Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Проделанная за 2024 год коллективом работа направлена на создание в будущем как безопасных и качественных специализированных продуктов питания с биологически активными веществами (БАВ), полученными из растительного ягодного сырья Дальнего Востока с целью профилактики и лечения социально-значимых заболеваний, поддержания здоровья и увеличения продолжительности жизни, так и разработок по БАД, включающих исследования по нашему Гранту. Силами коллектива Гранта, а также благодаря крепкому взаимодействию с Магаданским НИИСХ и Камчатским НИИСХ осуществлены поисковые экспедиции по сбору растительного материала по Магаданской области и Камчатскому краю и интродукции выявленных целевых образцов растений на Дальневосточной опытной станции – Филиале ВИР (Владивосток). В июле-августе 2024 года с целью сбора генетического материала была предпринята экспедиция по Камчатскому полуострову, в результате которой обследованы новые локалитеты во всех основных районах произрастания подвида и отобраны 3 вида семейства Rosaceae: Rosa rugosa Thumb., Rosa amblyotis C.A. Mey. и Rosa acicularis Lindl. Сравнительное метаболомное исследование трех видов шиповника (R. acicularis, R. amblyotis, R. rugosa) проведено с помощью экстракции сверхкритическим СО2, сорастворителем этанолом (EtOH), и идентификации БАВ с помощью тандемной масс-спектрометрии. Исследовано несколько экспериментальных условий в диапазоне давлений 50–350 бар, с используемым объемом сорастворителя этанола в количестве 2 % в жидкой фазе при температуре в диапазоне 31–70 ℃. Наиболее эффективными экстракционными условиями являются: давление 200 бар и температура 55 ℃ для R. acicularis; давление 250 бар и температура 60 ℃ для R. amblyotis; давление 200 бар и температура 60 ℃ для R. rugosa. Для обнаружения целевых аналитов применялась тандемная масс-спектрометрия. Масс-спектрометрические данные получены с помощью ионной ловушки amaZon SL, оснащенной источником ионизации электрораспылением ESI в режимах отрицательных и положительных ионов. Масс-спектрометр использовали в диапазоне сканирования m/z 100–1,700 для MС и МС/МС. Всего в экстрактах из ягод трех видов шиповника идентифицировано 287 биоактивных соединений (221 полифенолов и 66 соединений из других химических групп). Дополнительно была исследована антиоксидантная активность полученных экстрактов. Подробная идентификация суммы полифенольных соединений, а также соединений других химических групп для видов R. amblyotis, и R. acicularis впервые сделана в Российской Федерации. Зарегистрирован приоритет по Патенту на изобретение «Способ получения СО2-экстракта биологически активных веществ из ягод шиповника иглистого Rosa acicularis» (Рег. №2024135932, входящий №W24079665, 02.12.2024). Впервые в сверхкритических экстрактах R. acicularis, R. amblyotis, R. rugosa было идентифицировано 48 полифенолов: 15 флавонов, 14 флавонолов, 4 флаван-3-ола, 3 флаванона, 1 фенилпропаноид, 2 галлотанина, 1 эллагитанин, 4 фенольные кислоты, 1 дигидрохалкон, 3 кумарина. В июле-августе 2024 года с целью сбора генетического материала была предпринята экспедиция по Магаданской области, в результате которой обследованы новые локалитеты во всех основных районах произрастания голубики Vaccinium uliginosum. В исследовательской работе проведена одновременная оценка присутствия как полифенольных соединений в экстрактах ягод V. uliginosum, так и соединений других химических классов. Идентифицировано 134 химических соединения, присутствующих в ягодах V. uliginosum, из них 114 – это соединения полифенольной группы. Впервые в восьми исследуемых экстрактах из образцов ягод V. uliginosum выделено 46 химических соединений полифенольной группы. Сделан вывод, что у исследуемых образцов экстрактов ягод голубики очень высокое содержание полифенольных соединений, что повышает ценность использования данного сырья в разнообразных отраслях фармакологии, в том числе и при производстве БАВ. Столь подробная идентификация суммы полифенольных соединений, а также соединений других химических групп для вида V. uliginosum впервые сделана в Российской Федерации. По результатам исследования опубликована статья: Полифенольные соединения голубики (Vaccinium uliginosum L.) из магаданской экспедиции, идентифицированные методом тандемной масс-спектрометрии. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки 2024 doi.org/10.26898/0370-8799-2024-11-3 ВАК, RSCI Зарегистрирован приоритет по Патенту на изобретение «Способ получения СО2-экстракта биологически активных веществ из ягод голубики Vaccinium uliginosum» (Рег. №2024135933, вх. №W24079666, 02.12.2024). Осуществлено обширное метаболомное исследование богатого растительного материала представителей рода Ribes (Ribes pauciflorum Turcz., Ribes triste Pall., Ribes dicuscha Fisch., Ribes aureum Purch.), полученного в ходе двух экспедиционных исследований в Магаданской области в 2023-2024 гг. В экстрактах из ягод четырех видов Ribes идентифицировано 205 БАВ (155 полифенолов и 50 соединений других химических групп). Впервые в роду Ribes идентифицировано 29 химических соединений полифенольной группы. В то время как другие классы соединений, идентифицированные в видах Ribes, представляют собой группу нафтохинонов, полигидроксикарбоновые кислоты, омега-3-жирные кислоты и т. д. По результатам исследования опубликована статья: Genus Ribes: Ribes aureum, Ribes pauciflorum, Ribes triste, Ribes dikuscha, comparative mass spectrometric study of polyphenolic composition and other bioactive components. International Journal of Molecular Sciences MDPI 2024 doi.org/10.3390/ijms251810085 WoS Q1 Жимолость голубая (Lonicera caerulea L.) — ягодная культура семейства жимолостных. Интерес к L. caerulea возрос из-за раннего созревания, особенно в северных регионах, из-за высокой зимостойкости, вкусовых качеств и богатого биохимического состава ягод. Использована тандемная масс-спектрометрия для изучения профилей метаболома четырех сортов L. caerulea в далеко отстоящих друг от друга географических точках. Удалось идентифицировать 122 БАВ в экстрактах из ягод жимолости; 75 химических соединений из группы полифенолов и 47 соединений из других химических групп. В исследовании впервые идентифицировано 30 химических соединений из группы полифенолов и 27 соединений из других химических групп. Эти профили метаболома предоставляют важные данные для исследований, связанных разработками по производству новых БАД. По результатам исследования опубликована статья: The Global metabolome profiles of four varieties of Lonicera caerulea, established via tandem mass spectrometry. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 2024 doi.org/10.55730/1300-011X.3216 WoS Q1. Зарегистрирован приоритет по Патенту на изобретение «Способ получения СО2-экстракта биологически активных веществ из ягод и гребней Vitis amurensis» (Рег. №2024135931, входящий №W24079664, 02.12.2024).

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках исследований по Гранту РНФ 2025 году проведены следующие научные работы: 1. Сверхкритическая СО2-экстракция (СКЭ) образцов растительных матриц ягодников: Земляника лесная Fragaria vesca L.; Дёрен шведский Chamaepericlymenum suecicum L.; Смородина красная R. acidum Turcz. ex Pojark.; Иван-чай Chamaenerion angustifolium L.; Брусника Vaccinium vitis-idaea L.; Смородина печальная Ribes triste Pall.; Смородина золотистая Ribes aureum Pursh.; Смородина малоцветковая Ribes pauciflorum Turcz. ex Pojark.; Смородина дикуша Ribes dikuscha Fisch. ex Pojark.; Княженика звездчатая Rubus stellatus Smith.; Княженика обыкновенная Rubus arcticus L.; Рябина сибирская Sorbus sibirica Hedl.; Рябина бузинолистная Sorbus sambucifolia (Cham. & Schltdl); Шиповник якутский Rosa amblyotis ssp. jacutica (Juz.) Worosch.; Черемуха обыкновенная Padus avium Mill.; Шикша сибирская Fragaria vesca L. V.N. Vassil. Опытным путем подбора лучших экстракционных характеристик получены наиболее эффективные условия экстракции. 2. Сублимационная сушка СО2-экстрактов: Земляника лесная; Дёрен шведский; Смородина красная; Иван-чай; Брусника; Смородина печальная; Смородина золотистая; Смородина малоцветковая; Смородина дикуша; Княженика звездчатая; Княженика обыкновенная; Рябина сибирская; Рябина бузинолистная; Шиповник якутский; Черемуха обыкновенная; Шикша сибирская. Полученные CO₂-экстракты были подвергнуты лиофилизации с целью перевода их в твёрдое порошкообразное состояние и обеспечения стабильности при хранении. Комбинация СКЭ и последующей лиофильной сушки обеспечивает экологически чистое, селективное и эффективное получение концентратов биологически активных веществ из растительных объектов, с их последующим превращением в стабильную форму, удобную для хранения и использования. В рамках настоящего исследования была проведена комплексная оценка антиоксидантных свойств сверхкритических экстрактов следующих растений: F. vesca, P. avium, S. sambucifolia, S. sibirica, C. angustifolium, R. acidum, R. pauciflorum и R. dikuscha. Антиоксидантная активность экстрактов была определена с использованием спектрофотометрических методов. Результаты исследования продемонстрировали высокую антиоксидантную активность всех изученных экстрактов. Данный факт обусловлен наличием в их составе широкого спектра биологически активных соединений, таких как антоцианы, проантоцианидины и флаван-3-олы. В рамках исследования по Гранту проведен детальный анализ образцов жимолости, собранных в четырех различных регионах России, удаленных друг от друга более чем на 8000 километров: Ленинградская область, Камчатка, Магадан и Приморский край. Проведена детальная идентификация 110 различных полифенолов, относящихся к 40 структурным классам, что подтверждает жимолость как богатый источник биологически активных соединений. Примечательно, что ягоды, собранные на Камчатке и в Магадане, продемонстрировали наибольшее разнообразие полифенольного состава. Это наблюдение подтверждает гипотезу о том, что подвиды жимолости, произрастающие в условиях северных широт, обладают более высоким метаболическим разнообразием. Предполагается, что данное явление связано с адаптацией растений к экстремальным климатическим условиям и сопутствующим стрессовым факторам. Географические различия в составе полифенолов имеют важное терапевтическое значение. Комбинация антоцианов, олигомерных катехинов и сложных фенольных соединений, характерных для северных популяций, создает синергетический эффект, который может повысить биодоступность биологически активных веществ. По результатам исследования опубликована статья в Molecules MDPI doi.org/10.3390/molecules30183761 Проведено сравнительное метаболомное исследование трех видов шиповника (Rosa acicularis, Rosa amblyotis и Rosa rugosa) с использованием метода СКЭ в сочетании с тандемной масс-спектрометрией для определения БАВ. В рамках ботанической экспедиции, проведенной ВИР, были исследованы ягоды трех видов рода Rosa: R. acicularis, R. amblyotis и R. rugosa. Исследование охватывало широкий спектр экспериментальных условий: давление варьировалось от 50 до 350 бар, температура - от 31 до 70°C, при этом объем сорастворителя EtOH составлял 2% в жидкой фазе. Оптимальные параметры экстракции были установлены следующим образом: для R. acicularis - давление 200 бар и температура 55°C; для R. amblyotis - давление 250 бар и температура 60°C; для R. rugosa - давление 200 бар и температура 60°C. Эти условия позволили максимально эффективно извлечь биологически активные компоненты из ягод исследуемых видов. Структурная идентификация соединений была проведена с использованием метода тандемной масс-спектрометрии. В результате были идентифицированы 283 химических соединения из экстрактов видов R. acicularis, R. amblyotis и R. rugosa, включая 217 полифенолов и 66 соединений из других химических классов. Из 283 идентифицированных соединений 62 были обнаружены во всех трех видах шиповника. Вид R. acicularis демонстрировал наибольшее разнообразие, с 84 уникальными соединениями, за ней следовали виды R. amblyotis (29) и R. rugosa (24). Впервые в сверхкритических экстрактах R. acicularis, R. amblyotis и R. rugosa было идентифицировано 48 полифенольных компонентов, среди которых 15 флавонов, 14 флавонолов, 4 флаван-3-ола, 3 флаванона, 1 фенилпропаноид, 2 галлотаннина, 1 эллагитаннин, 4 фенольные кислоты, 1 дигидрохалкон и 3 кумарина. Данное исследование расширяет наше понимание химического состава и биологической активности шиповника, что может иметь важное значение для разработки новых биологически активных добавок и лекарственных средств на их основе. По результатам исследования опубликована статья в Plants MDPI doi.org/10.3390/plants14010059 Проведено исследование растительного сырья крайне перспективного лекарственного растения Rh. adamsii. СКЭ представляет собой наиболее предпочтительный метод извлечения БАВ из растительного сырья Rh. adamsii, учитывая его высокую термолабильность. Максимальный выход биологически активных веществ был достигнут при следующих условиях: давление — 350 бар, температура — 65 °C, время — 1 час. Общий выход БАВ составил 8,5 мг/г растительного образца, а доля сорастворителя — 2%. Для идентификации химических соединений была применена тандемная масс-спектрометрия. Масс-спектрометрический анализ проводился на ионной ловушке с источником ESI в режимах отрицательных и положительных ионов. В результате в экстрактах Rh. adamsii было идентифицировано 49 различных БАВ. Полученные результаты проливают новый свет на научную основу традиционного медицинского применения экстрактов листьев и стеблей Rh. adamsii. Фармакологический эффект выявленных фитоканнабиноидов требует дальнейшего детального изучения. По результатам исследования опубликована статья в Pharmaceuticals MDPI doi.org/10.3390/ph18121823