Оптимізація екстракції полісахаридів з кореня алтеї
Автор: Чепіль Андрій Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У магістерській кваліфікаційній роботі представлено результати дослідження ферментативного методу екстракції слизових полісахаридів (муциляжу) з кореня Althaea officinalis L., з метою оптимізації умов процесу та порівняння з традиційною водною мацерацією. Актуальність роботи зумовлена зростаючим попитом на природні біополімери у фармацевтичній, харчовій та косметичній промисловості, а також потребою у вдосконаленні екологічно безпечних та економічно ефективних методів виділення біоактивних речовин рослинного походження. Об’єктом дослідження є корені алтеї лікарської – офіцинальна лікарська сировина, багата на слизові полісахариди, пектини, крохмаль, цукри та інші цінні біомолекули. Основною метою дослідження стало визначення оптимальних параметрів ферментативної екстракції за допомогою методу поверхні відгуку (Response Surface Methodology, RSM) з використанням центрального композиційного плану (CCD). У якості змінних факторів розглядалися: концентрація ферменту (0–5%), тривалість ферментації (1–3 годин) та pH середовища (4,0–5,6). Експерименти проводилися на наважці сухої подрібненої сировини масою 5,0 г, при температурі 60?±?2?°C. Визначення кількості виділеного муциляжу проводилося гравіметричним методом після спиртового осадження та фільтрації. Результати дослідження показали, що найвищий приріст виходу полісахаридів (+15,5%) досягається при використанні комбінованого ферментативного гідролізу за концентрації ферменту 1%, pH 4,0 та часу обробки 1 год. Водночас деякі параметри, зокрема збільшення часу ферментації понад 4 години або збільшення pH вище 6,0, призводили до зменшення виходу. Отримані дані були апроксимовані квадратичною моделлю, підтвердженою статистичною обробкою (ANOVA, R? = 0,93). Побудовані поверхні відгуку дозволили візуалізувати взаємозв’язки між технологічними параметрами та виходом продукту. Для валідації методики було проведено порівняльне дослідження традиційної водної екстракції шляхом мацерації протягом 3+4 годин, результати якого показали нижчий приріст виходу (базовий рівень – 0,00549 г/5 г). За результатами роботи обґрунтовано перспективи впровадження ферментативного методу екстракції у малотоннажне виробництво як ефективної альтернативи мацераційним підходам. Запропонований метод забезпечує скорочення тривалості процесу більш ніж удвічі, економію енерговитрат, покращення екологічності та підвищення виходу діючої речовини.