Технологии получения газо-жидкостных скф экстрактов растений семейства lamiaceae сантибиотическими свойствами

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ ВО «Алтайский государственный университет»
Биологический факультет
Кафедра экологии, биохимии и биотехнологии


Выпускная квалификационная работа

ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗО-ЖИДКОСТНЫХ СКФ-ЭКСТРАКТОВ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА LAMIACEAEСАНТИБИОТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ 



                                                                               Выполнила: студентка 4 курса
                             741 гр. БФ Казанцева Е.А.
                                                                                _________________________

                                                                               Научный руководитель: 
к.б.н., доц. Иванова М.С.
        Допустить к защите:                                              __________________________
        зав. каф.экологии, биохимии 			         Председатель ГЭК: д.б.н., 
        и биотехнологии				         Мочалова О.В.
д.б.н., проф. Соколова Г.Г. 				_______________			         _________________                                      


Оценка ________________
“____” _____________ 2018 г.


Барнаул – 2018

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ	4
1.1.	История развития технологии сверхкритической флюидной экстракции	6
1.2. Использование технологии СКФ в мире и в России	8
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ	30
2.1. Сбор и сушка растительного сырья	30
2.2. Биологическая и биохимическая характеристика  Origanum vulgare L.	33
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК	56




     СОДЕРЖАНИЕ
     ВВЕДЕНИЕ………………………………….
     ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ФЛЮИДНОЙ ЭКСТРАКЦИИ. СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИЯХ……………………………….
     1.1	История развития технологии сверхкритической флюидной экстракции……………………………………………………………………..
     1.2	Использование технологии СКФ в мире и в России…………..
     1.3	Биологически активные вещества растений, обладающие антибиотической активностью………………………………………………..
     ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………..
     2.1	Сбор и сушка растительного сырья……………………..
     2.2	 Биологическая и биохимическая характеристика 
     Origanumvulgare L……………………………………………………………..
     2.3	Характеристика микроорганизмов, использованных для проверки действия экстрактов…………………………………………………………….
     2.4	Технология получения газо-жидкостных СКФ экстрактов…….
     2.5	Методика выявления антибиотической активности и определения чувствительности микроорганизмов к СКФ-экстрактам………………………
     2.6	 Метод спектрофотометрия………………………………………
     ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭКСТРАКТОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ НА МИКРООРГАНИЗМЫ ……………………………….
     3.1	Действие экстрактов с различными параметрами на микроорганизмы……………………………………………………………..
     3.2	Влияние параметров экстракции на качество получаемого экстракта……………………………………………………………
     ВЫВОДЫ…………………………………………………………………
     БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………….
     

     ВВЕДЕНИЕ

     Мировое развитие на современном этапе биотехнологической индустрии связано с необходимостью проведения преобразований, направленных на достижение энергетической эффективности, получения продуктов с прогнозируемыми свойствами и полное адаптирование технологии под конкретный продукт. Сверхкритические флюидные (СКФ) технологии в значительной степени отвечают этому вызову времени. СКФ-технологии очень эффективно, выгодно экономически и экологически безопасно применяются для экстракции нужных веществ из растительного или другого сырья. Полученные продукты используются в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине, парфюмерной промышленности и т.д.
     Сверхкритические флюиды – вещества, физико-химические и термодинамические свойства которых лежат между газом и жидкостью (исчезает различие между жидкой и газовой фазой). С помощью изменения давления и/или температуры можно постоянно корректировать растворяющую способность сверхкритического флюида. Обладая высокой плотностью, которая свойственна жидкостям, и довольно низкими значениями поверхностного натяжения и вязкости, характерными для газов, сверхкритические флюиды могут глубоко проникать в твёрдые пористые структуры и экстрагировать необходимые вещества (Филенко, 2012; Филенко, 2013). 
     Сверхкритическая флюидная технология обладает рядом преимуществ хотя бы потому, что её можно адаптировать с помощью смены параметров к выделению конкретного необходимого набора веществ. Благодаря огромному числу плюсов этой технологии её применение как за рубежом, так и в Росси продолжает набирать популярность. Именно поэтому как никогда стали популярными исследования, связанные с отработкой условий экстрагирования, изучение адаптирования параметров, для того чтобы получать максимальную выгоду из экстрагированного продукта.
     Как говорилось выше, СКФ-технологии используются в разных сферах. Например, многие учёные стали применять эту технологию для получения экстрактов, проявляющих антибиотическую активность(Браславский и др., 1991; Куркин и др., 1991; Поляков и др., 1999).Такой интерес учёных к этому вопросу объясняется тем, что в XXI веке многие антибиотики перестали быть эффективными. Проблему устойчивости бактерий к антибиотикам (резистентность) врачи называют одной из самых глобальных угроз для человечества.
     Многие учёные все больше и больше начали обращать своё внимание на разработку антибиотиков именно растительного происхождения, например коллективом учёных Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного под руководством академика В.Г. Дроботько разработан ряд антибиотиков растительного происхождения, таких как иманин, новоиманин, сальвин (Медицинская микробиология…, 2015).
     Именно из-за возросшего интереса к СКФ-технологии для поиска антибиотических средств из растительных материалов возникла острая необходимость в отработке технологии и в подборе наиболее эффективных параметров. Это и обуславливает актуальность нашей работы.
     Цель нашей работы – подбор наиболее эффективных параметров для СКФ-экстракции растений семейства Lamiaceaeс антибиотической активностью.
     Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи:
     1. Получить экстракты со средними параметрами из нескольких растений семейства Lamiaceae, для выявления их антибиотической активности ;
     2. Получить экстракты из выбранного растения с различными параметрами, оценить их внешние показатели;
     3. Провести резазуриновый тест для выявления экстракта с наилучшим подбором параметров;
     4. Сделать выводы о качестве экстрактов с различными параметрами.


     ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ФЛЮИДНОЙ ЭКСТРАКЦИИ. СОДЕРЖАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В РАСТЕНИЯХ
     
     1.1.	История развития технологии сверхкритической флюидной экстракции
     
     В 1822 г.Каньяр де ля Тур впервые ввёл понятие критической точки как конечной точки двухфазового равновесия в системе «жидкость-газ». В 1860 г. Д.И. Менделеев впервые дал определение критической температуры, как температуры абсолютного кипения и, наконец, в 1861 г.Эндрюс опубликовал результаты исследования PV-диаграммы диоксида углерода, охватывавшего области до-, критической и сверхкритических изотерм. После этих событий было положено начало к особому вниманию и систематическим исследованиям критических явлений. И как следствие, в XX веке работы учёных в этом направлении четырежды были удостоены Нобелевских премий (Онзагер, Ландау, Вильсон, П. де Жен), и как многими предполагалось, что эти теоретические достижения не заставят себя долго ждать в плане воплощения их в  конкретные технологические приложения.
     В самом деле, если ограничиваться даже лишь переработкой растительного сырья, то можно констатировать, что опираясь на градации ЮНЕСКО получение экстрактов с применением суб- и сверхкритического диоксида углерода было признано безальтернативной, экологически чистой, энерго- и ресурсосберегающей безотходной технологией XXI века. Каждый год в мире с использованием выше перечисленныхэкстрагентов перерабатывается до двух – трёх миллионов тонн растительного сырья. Например, в 1996 г. объём продаж растительных экстрактов в Европе оценивался в 7 миллиардов долларов, в Азии – 2,3 миллиарда долларов, в Японии – 2,1 миллиарда долларов, в Северной Америке – 4,5 миллиарда долларов. Рассматривая статистику, мы можем увидеть, что средние темпы роста продаж растительных композиций составляют около 12–15% в мире за год. А прибыльоценивается в сотни миллиардов долларов, которую в будущем может принести освоение пока нами неизученных лекарственных растений.
     Размышляя об общих возможностях сверхкритических технологий, например в таких отраслях промышленностикак парфюмерная,пищевая, фармацевтическая, необходимо отметить, что,изначально, они связаны с первичной переработкой растительного сырья: выделение ароматических, вкусовых и красящих веществ из овощей, фруктов и специй; получение растительных масел из семян, зёрен, бобов, косточек; декофеинизация кофе и чая; деникотинизация табака; получение эфирных масел из цветов; извлечение биологически активных веществ и компонентов лекарственных растений и кореньев.
     Вторичная переработка подразумевает фракционирование масел и витаминов; дезодорирование и устранение холестерина из масел. И конечно следует перечислить технологические процессы, не связанные с переработкой растительного сырья: интенсификация реакций синтеза фармпрепаратов; устранение остаточного растворителя из фармакопейных субстанций; микронизация и стерилизация фармпрепаратов; пропитка полимерных материалов ароматами и фармпрепаратами; концентрирование этанола в водно-этанольном растворе, а так же многое другое. Собственно диоксид углерода нашёл наибольшее употребление в качестве экстрагента в суб- и сверхкритических экстракционных процессах, очень распространившихся за пределы технологий перечисленных выше отраслей промышленности. Основные найденные в нем плюсы: нетоксичность, инертность, пожаро- ивзрывобезопасность,низкая цена, доступность, удобные критические параметры и высокая летучесть диоксида углерода (Цихмейстр, 2012).
     
     1.2.Использование технологии СКФ в мире и в России
     
     СКФ–экстракция очень универсальна и применяется во многих областях.  Выделяют четыре основных направления развития и применения СКФ-технологий:
     1. Экстракция разнообразными флюидными растворителями полезных компонентов из природного и техногенного сырья, которым могут быть различные материалы растительного и животного происхождения, органические и неорганические полуфабрикаты, а также природные образования, включая минералы и руды различных металлов. Сюда же относятся различные технологии очистки веществ и материалов от вредных примесей, растворимых в соответствующих флюидах.
     2. Импрегнация природных и синтетических материалов различными добавками, переносимыми СКФ, в результате чего возникают материалы, обладающими существенно новыми свойствами.
     3. Синтез известных и новых органических, неорганических и металлоорганических веществ, получение твёрдых материалов различной дисперсности от крупных монокристаллов до нанопорошков и тонких плёнок.
     4. Переработка и уничтожение высокотоксичных веществ и вредных и опасных отходов, включая разнообразные промышленные имуниципальные стоки, радиоактивные отходы,отравляющие и взрывчатые вещества.
     В США государственное целевое финансирование исследований поСКФ-технологиям началось в 1992–93 гг. с поддержки работ по уничтожению высокотоксичных отходов в размере 20 млн. долларов. С техпор государственное финансирование удваивалось каждые два года и постепенно распространилось на другие СКФ-программы. В результате былполучен огромный объём опытных данных, созданы специализированныечастные технологические фирмы, а крупные компании начали использовать СКФ-методы в производственных процессах.
     После этого широкое государственное финансирование работ по СКФ-технологиям перешло в поддержку конкретных приоритетных пионерских научных проектов. В настоящее время в США государственное финансирование проходит по линии ряда национальных министерств и ведомств. В частности, в этом участвуют военное министерство, министерства энергетики и здравоохранения, а также такие государственные организации, как Национальный научный фонд, Национальный институт здоровья, химической и бактериологической защиты, Национальная исследовательская лаборатория аэрокосмической техники и др. (Ширеторова и др., 2010).
     СКФ-технологии весьма эффективно, экономически выгодно и экологически безопасно применяются для экстракции нужных веществ из растительного или другого сырья, разделения смесей, высококачественной очистки поверхности твёрдых тел любой сложности, в химических синтезах, для производства высокодисперсных, в том числе наноразмерных, порошков, регенерации катализаторов промышленных химических процессов, обезвреживания вредных отходов производств и для решения многих других задач. Наиболее широкое распространение получили технологии на основе сверхкритического (СК) диоксида углерода и воды.
     Первый завод по экстракции кофеина из зёрен кофе и листьев чая с помощью СК-СО2вступил в строй в Германии в 1976 г. В настоящее время в разных странах мира работают не менее 130 только экстракционных заводов. Весь хмель, используемый в пивоваренной промышленности, проходит переработку путём СКФ-экстракции. Этим методом производятсяоливковое, подсолнечное, рапсовое, грейпфрутовое и другие масла, рыбий жир, получают экстракты лекарственных растений, чеснока, сои, рисовых зёрен, зародышей пшеницы, бетеля, чабреца и множества других растений, осуществляют очистку пищевых продуктов от холестерина, пестицидов идругих вредных или нежелательных компонентов.
     Полученные продукты используются в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине, парфюмерной промышленности и т.д. Уже построены и работают заводы по экстракции ценных компонентов природного сырья, по фракционированию моторных масел, по синтезу ряда важных соединений в биохимических производствах, а также линии по производству материалов с ранее недоступными характеристиками. 
     В ортопедии применяются пористые материалы, полученные с помощью этой технологии, которые обеспечивают их биосовместимость. В целом продвижение СКФ-технологий координируется ассоциацией JAAST(США), включающей в свой состав три ключевые для национальной безопасности лаборатории, поддерживается крупнейшими компаниями, определяющими национальные приоритеты. Анализ тем исследований и разработок в сфере СКФ-технологии, проводимых этими корпорациями, насчитывает несколько сотен позиций.
     Быстро развиваются СКФ-технологии производства высокодисперсных порошков, аэрозолей и аэрогелей, которые применяются в фармацевтической и лакокрасочной промышленности, для получения функциональных композитных полимерных покрытий, красящих порошков для копировальных машин и т.п. Например, компанией UnionCarbide (США) был создан СКФ-реактор ёмкостью 50 м3 для производства порошковых красок. Пуск СКФ-технологии на этом предприятии привёл к снижению расхода органических растворителей на 70% и к резкому снижению выбросов в атмосферу вредных отходов.
     СКФ-технологии весьма успешно используются как для получения новых функциональных материалов, так и для модификации уже известных, начиная от новых высокоэффективных теплоизоляторов, магнитных и диэлектрических материалов и заканчивая микропористыми полимерами, суперцементами и бетоном.
     Соответствующийаэрогель может быть произведён и уже производится в форме не только монолитных блоков для стеклопакетов или ловушек космической пыли, но и в форме нетканых матов, применяющихся в качестве изоляции в аэрокосмической промышленности, при производстве одеждыдля экстремальных условий. Исследователи из RensselaerPolytechnicInstituteизучили возможность использования аэрогеля в качестве изоляционного материала в микросхемах; это позволяет более чем вдвое увеличить скорость работы компьютеров. Надёжныйизоляционный материал позволяет разработчикам микросхем размещать проводники внутри кристаллов ближе друг к другу. На основе аэрогелей уже разрабатываются специальные плёнки, применение которых обеспечит появление в ближайшие годы 24-ГГц компьютеров (Коничев, 2011).
     Перечисленные результаты являются лишь началом, так как промышленностью пока осваивается только то, что технологически наиболее легко достижимо, быстро завоёвывает рынок и обеспечивает наиболее эффективную рекламу новых производств. На очереди создание процессов, которые могут изменить лицо национальной экономики.
     Россия имеет необходимый научно-технический потенциал для эффективного технологического старта в области СКФ-процессов. В последний год ведущими российскими учёными и предпринимателямиприкладываются большие совместные усилия для того, чтобы программа «Развитие и внедрение СКФ-технологий» на 2006–2008 гг. стала частью федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники».
     Для объединения усилий по созданию и продвижению СКФ-технологий в России в 2006 г. был создан и успешно начал работать Консорциум СКФ (Зелепугин и др.,2006).
     
     1.3.Биологически активные вещества растений, обладающие антибиотической активностью
     
     Растения остаются незаменимым источником получения лекарственных препаратов различной направленности действия: сердечно-сосудистых, желчегонных, антиязвенных и т.д. При этом промышленное получение сердечных гликозидов, а также ряда флавоноидов, кумаринов, как и эфирных масел, достигается путём выделения их из растительного сырья.
     Известно, что биологическая активность лекарственных растений напрямую зависит от преимущественного содержания в них тех или иных веществ, а также от комплекса сопутствующих соединений. Особым вниманием исследователей пользуются растения, содержащие фенольные соединения (ксантоны, флавонолы, катехины и т.д.) вследствие их ценности для медицины как источников лекарственных препаратов широкого спектра действия. Это противовоспалительные, капилляроукрепляющие, желчегонные, противоопухолевые, иммуностимулирующие и иные лечебные средства (Cook, 1996).Биологически активные вещества принято разделять на несколько групп: алкалоиды, гликозиды, танины, жирные масла, кумарины, пектины, слизи, смолы, флавоноиды, фитонциды, эфирные масла.
     Алкалоиды – группа азотсодержащих органических соединений основного характера, имеющих обычно довольно сложный состав и часто обладающих сильным специфическим физиологическим действием. Алкалоиды у некоторых растений содержатся в значительном количестве во всех его частях (Atropabelladonna, A. caucasica), но у большинства растений они преобладают или содержатся только в каком-либо одном органе или части растения. 
     Количество алкалоидов в растениях не велико и колеблется от тысячных долей процента до нескольких процентов. И только весьма редко некоторые растения содержат около 10% алкалоидов, а иногда значительно больше. Например, в коре хинного дерева содержание алкалоидов достигает 15–20%. В лекарственном сырье общее содержание алкалоидов чаще всего колеблется в пределах 0,1–2,0% (Гринкевич, 1983). Количество этих веществ в одном и том же растении зависит от времени года и фазы развития. 
     Растительная клетка содержит алкалоиды в растворенном виде, но их можно выделить в виде бесцветного твёрдого кристаллического вещества. Некоторые алкалоиды представляют собой жидкие вещества (например, никотин). Алкалоиды обычно не растворимы в воде, но легко образуют соли с различными кислотами, хорошо растворяющиеся в воде. На вкус эти вещества очень горькие (Гаммерман и др.,1990).
     Некоторые растения, содержащие алкалоиды, чрезвычайно ядовиты. Один из наиболее сильных ядов – кураре получают из некоторых южноамериканских растений. Большинство ядовитых растений нашей флоры – болиголов, акониты, живокости и др. – ядовиты именно благодаря содержащимся в них алкалоидам. Однако в небольших дозах нередко применяются в фармацевтике.
     Гликозиды – природные вещества, в молекуле которых углеводы (сахара) связаны с несахарным компонентом, называемым агликоном (генином). Они отличаются друг от друга как структурой агликона, так и строением сахарной цепи. Гликозиды расщепляются (гидролизуются) в присутствии кислот и под действием ферментов. Действие ферментов строго специфично (иногда они катализируют превращение единственного гликозида).
     В зависимости от химической природы агликона гликозиды разделяют на следующие группы (Гаммерман, 1990):
     1. Цианогенные гликозиды, агликонами которых являются соединения, содержащие синильную кислоту.
     2. Сердечные гликозиды, агликоны которых представляют собой производные циклопентанпергидрофенантрена – карденолиды и буфадиенолиды.
     3. Сапонины, агликонами которых служат тритерпеновые и стероидные соединения.
     4. Антрагликозиды – гликозиды, агликонами которых являются производные антрацена.
     5. Фенольные гликозиды, агликонами которых служат производные фенолов – кумарины, флавоноиды и т.д.
     6. Горькие гликозиды – гликозиды, входящие в состав растений, применяемы в качестве горечей.
     7. Гликоалкалоиды, агликонамикоторых являются азотсодержащие соединения.
     Наиболее важна большая группа сердечных гликозидов, встречающихся у самых разных растений. Это гликозиды, агликоном которых являются производные циклопентанпергидрофенантрена, содержащие в положении 17 ненасыщенное пятичленное или шестичленное лактонное кольцо. Они оказывают сильное действие на сердечную мышцу всех позвоночных животных и человека.
     Сердечные гликозиды легко могут подвергаться гидролизу, который может быть кислотным, щелочным и ферментативным. Наиболее мягкое ступенчатое расщепление протекает при ферментативном гидролизе. При кислотном и щелочном происходит глубокое расщепление до агликона и сахарных компонентов (Гринкевич, 1983).
     Сапонины представляют собой сложные органические соединения гликозидного характера. Большинство из них вызывают гемолиз эритроцитов крови. Водные растворы этих веществ образуют при встряхивании обильную стойкую пену (подобно мыльной), в результате чего эти вещества и получили название сапонинов (от лат. sapo – мыло).
     Тритерпеновые гликозиды широко распространены в растениях и животных класса иглокожих. Они используются для борьбы за существование и поддержания равновесия при антагонистических взаимоотношениях биологических систем и служат факторами невосприимчивости растений к грибковым заболеваниям (Сироткина, 1987).
     Дубильные вещества – соединения многоатомных фенолов, имеющих вяжущий вкус, осаждающие белки и алкалоиды из разбавленных растворов. Среди них наибольшее распространение имеют галлотанины, эллогатанины, конденсированные дубильные вещества.
     Лекарственные средства на основе дубильных веществ растений представляют собой чрезвычайно разнообразную по фармакологическому действию и химическому строению группу биологически активных веществ. Дубильные вещества применяют как кровоостанавливающее средство; кроме того, они действуют как местные анестетики и антисептики и в значительной степени как антидоты (противоядия) и закрепляющие (Гаммерман  и  др., 1990).
     Эфирные масла представляют собой сложные многокомпонентные смеси летучих душистых и разнообразных по структуре органических веществ, образующихся в растениях в процессе жизнедеятельности. В их состав входят вещества, относящиеся к различным классам органических соединений: алифатические, ациклические, ароматические и гетероциклические. Среди них встречаются углеводы, спирты, кислоты, альдегиды, кетоны, фенолы, лактоны, оксиды, простые и сложные эфиры и другие соединения (Гаммерман и др., 1990).
     Своё название эфирные масла получили благодаря наличию характерного ароматного запаха и маслообразной консистенции. В отличие от жирных масел они испаряются, не оставляя жирного пятна. Эфирные масла широко распространены в растительном мире. В настоящее время известно до 2500 эфирномасличных растений, относящихся к различным классам – от низших до покрытосеменных (Гринкевич, 1983).
     Эфирно-масличные растения встречаются почти в 90 семействах, из них в тропической зоне произрастает 43,6%, в субтропиках – около 10%, а в умеренной зоне – около 28% (Домрачев, 2010).Наиболее распространёнными компонентами эфирных масел являются терпены и их кислородсодержащие производные. Наряду с монотерпенами общей формулы С10Н16 в эфирных маслах содержатся секвитерпены С15Р24 и их производные. Ароматические и алифатические производные встречаются реже (Алякин и др., 2011).
     В большинстве случаев эфирные масла представляют собой прозрачные бесцветные или желтоватые жидкости (реже – окрашенные в другие цвета) с характерным запахом, легко растворимые в органических растворителях (спирте, эфире, хлороформе, ацетоне и т.д.), практически не растворимые в воде, но при взбалтывании образуют с ней эмульсии; они легче воды, однако плотность их возрастает с увеличением содержания кислородных соединений (Ефремов и др., 2009).Локализуются эфирные масла в специализированной выделительной ткани экзогенного (железистые волоски различного типа и эфирно-масличные железки) и эндогенного типов (секреторные клетки, вместилища, секреторные канальцы) (Сироткина,  1987).
     Секреторные структуры родов Origanum и Schizonepeta меньше всего подвержены нарушениям целостности и, следовательно, эфирное масло лучше сохраняется, а его компоненты более устойчивы к окислительному воздействию воздуха,. Все остальные исследованные Ткачёвым виды имеют секреторные каналы, которые при разрыве растений на части (или измельчении) нарушаются, что приводит к ускорению улетучивания легкокипящих компонентов из-за повреждения защитных оболочек вместилищ масла и к более заметному изменению компонентного состава за счёт проникновения кислорода воздуха в секреторные каналы. Разрыв растений на части (при измельчении) приводит к сильным изменениям только той части эфирного масла, которая находится в секреторных каналах, поскольку при любой ломке растения в первую очередь будет нарушаться целостность именно схизогенных каналов (Ткачёв и др., 2002).
     Изучение дикорастущей эфирно-масличной флоры Сибири тесно связано с именами профессоров П.Н. Крылова и В.В. Ревердатто, которые включились в данную проблему в конце 20-х гг. прошлого столетия. Изучая производительные силы указанного региона, по инициативе и непосредственном участии этих учёных в 1927–1929 гг. были организованы первые экспедиции в районы Восточного Алтая. В задачу экспедиции входило не только выявление запасов, но и заготовка эфирно-масличного сырья с целью получения эфирных масел для Новосибирского мыловаренного завода (Зудилов,1935).
     В 1931 г. АН СССР в районы Алтая была организована Южносибирская флористическая экспедиция под руководством профессора Б.К. Шишкина. Её задачи носили ресурсоведческий характер с выяснением вопросов экономической целесообразности эксплуатации дикорастущих эфироносов в производственных целях. Усилиями данных экспедиций было выявлено более 100 душистых растений, из которых впервые получено 27 образцов эфирных масел: чабрецов, мяты, зизифоры, котовников, рододендрона, тысячелистника, полыней и других видов. Для большинства из них была дана физико-химическая характеристика (Прохорова, 1932).
     В 50-е гг. в Центральном Сибирском ботаническом саду (ЦСБС, г. Новосибирск) под руководством К.А. Соболевской проводилось испытание 33 новых для Сибири эфирно-масличных культур и свыше 240 сортообразцов из различных районов СССР. В результате этих исследований авторы приходят к очень важному выводу, что климатические условия Западной Сибири вполне благоприятны для культивирования растений, содержащих эфирные масла (Калинкина и др., 2000).Ресурсные исследования, проведённые в районах Алтая и Хакасии, позволили предложить для дальнейшего исследования более 50 видов эфирно-масличных растений из семейств Ericaceae, Lamiaceaeи Asteraceae.
     Вместе с тем изучение 100 эфирных экстрактов, полученных из сырья дикорастущих и окультуренных в Западной Сибири лекарственных растений, позволило отнести к наиболее активным в отношении стафилококка золотистого лишь некоторые из них: Glycyrrhizauralensis, AgrimoniavillosusCarumcarvi и Saussureafrolovii. Очень высокой фунгицидной активностью отличался эфирный экстракт Inulahelenium (Макаренко, 1970; Макаренко,  1974).
     Флавоноидыпредставлены многочисленной группой природных биологически активных соединений – производных бензо-?-пирона, в основе которых лежит фенилпропановый скелет, состоящий из С6-С3-С6-углеродных единиц. Их относят к веществам дифинилпропанового ряда. По структуре пропанового фрагмента(-С3-) флавоноидыразделяют на 14 классов (флавоны, флавапоны, халконы, антоцианидиды и др.). Наличие оксигрупп в ароматических кольцах позволяет отнести их к фенольным соединениям (Георгиевский и др., 1990).
     Под термином флавоноиды объединены различные соединения, генетически связанные друг с другом и обладающие различным фармакологическим действием (Гринкевич, 1983).Наиболее богаты флавоноидами растения семейства Бобовых, Астровых, Зонтичных, Губоцветных, Розоцветных, Гречишных, Берёзовых, Рутовых и т.д.(Сироткина, 1987).
     Кумарины – производные лактона цис-ортооксикоричной кислоты. Это соединения, у которых ядро кумарина не сконденсировано с ароматическим, гетероароматическим или насыщенным циклом. Как правило, в положениях 3–8 соединений находится окси-, алкокси- и алкильные группы  (Георгиевский и др.,1990).
     
     

     ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
     
     2.1.Характеристика использованных растений семействаLamiaceae, сбор и сушка растительного сырья
     
     СемействоLamiaceae крупное семейство цветковых растений, имеющее довольно широкое распространение. В мировой флоре семейство насчитывает по одним данным около 200 родов и 3500 видов.Многие представители этого семейства имеют хозяйственное значение, они используются как пряные, эфиромасличные, лекарственные и медоносные растения. 
     Нами были выбраны семь растений из данного семейства, для выявления наиболее активного,  в плане антимикробного действия. Мы испытывали каждое растение на четырех видах бактерий, и уже по полученным результатам выбирали наиболее подходящее для наших исследований.
     Dracocephalumnutans L.Змееголовник поникающийэто –  многолетнее или двулетние травянистые растения 30–60 см высоты. Корневища горизонтальные. Стебли прямостоячие, простые или ветвистые, короткоопушенные. Нижние листья до 4 см длины, яйцевидные или овальные, тупые, с сердцевидным основанием, заостренные, по краю крупногородчатые, голые, на длинных черешках. Средние листья до 7 см длины, продолговато-яйцевидные, с округлым основанием, заостренные, по краю городчато-пильчатые, на коротких черешках. Верхние листья более мелкие, ланцетные, туповатые, почти цельнокрайние и почти сидячие. Цветки собранные на коротких цветоножках в ложные, многоцветковые, расставленные по стеблю мутовки, формирующие концах стеблей в рыхлые облиственные продолговатые кисти до 15 см длины, часто с поникающими верхушками (Буданцев, 1987).
     Prunellavulgaris L. Черноголовка обыкновенная– многолетнее травянистое растение с прямостоячими, четырехгранными стеблями высотой 10–40 см. Листья супротивные, продолговато-яйцевидные. Цветки фиолетовые, двугубые, в мутовках-полузонтиках, собранных в колосовидное верхушечное соцветие, Каждый цветок находится в пазухе широкого прицветника. Плод по созревании распадается на четыре шиповатых орешка. Распространена почти во всех районах СНГ, кроме Крайнего Севера. Растет в лесах, зарослях кустарников, на лугах, залежах, близ жилья (Абрамова, 1996).
     LamiumalbumL. Яснотка белая — многолетнее травянистое растение. Корневище горизонтальное, членистое, пускающее из узлов длинные нитевидные подземные побеги. Стебель травянистый, прямостоячий, 30–45 см, простой, у основания ветвистый, 4-гранный, почти голый или кверху покрытый короткими волосками. Листья супротивные, черешковые, продолговато-сердцевидные, заостренные, крупнопильчатые, морщинистые, короткожестковолосистые. Цветы крупные, неправильные, обоеполые, подпестичные, сидящие в пазухах листьев. Чашечка правильная, колокольчатая, из 5 равных зубцов, редковолосистая; чашечные зубцы ланцетно-шиловидные.  Встречается повсеместно во всех районах России (Бухало, 1980).
     MenthapiperitaL. Мята перечная – многолетнее травянистое растение, имеет в высоту от 50 до 120 см. Корневище у мяты подземное, горизонтальное, расположенные на глубине от 5 до 15 см., достаточно ветвистое. Стебель мяты однолетний, прямой, темно-фиолетового цвета. Достаточно полный, четырехгранный и ветвистый. Верхушки же главного стебля, и боковые ветви заканчиваются соцветиями. Цветки у мяты перечной мелкие, пестичные, имеют светло-фиолетовый цвет, лиловый или беловато-розовый. Листья же у мяты зеленого цвета, мелкие, имеют удлиненно – овальную (яйцевидную) форму, заостренные. Цветет мята с июня по август. Изредка может иметь плод, который состоит из 4 орешков, но происходит такое крайне редко (Кириченко, 2008). 
     Salviaverticillata L. Шалфей мутовчатый –многолетние травянистые растения 60–80 см высоты. Корневище ползучее, почти горизонтальное, до 1 см диаметром. Стебли прямостоячие и восходящие, простые или ветвистые, густо и коротко железисто опушенные, шероховатые. Листья 4–13 см длины и 3–10 см ширины, широкояйцевидные и эллиптические, либо продолговато-эллиптические и продолговато-яйцевидные, простые или чаще лировидные, у верхушки заостренные или острые, по краю неравномерно выемчато-городчатые или крупногородчатые, с округлым, срезанным или сердцевидным основанием, с обеих сторон шероховато и железисто опушенные, иногда до бархатисто, почти войлочно, мягко волосистых. Цветки собраны в числе 20–40 штук, в плотных, ложных мутовках на густо и коротко волосистых цветоножках 1–1, 3 см длины (Губанов, 1987).
     LeonurusquinquelobatusGilib.Пустырникпятилопастной – многолетние травянистые растения высотой от 30 до 100 см, с зеленым четырехгранным, густо опушенным, ветвистым стеблем. Листья черешковые, нижние 5–7–пальчато-раздельные, верхние - тройчатораздельные и тройчатолопастные, накрест супротивные. Цветки мелкие, расположены в пазухах листьев. Венчик двугубый (диагностический признак), розового цвета. Плод дробный, распадающийся на 4 орешка (Паутова и др., 1986).
     В качестве опорного растения, для отработки технологии, нами было выбрано официальное лекарственное растение -  Душица обыкновенная, так как ее антимикробная активность уже известна и подтверждена нашими исследованиями (Делова, 1974; Кузнецова, 1993; Казаринова и др., 2002; Кумышева, 2009).
     Душица обыкновенная Origanumvulgare L. – евроазиатский вид, широко распространена в европейской части России (кроме Арктики), на Украине, Кавказе, в Южной Сибири и горных районах Средней Азии. Это – лесостепное растение. Растет на суходольных, пойменных, лесных, реже степных лугах, в разреженных хвойных и березовых лесах, п.......................