. Исследование токсического, митозмодифицирующего и мутагенного действия борщевика Сосновского // Ярославский педагогический вестник. – 2011. – Том III. – №4. – С.93-98.
10. Сацыперова И.Ф. Борщевики флоры СССР – новые кормовые растения: перспективы использования в народном хозяйстве. – Л.: Наука, 1984. – 218 с.
11. Фабрицкая А.А., Семенихин С.О., Городецкий В.О., Котляревская Н.И., Викторова Е.П. Современные исследования в области экстракции биологически активных веществ из растительного сырья с применением ферментов // Технология продовольственных продуктов. – 2021. – №17. – С.56-66. DOI: 10.47370/2072-0920-2021-17-2-56-66
12. Юрлова Л.Ю., Черняк Д.М., Кутовая О.П. Фурокумарины Heracleum Sosnowskyi и Heracleum MoellenDorffii // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2013. – №2. – С.91-93.
13. Ainsworth E. A., Gillespie K.M. Estimation of total phenolic content and other oxidation substrates in plant tissues using folin–ciocalteu reagent // Nature protocols, 2007. – Vol. 2. – N. 4. – P. 875-877.
14. Kozlova S.V. Effects of hogweed secondary metabolites on green crops productivity in Murmansk region // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, Bulgaria, 2021. – Vol. 21. – P.131-138. DOI:10.5593/sgem2021/6.1/s25.17
15. Pękal A.A., Pyrzynska K. Evaluation of aluminium complexation reaction for flavonoid content // Food Anal. Methods, 2014. – P. 1776 -1782.
16. Prieto P., Pineda M. Aguilar M. Spectrophotometric Quantitation of Antioxidant Capacity through the Formation of a Phosphomolybdenum Complex: Specific Application to the Determination of Vitamin E // Anal. Biochem, 1999. – Vol. 269. – № 2. – P. 337-341.
17. Tsvetov N., Paukshta O., Fokina N., Volodina N., Samarov A. Application of Natural Deep Eutectic Solvents for Extraction of Bioactive Components from Rhodiola rosea (L.) // Molecules., 2023. – Vol. 28. – № 2. – P. 912. DOI: 10.3390/molecules28020912
Review
For citations:
Kozlova S.V., Tsvetov N.S. Optimization of conditions for ultrasonic water-ethanol extraction of polyphenolic components from Heracleum sosnowskyi Manden. inflorescences. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens. 2025;(154):78-86. (In Russ.)
Views:
28
Email this article 