Красноярские исследователи создали новые производные природного полимера арабиногалактана из лиственницы с улучшенными антиоксидантными свойствами. Разработка расширяет потенциал арабиногалактана для применения в медицине, пищевой промышленности и косметологии. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.
Образец арабиногалактана. Фото Анастасии Тамаровской / ФИЦ КНЦ СО РАН
Растительные полисахариды считаются перспективными полимерами благодаря тому, что получаются из возобновляемого сырья, хорошо усваиваются организмом, биоразлагаемы и нетоксичны. Благодаря этим свойствам такие вещества можно широко использовать в медицине, фармацевтике, косметологии и пищевой промышленности. Однако возможности практического применения этого полимера ограничены особенностями его структуры, что снижает функциональность материала.
Ученые Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из СФУ и СибГУ им. М.Ф. Решетнева разработали новые производные арабиногалактана, получаемого из древесины сибирской лиственницы Larix sibirica. Химическая модификация позволила значительно повысить антиоксидантную активность этого вещества и расширить возможности его применения.
«Арабиногалактан лиственницы — водорастворимый полисахарид и источник пищевых волокон. Он обладает иммуномодулирующим, противовоспалительным и антиаллергенным действием. Этот биополимер рассматривают как отечественную альтернативу импортным добавкам — гуммиарабику, гуаровой камеди и крахмалу», — уточняет руководитель проекта Юрий Маляр, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.
Чтобы расширить функциональные свойства арабиногалактана, ученые провели его химическую модификацию. К молекуле полисахарида присоединили четвертичные аммониевые группы, придающие ей устойчивый положительный заряд. Подбирая условия синтеза, ученые определили оптимальные параметры реакции.
Полученные образцы исследователи протестировали на антиоксидантную активность. Оказалось, что введение положительно заряженных групп значительно усиливает способность полимера нейтрализовать свободные радикалы. Эффективность нового материала оказалась почти в 1,7 раза выше, чем у немодифицированного полимера.
«Модифицированный арабиногалактан может найти применение в создании новых форм лекарственных средств, в качестве средства доставки активных компонентов, антимикробных и ранозаживляющих покрытий, а также компонентов биоразлагаемых пластмасс и упаковочных материалов. Благодаря своему положительному заряду он может проявлять антимикробную активность, взаимодействуя с отрицательно заряженными стенками бактериальных клеток. Это делает его перспективным для использования в качестве пищевого консерванта для продления срока годности продуктов или в качестве компонента биоразлагаемой упаковки. Модифицированные образцы также могут использоваться в качестве стабилизаторов и эмульгаторов, например, в напитках, соусах, спредах, для улучшения их текстуры и предотвращения расслоения», — рассказала соавтор исследования Мария Середа, инженер Института химии и химической технологии СО РАН.
Разработка красноярских ученых приближает создание конкурентоспособных отечественных биополимеров, способных заменить импортные аналоги и найти применение в высокотехнологичных отраслях.
Исследование поддержано Российским научным фондом (№ 22-73-10212-П).
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
