Сотрудники кафедры физической химии Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета создали руководство для решения технологических задач по применению циклодекстринов, которые широко используются при производстве фармпрепаратов, косметики, а также в текстильной промышленности, процессах очистки воды, добычи нефти.

«В опубликованной в журнале Carbohydrate Polymers статье обобщены факторы, влияющие на образование твердых комплексов циклодекстринов с практически полезными веществами. Нами проанализирован мировой опыт, а также учтены результаты 20-летней работы сотрудников кафедры физической химии КФУ в этой области, – рассказывает профессор кафедры Валерий Горбачук. – Статья представляет собой руководство, позволяющее решать многие технологические задачи по применению циклодекстринов без перебора большого числа вариантов и существенно упрощающее создание новых препаратов на основе этих углеводов».

Как объяснил В. Горбачук, циклодекстрины широко используются для повышения биодоступности лекарственных препаратов, предотвращения окисления компонентов косметики на воздухе, в средствах личной гигиены, для борьбы с процессами гниения фруктов и овощей, в качестве пищевых добавок, а также в текстильной промышленности для удаления моющих средств с тканей, выравнивания их окраски и очистки сточных вод.

«Циклодекстрины производят десятками тысяч тонн путем ферментативного гидролиза крахмала и применяют в большинстве случаев в виде твердых комплексов с различными веществами, например, с лекарствами, эфирными маслами, ингибиторами патогенной микрофлоры. Для оптимизации технологических процессов приготовления таких комплексов требуется количественная характеристика их свойств», – подчеркнул важность полученных результатов профессор.

По словам химика, в мире ежегодно публикуется более 15 тысяч статей, тысячи обзоров, посвященных применению и свойствам циклодекстринов, а также патентуются сотни изобретений в этой области. При этом количественные параметры комплексов циклодекстринов традиционно определяются и анализируются в основном только для водных растворов.  

В ходе исследования ученые КФУ также выяснили, что для проявления полезных функций циклодекстринам нужно некоторое (минимальное) количество воды.

«Циклодекстрины, также как и белки, начинают выполнять свои полезные функции, если в них содержится вода, ее пороговое значение обычно составляет около 10 процентов по весу. Эта величина зависит от температуры. Полученные нами результаты позволяют объяснить, к примеру, почему теплокровным животным требуется меньше воды для существования, чем холоднокровным, – говорит В. Горбачук.

Исследователи установили, что связыванию лекарств, эфирных масел и других веществ в водорастворимые продукты мешает как недостаток воды, так и ее избыток.

«Для связывания субстратов с циклодекстринами и белками вместо воды можно использовать некоторые органические растворители, например обычный этиловый спирт. Он, правда, работает хуже воды, как и другие водоподобные вещества», – отметил Валерий Горбачук.

Он также проинформировал, что в ходе исследований был найден циклодекстрин, обладающий памятью.

«Такую способность проявляет альфа-циклодекстрин. Свойства его гидрата существенно зависят от того, в каком порядке в него поступала вода. Гидрат, полученный увлажнением сухого альфа-циклодекстрина, оказался лучшим рецептором по отношению к органическим веществам, чем гидрат того же состава, но полученный частичным высушиванием формы с большим содержанием воды», – уточнил он.