Registration Number
0826U003848, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
04-08-2026
popup.evolution
.
Title
Biotechnology of a cosmetic product based on Amaranthus L. callus biomass extract
Author
Kateryna I. Hutsko,
popup.head Romana O. Petrina
popup.opponent Nadia Drobyk
popup.opponent Maryana I. Fedorovska
popup.review Natalia Y. Stadnytska
popup.review Vasyl V. Diachok
popup.rada
Lviv Polytechnic National University
Description
Дисертація спрямована на удосконалення методики отримання калусної біомаси амаранту, дослідження оптимальних умов екстракції метаболітів, фітохімічний аналіз екстрактів амаранту, визначення біологічної дії, розроблення та дослідження косметичних продуктів із екстрактом калусної біомаси амаранту.
За даними сучасних літературних джерел, амарант має високий вміст метаболітів та застосовується у народній медицині. Біотехнологічний метод отримання рослинної сировини дозволяє отримувати чисту біомасу незалежно від сезону із високим вмістом метаболітів. Для отримання калусної біомаси амаранту in vitro використовують середовище Мурасиге-Скуга із регуляторами росту. Більшість лікарських засобів із регенерувальною дією є хімічного походження. Актуальним є виготовлення косметичних засобів із екстрактом калусної біомаси амаранту, як активним інгредієнтом.
Розроблено поетапну схему досліджень, що складається з п’яти етапів. Як матеріали дослідження обрано українські сорти амаранту «Лера» та «Ультра», а також фіточай амаранту звичайного. Визначено методики отримання калусної біомаси та досліджень для виконання завдань.
Проведено PEST-аналіз та SWOT-аналіз для обгрунтування доцільності використання біотехнологічного методу культури тканин рослин. Встановлено, що довготривале праймування у розчині гіберелової кислоти концентрацією 0,25 мг/л покращує схожість насіння in vitro. Оптимальні результати стерилізації насіння амаранту були отримані при використанні гідропраймування протягом 96 год із подальшою стерилізацією 20 хв у 30 % пероксиді водню. Встановлено, що активне калусоутворення відбувається на цілих проростках амаранту отриманих in vitro та при використанні насінин як експлантів. Найкращі результати накопичення калусної біомаси спостерігали при використанні середовищ Мурасиге-Скуга із додаванням 3 мг/л бензиламінопурину та 0,50 мг/л нафтилоцтової кислоти.
Визначено оптимальні параметри процесу отримання етанольних екстрактів трави, насіння та калусу амаранту для максимального вмісту поліфенольних сполук та флавоноїдів. Досліджено вплив типу екстрагенту, придатного для косметичного застосування, температури та часу екстракції на вміст поліфенольних сполук та флавоноїдів у екстрактах трави та калусної біомаси амаранту. Показано перспективність використання гліцерину та амодиметикону як екстрагентів для вилучення цільових метаболітів.
Проведено дослідження якісного складу метаболітів в екстрактах амаранту. Ідентифіковано амінокислоти у водних екстрактах насіння та трави амаранту методом тонкошарової хроматографії. Спектрофотометрично виявлено, що найвищий вміст амінокислот був у 100 % гліцериновому екстракті трави амаранту сорту «Лера». Спектрофотометрично виявлено, що найвищий загальний вміст пігментів є у 50 % гліцериновому екстракті трави амаранту сорту «Лера» та 40 % етанольному екстракті трави амаранту звичайного.
Антиоксидантну активність екстрактів амаранту досліджено методами DPPH, ABTS+, модифікованим FRAP, фосфомолібденовим методом, шляхом аналізу кінетики інгібування автоокислення адреналіну та визначення оксидативного стресу на тваринних клітинах. Всі досліджені екстракти виявили високу здатність до нейтралізації вільних радикалів.
За допомогою методу дифузії в агар, встановлено високу чутливість тест-культур Escherichia coli та Candida tenuis до гліцеринових екстрактів трави амаранту сорту «Лера», трави амаранту звичайного та калусу амаранту сорту «Ультра». Спиртові екстракти насіння амарантів сортів «Лера» та «Ультра», трави амаранту звичайного проявили високу антимікробну активність проти Staphylococcus aureus.
Для подальших розробок як активний косметичний компонент було вибрано 100 % гліцеринові екстракти амаранту.
Проведено розробку косметичних засобів у емульсійній, гелевій та інкапсульованій формі. Обрано сукупність активних компонентів, що комплексно діють на регенерацію шкіри, і гліцериновий екстракт калусу амаранту є антимікробним та антиоксидантним активом. Відповідно до результатів дослідження фізико-хімічних властивостей тестових зразків, оптимальним складом емульсії є засіб із 0,5% ксантанової камеді та емульгаторами 2% Planta M і 5% Olivem 1000; оптимальним гелевим засобом є варіант із 1,0% Solagum AX та 0,4% високомолекулярної гіалуронової кислоти; а оптимальним інкапсульованим – із 0,3% альгінату натрію, 0,3% ксантанової камеді та 1,0% карагенану. Представлено технологічну блок-схему виготовлення косметичних засобів та склад записано згідно міжнародної номенклатури INCI.
Registration Date
2026-07-22
popup.nrat_date
2026-07-22 / 2026-08-04
