Дослідження вторинних екстрактів Coffee arabica
Автор: Цветковська Анна Вадимівна
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Цветковська А.В., Стадницька Н.Є. (керівник). Дослідження вторинних екстрактів Сoffee arabica. Магістерська робота. – Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2023. В даний час зростає чисельність хвороб, зумовлених накопиченням та активністю вільних радикалів в організмі, а отже збільшується потреба у засобах проти дії вільних радикалів. Ці засоби повинні бути безпечні, дієві, доступні та дешеві. Як відомо, у природі наявні сполуки, що можуть ефективно протидіяти вільним радикалам – це антиоксиданти. Особливо багатою на сполуки-антиоксиданти є рослинна сировина. Однією з доступних, дешевих агрокультур, яку споживають по всьому світу і яка містить значну кількість антиоксидантів є кава. Одержані після первинного використання кавові відходи (шрот, жмих) набувають популярності як сировина для одержання вторинних екстрактів з потенційною фізіологічною активністю. Доступність та дешевизна вказаної сировини обумовлює актуальність проведення досліджень по вилученню ряду цінних БАР з неї. У магістерській кваліфікаційній роботі описано процес одержання екстрактів зі жмиха кави (вторинних екстрактів кави) та дослідження їх на предмет наявності антиоксидантних властивостей. У ході роботи проведено літературний огляд щодо: ботанічної характеристики Coffea arabica, відомих активностей екстрактів насіння Сoffeа arabica їх хімічного складу методів одержання та визначення БАР, антиоксидантної активності. На основі проведеного літературного огляду встановлено, що вторинні екстакти кави мають потенційні антиоксидантні властивості та містять ряд корисних біологічно активних сполук. Це свідчить про доцільність застосування таких екстрактів з метою використання їх антиоксидантних властивостей, зокрема доцільність внесення таких екстрактів у склад дієдичних добавок. Було проаналізовано методи одержання рідких екстрактів зі жмиху кави та їх інструментального дослідження. У результаті дослідження було одержано етанольні та олійні екстракти зі жмиху кави методом ультразвукової екстракції та мацерації. Було показано дієвість обох методів та екстрагенітів щодо екстракції речовин зі жмиху. Було встановлено перевагу методу ультразвукової екстракції над методом мацерації. В одержаних спиртових екстрактах було визначено кількість екстрактивних речовин гравіметричним методом. Їх кількість становила від 0,94% до 1,50% (при ультразвуковій екстракції протягом 20 хв та 60 хв відповідно) та 1,21% (при мацерації протягом 48 год). Серед екстрактивних речовин було встановлено кількість фенолів та флавоноїдів спектрофометричним методом. Кількість поліфенолів була в діапазоні від 0,78 мг/мл (20 хв екстракції) до 1,34 мг/мл (60 хв екстракції) у перерахунку на галову кислоту. Відповідно їх частка в екстрагованих речовинах становила у середньому 8,18%. Флавоноїдів виявлено в кількості від 0,01 мг/мл (20 хв екстракції) до 0,03 мг/мл (60 хв екстракції) у перерахунку на кверцетин. Їх частка у всіх екстрагованих поліфенольних речовинах становила в середньому 2,31%. Встановлено, що одержані етанольні екстракти володіють антиоксидантною активністю. Визначення проводили спектофотометричним методом. Антиоксиданта активність екстрактів була у межах від 25,75% (20 хв екстракції) до 62,41% (60 хв екстракції). Для одержаного олійного екстракту (60 хв ультразвукова екстракція) з метою визначення дієвості олії як екстрагента було здійснено спектральне сканування. В результаті встановлено, що у діапазоні хвиль від 220 нм до 500 нм оптична густина екстракту була більшою за оптичну густину чистої олії. Це свідчить про те, що, використовуючи олію як екстрагент, вдалось екстрагувати речовини зі жмиху кави. Вторинні екстакти пропонуємо висушувати та у такій формі вности у капсули дієтичних добавок із антиоксидантною дією. Відповідно, проведено матеріальні розрахунки для отримання 1 кг сухого екстракту зі жмиху кави із залишковою вологістю 1%. Запропоновано технологію для процесу отримання сухого екстракту кавового жмиха для малотонажного виробництва, напівперіодичиного режиму роботи. Розроблено відповідну принципову технологічну схему. Для обгрунтування економічної доцільності впровадження вторинних екстрактів у виробництво було проаналізовано економічну кон’юнктуру українського ринку фармпродукції, засвідчено зростання місткості цього ринку, розраховано коефіцієнти Херфіндаля-Хіршмана, індекс ринкової концентрації, індекс Джині. Ключові слова: вторинні екстракти кави, екстракція, гравіметрія, спектрофотометрія, антиокидантна активність, феноли, флавоноїди. Посилання: 1. Inessa Pavlyuk, Nataliya Stadnytska, Izabela Jasicka-Misiak, Boguslawa Gorka, Piotr P. Wieczorek, Volodymyr Novikov A study of the Chemical Composition and Biological Activity of Extracts from Wild Carrot (Daucus carota L.) Seeds Waste Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences.- 2015.- № 6(2).- Р. 603-611. 2. Павлюк І.В., Стадницька Н.Є., Ясіцка-Місяк І., Вечорек П. , Загорій Г.В., Брезвин О.М., Рудик Г.В., Новіков В.П. Дослідження біологічної активності вторинного екстракту зі шроту трави материнки звичайної (Origanum vulgare) Український біофармацев тичний журнал.- 2015.- № 1(36).- С. 21-24. 3. Оптимізація умов технологічного процесу переробки шроту Origanum vulgare, Daucus сarota, Humulus lupulus Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Хімія технологія речовин та їх застосування.- № 812.- Львів.- 2015.-С. 251-255. 4. І.В. Павлюк, Н.Є. Стадницька, І. Ясіцка-Місяк, П.П. Вечорек, В.П. Новіков Оптимізація процесу використання лікарської рослинної сировини Науковий вісник НЛТУ України. – Вип. 25.6.- Львів.- 2015.- С. 216-220 5. І.В. Павлюк, Н.Є. Стадницька, В.П. Новіков Дослідження кінетики екстрагування флавоноїдів зі шроту шишок хмелю. Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2015. – № 5/11(77). – С. 36-41. DOI: 10.15587/1729-4061.2015.50965. 6. І.В. Павлюк, Н.Є. Стадницька, В.П. Новіков Стандартизація та шляхи застосування комплексу біологічно активних сполук, отриманих екстрагуванням шроту шишок хмелю Науковий вісник НЛТУ України. – Вип. 25.10.- Львів.- 2015.- С. 236-241.