Исследователи Передовой инженерной школы «Агробиотек» Томского государственного университета использовали сверхкритический метод экстракции для папоротника щитовник пахучий и обнаружили в растении 141 полезное для медицины соединение, 51 из них — впервые. Образцы растения были взяты во время экспедиции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова в Якутии. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Pharmaceuticals.

Щитовник пахучий растет в Приполярье и название получил из-за стойкого аромата, которым обладает, несмотря на отсутствие цветков. В традиционной медицине Якутии его используют для лечения псориаза, артрита, заболеваний желудка и называют в переводе на русский «травой, которую есть волк». Более ранние исследования этого растения на животных показали, что щитовник действительно обладает противовоспалительными свойствами и помогает при диспепсии — болезненном пищеварении.

— Чем больше мы узнаём о растениях и живой природе, тем эффективнее можем использовать её полезные ресурсы. С каждым новым видом, детально изученным на биохимическом уровне, мы все лучше понимаем окружающую среду и учимся бережно ей пользоваться во благо человека, — говорит соавтор статьи, и.о. директора ПИШ «Агробиотек» ТГУ, доктор биологических наук Кирилл Голохваст.

Новое исследование группы ученых из Сибири, Дальнего Востока, Якутии и Санкт-Петербурга показало, что в папоротнике содержится 141 биологически активное вещество. Результаты были получены с помощью сверхкритической экстракции листьев папоротника.

Экстракт получили при определенном давлении (в данном случае около 200 атмосфер и 55°C), когда стирается грань между жидкостью и газом. Для изготовления экстракта в качестве растворителя использовался CO2. В отличие от органических растворителей (метанол, этанол, ацетон и n-гексан), углекислый газ легко удаляется из полученного продукта. Он нетоксичный, невоспламеняющийся, относится к возобновляемым ресурсам и считается «зеленым» растворителем.

Далее с помощью масс-спектрометрии вещества экстракта превратили в ионы, затем соотнесли заряд и массу. Полученные цифры сравнили с библиотекой соединений ПИШ ДВФУ и идентифицировали, какие именно соединения есть в листьях папоротника.

В листьях щитовника был обнаружен, например, рутин — химическое вещество, которое является активным компонентом противовирусных препаратов, витаминов и БАДов. Также в папоротнике нашли галактаровую кислоту — аналог винной кислоты, которая используется в разрыхлителе теста и шипучих напитках.

В исследовании участвовали ПИШ «Агробиотек» и ВИША ТГУ, ВИР им. Вавилова, ДВФУ, СВФУ, СФНЦА РАН и ИБПК СО РАН. Папоротник был собран на местности Кюбеме района Оймякон Республики Саха (Якутия) во время экспедиций ВИР им. Вавилова в 2019–2020 годах. Исследование проводилось при поддержке гранта РНФ № 22-14-20031.

Справка. Научно-образовательный центр «Передовая инженерная школа «Агробиотек» (НОЦ ПИШ «Агробиотек») создан на базе НИ ТГУ в 2022 году при поддержке высокотехнологичных компаний и научно-образовательных организаций. ПИШ ТГУ реализует новый тип инженерной подготовки, который позволяет выпускникам владеть современными знаниями о природе живого, навыками цифрового моделирования и управления технологическими процессами для создания прорывных исследований и разработок в сфере агро-, био- и экотехнологий.