Mikrofale i sylimaryna – nowatorskie podejście do zwiększania wartości prozdrowotnej kiełków ostropestu

Czy można zwiększyć zawartość sylimaryny – naturalnego kompleksu flawonolignanów – bez użycia syntetyków, jedynie za pomocą światła i mikrofal? To pytanie stoi w centrum innowacyjnego projektu badawczego, który łączy współczesną fitochemię z fizyką i technologią żywności funkcjonalnej. Przedmiotem badań jest ostropest plamisty (Silybum marianum L.) – ceniona roślina zielarska o potwierdzonych właściwościach hepatoprotekcyjnych, antyoksydacyjnych i przeciwzapalnych.

Cel projektu

Głównym celem projektu jest kompleksowa ocena wpływu obróbki mikrofalowej na wartość odżywczą, skład fitochemiczny oraz zawartość bioaktywnej sylimaryny w nasionach i kiełkach ostropestu. Sylimaryna – obejmująca sylibinę, izosylibinę, sylidioninę i sylikrystynę – stanowi kluczowy składnik surowca zielarskiego, odgrywając istotną rolę w ochronie komórek wątroby, regulacji procesów zapalnych i przeciwdziałaniu stresowi oksydacyjnemu.

Zwiększenie jej zawartości ma znaczenie zarówno dla przemysłu farmaceutycznego, jak i dla producentów żywności funkcjonalnej i nutraceutyków.

Innowacyjne podejście

Dotychczasowe badania wykazały, że odpowiednie warunki świetlne i czas kiełkowania wpływają na biosyntezę sylimaryny. Spektroskopia IR potwierdziła skuteczność tej metody w ocenie poziomu flawonolignanów oraz metabolitów szlaku fenylopropanoidowego. Nowością w niniejszym projekcie jest zastosowanie mikrofal jako bodźca fizycznego, który – poprzez wpływ na strukturę nasion – może zwiększyć intensywność wytwarzania związków bioaktywnych w kiełkach.

Mikrofale mogą działać jako czynniki stymulujące: zwiększając przepuszczalność błon komórkowych, aktywując enzymy biosyntetyczne i wpływając na przebieg procesów metabolicznych, bez konieczności ingerencji chemicznej.

Materiał i metody

Materiał roślinny

Materiał badawczy stanowiły certyfikowane nasiona ostropestu plamistego (Silybum marianum L.) pozyskane od renomowanego producenta.

Obróbka mikrofalowa

Nasiona poddano kontrolowanej obróbce mikrofalowej (określony czas i moc) w celu oceny jej wpływu na biosyntezę sylimaryny oraz właściwości fizykochemiczne materiału roślinnego.

Kiełkowanie

Po obróbce mikrofalowej nasiona kiełkowano przez 9 dni w warunkach kontrolowanych w komorze klimatycznej firmy Memmert: temperatura 26 °C, wilgotność względna 90%, natężenie światła 75% (6930 lx). Zastosowano oświetlenie LED emitujące światło w zakresie 400–700 nm.

Rozdział siewek

Po zakończeniu procesu kiełkowania siewki rozdzielono na liścienie, hipokotyle oraz korzenie.

Ekstrakcja flawonolignanów

Wyizolowane części roślin poddano ekstrakcji flawonolignanów z zastosowaniem 100% roztworu metanolu. Otrzymane ekstrakty następnie liofilizowano w celu dalszej analizy.

Analiza chemiczna

Skład chemiczny uzyskanych ekstraktów analizowano z wykorzystaniem technik spektroskopowych FTIR oraz spektroskopii Ramana. Otrzymane widma porównano z danymi dla próbek kontrolnych oraz ze wzorcem sylimaryny.

Analizy i techniki badawcze

Badania opierają się na nowoczesnych, wzajemnie uzupełniających się metodach analitycznych, takich jak:

• FTIR, spektroskopia Ramana, UV-Vis – ocena grup funkcyjnych charakterystycznych dla sylimaryny,
• HPLC – oznaczenie zawartości sylibiny, izosylibiny i pozostałych flawonolignanów,
• GC – analiza profilu kwasów tłuszczowych,
• HPLC – ocena profilu aminokwasów i polifenoli,
• ABTS, DPPH, FRAP – pomiar aktywności antyoksydacyjnej ekstraktów,
• Inhibicja α-amylazy i α-glukozydazy in vitro – ocena potencjalnej aktywności przeciwcukrzycowej,
• Testy mikrobiologiczne – ocena czystości kiełków (agar, pożywka Sabourauda).

Wszystkie widma będą porównywane z widmami wzorcowej sylimaryny dostarczonej przez firmę POL-AURA.

Potencjał aplikacyjny i perspektywa ESG

Projekt posiada wysoki potencjał wdrożeniowy i wpisuje się w założenia ESG:

• Environmental (E): promuje wykorzystanie fizycznych metod poprawy jakości roślin (mikrofale, światło) zamiast chemicznych środków ochrony roślin lub GMO,
• Social (S): dostarcza rozwiązań wspierających zdrowie publiczne poprzez żywność funkcjonalną o udowodnionym działaniu profilaktycznym (wątroba, stres oksydacyjny, cukrzyca),
• Governance (G): projekt realizowany jest z zachowaniem najwyższych standardów etycznych, metodycznych i transparentności, z możliwością rozszerzenia w ramach programów Horyzont Europa, MSCA czy EIT Food.

Co możemy osiągnąć?

Wyniki projektu mogą stać się podstawą:

• do wprowadzenia na rynek nowych form suplementów diety i żywności funkcjonalnej o podwyższonej zawartości sylimaryny,
• do rozwoju naturalnych preparatów wspierających wątrobę, metabolizm i odporność,
• do opracowania ekologicznych metod przetwarzania surowców zielarskich,
• do współpracy z przemysłem fitoterapeutycznym, nutraceutycznym i kosmetycznym.

Linki zewnętrzne:

Więcej informacji o projekcie w Bazie Wiedzy WIR