Разработка технологии получения фитомеланинов из отходов масличного производства

Фитомеланин – уникальный компонент растительного происхождения, полученный из лузги подсолнечника, обладающий фото- и радиопротекторным действием, эффективно защищающий кожу от повреждающего воздействия УФ-лучей разной длины волны. Меланин содержится в любых живых организмах, в том числе и в растениях. Выявлено, что препараты с меланином предотвращают язвообразование, снижают число кровоизлияний в слизистой желудка и препятствует уменьшению общей массы тела в условиях стресса. Присутствие меланина в пищевых продуктах и изделиях способствует их длительному хранению. Водные экстракты, стабилизированные фитомеланином, дают возможность получить принципиально новую по своим свойствам лечебную косметику. Поиск путей получения фитомеланинов из отходов растительного сырья является актуальной задачей, стоящей перед научным сообществом. Коллективом исследователей предложен способ получения водорастворимых фитомеланинов из подсолнечной лузги, являющейся отход масличного производства. Основным этапом получения является щелочная экстракция, протекающая при температуре 120 °С в течение 1 ч. В качестве экстрагента предложено использовать раствор едкого натра различной концентрации. Полученный экстракт подкисляют раствором соляной кислоты до pH pH 1,0 – 2,0, отделяют, нейтрализуют и сушат. Для полученной субстанции подтвердили меланоидных характер с помощью качественных реакций, определили адсорбционную способность по отношению к метиленовой сини. Налучшие образцы имели активность от 50 до 79 мг/г сухого вещества. С помощью модельной тест-системы из желтка куриного яйца была определена общая антиоксидантная активность, которая составила от 10% до 28%. Полученная субстанция может быть использована в качестве лечебно-профилактического препарата или биологически активной добавки к пище.

1. Иванова, Г. А., Докторов, Л. Ю., Сысоева, М. А., & Кутырев, Г. А. (2008). Использование азотосодержащего гиперразветвленного полимера для повышения антиоксидантной активности меланинов чаги. Химия растительного сырья, 2, 75–80.

2. Кузнецова, О. Ю., Шаехов, М. Ф., & Зиятдинова, Г. К. (2019). Экстракты и меланины чаги, полученный после плазменной обработки сырья. Ученые записки казанского университета, 161(2), 211-221. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2019.2.211-221

3. Островский, М. А., & Донцов, А. Е. (1985). Физиологические функции меланина в организме. Физиология человека, 11(4), 670-678.

4. Севрюкова, Г. А., & Кириченко, М. А. (2016). Получение меланина на основе отходов маслоэкстракционного производства. Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности Волгоградского государственного технического университета, 1, 125.

5. Юасифов, Э. Ю. (1987). Влияние меланина на свободно – радикальное состояние гамма – облученных белков и липидов. Радиобиология, 27(1), 8-11.

6. Adams, R., Van Bogaert, L., & Ecken, H. (1994). Striatonigral degeneration. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology, 23, 584–593.

7. Balandaykin, M. E., & Zmitrovich, I. V. (2015). Review on chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (higher basidiomycetes): Realm of medicinal applications and approaches on estimating its resource potential. International Journal of Medicinal Mushrooms, 17(2), 95–104. https://doi.org/10.1615/intjmedmushrooms.v17.i2.10

8. Chung, M. J. (2010) Anticancer activity of subfractions containing pure compounds of Chaga mushroom (Inonotus obliquus) extract in human cancer cells and in Balbc/c mice bearing Sarcoma-180 cells. Nutrition research and practice, 4(3), 177–182. https://doi.org/10.4162/nrp.2010.4.3.177

9. De-Paula, O. C., Marzinek, J., & Oliveira, D. M. T. (2013). The role of fibres and the hypodermis in Compositae melanin secretion. Micron, 44, 312-316.

10. El-Obeid, A., Al-Harbi, S,. AL-Jomah, N., & Hassib, A. (2006). Herbal melanin modulates tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha), interleukin 6 (IL-6) and vascular endothelial growth factor (VEGF) production. Phytomedicine: international journal of phytotherapy and phytopharmacology, 13(5), 324– 333.

11. El-Obeid, A., Hassib, A., Pontén, F., & Westermark, B. (2006). Effect of herbal melanin on IL-8: a possible role of Toll-like receptor 4 (TLR4). Biochemical and Biophysical research communications, 344(4), 1200–1206.

12. Grossi, G.F., Durante, M., & Gvalanella, G. (1998). Effects of melanin on high-LET radiation response of human epithelial cells. Radiation and environmental biophysics, 37, 63–67.

13. Hung, Y. C., Sava, V. M., Makan, S. Y., Chen, T. H. J., Hong, M. Y, & Huang, G. S. (2002). Antioxidant activity of melanins derived from tea: comparison between different oxidative states. Food Chemistry, 78, 233-240.

14. Jana, B., & Mukherjee, S. (2004). Notes on the distribution of phytomelanin layer in higher plants—a short communication. Journal of Pharmaceutical Biology, 4(3), 131–132.

15. Kahlos, K., Kangas, L., & Hiltunen, R. (1986). Antitumor activity of triterpenes in Inonotus obliquus. Planta Medica, 52, 554.

16. Keles, Y., & Özdemir, Ö. (2018). Extraction, purification, antioxidant properties and stability conditions of phytomelanin pigment on the sunflower seeds. International Journal of Secondary Metabolite, 5(2), 140-148. https://doi.org/10.21448/ijsm.377470

17. Kunwar, A., Adhikary, B., Jayakumar, S., Barik, A., Chattopadhyay, S., Raghukumar, S., & Priyadarsini K. (2012). Melanin, a promising radioprotector: Mechanisms of actions in a mice model. Toxicology and Applied Pharmacology 264(2), 202–211. https://doi.org/10.1016/j.taap.2012.08.002

18. Nakata, T., Yamada, T., Taji, S., Ohishi, H., Wada, S., Tokuda, H., Sakuma, K., & Tanaka, R. (2007). Structure determination of inonotsuoxides A and B and in vivo anti-tumor promoting activity of inotodiol from the sclerotia of Inonotus obliquus. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 15(1), 257–264.

19. Oberg, F., Haseeb, A., Ahnfelt, M., Pontеn, F., Westermark, B., & El-Obeid, A. (2009). Herbal melanin activates TLR 4/NF-kappa B signaling pathway. Phytomedicine: international journal of phytotherapy and phytopharmacology, 16(5), 477– 484. https://doi.org/10.1016/j.phymed.2008.10.008

20. Park, K.I., Ishikawa, N., Morita, Y. Choi, J.D., Hoshino, A., Iida, S. (2007). A bHLH regulatory gene in the common morning glory, Ipomoea purpurea, controls anthocyanin biosynthesis in flowers, proanthocyanidin and phytomelanin pigmentation in seeds, and seed trichome formation. The Plant Journal, 49(4), 641-654.

21. Pugh, N., Balachandran, P., Lata, H., Dayan, F., Joshi, V., Bedir, E., Makino, T., Moraes, R., Khan, I., & Pasco, D. (2005). Melanin: dietary mucosal immune modulator from Echinacea and other botanical supplements. International Immunopharmacology. 5(4), 637–647.

22. Schweitzer, A., Revskay,a E., Chu, P., Pazo, V., Friedman, M., Nosanchuk, J., Cahill, S., Frases, S., Casadevall, A., & Dadachova, E. (2010). Melanin-covered nanoparticles for protection of bone marrow during radiation therapy of cancer. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 78(5), 1494–1502. https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2010.02.020

23. Shin, Y., Tamai Y., & Terazawa M. (2000). Chemical constituents of Inonotus obliquus III. International Journal of Medicinal Mushrooms, 2(3), 201–207.

24. Shin, Y., Tamai, Y., & Terazawa, M. (2001). Triterpenoids, steroids and a new sesquiterpen from Inonotus obliquus (Pers.: Fr.) Bond, et Sing. International Journal of Medicinal Mushrooms, 4(3), 250-256.

25. Shujing, S., Zhang, X., Sun, S., Zhang, L., Shan, S., & Zhu, H. (2015). Production of natural melanin by Auricularia auricula and study on its molecular structure, Food Chemistry, 190, 801-807.

26. Zheng, W., Miao, K., Liu, Y., Zhao, Y., Zhang, M., Pan, S., & Dai, Y. (2010). Chemical diversity of biologically active metabolites in the sclerotia of Inonotus obliquus and and submerged culture strategies for up-regulating their production. Applied Microbiology and Biotechnology, 87(4), 1237–1254. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2682-4