Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Оптимизация параметров экстракции биологически активных веществ из корня солодки методом планирования эксперимента по Боксу-Бенкену

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-

Аннотация

Корень солодки (Glycyrrhiza glabra L.) является ценным лекарственным сырьем, содержащим комплекс биологически активных веществ с антиоксидантной активностью. Оптимизация процесса экстракции позволяет повысить эффективность извлечения целевых компонентов. Целью исследования является определение оптимальных параметров экстракции для максимального извлечения фенольных соединений и достижения высокой антиоксидантной активности экстрактов корня солодки. Для оптимизации процесса экстракции использован метод планирования эксперимента по Боксу-Бенкену с тремя факторами: продолжительность экстракции (60-120 мин), гидромодуль (1:10-1:30) и температура (50-70°C). В качестве откликов определяли антиоксидантную активность методом DPPH (АОА, %), содержание общих фенольных соединений методом Фолина-Чокалтеу (ОФС, мг ГК/г) и выход сухого вещества (СВ, %). Статистическая обработка данных проведена с построением математических моделей зависимости откликов от варьируемых факторов. Получены уравнения регрессии, описывающие зависимость антиоксидантной активности, содержания фенольных соединений и выхода сухого вещества от параметров экстракции. Установлено, что наибольшее влияние на все исследуемые отклики оказывает гидромодуль. Для антиоксидантной активности (Y1) и выхода сухого вещества (Y3) определяющими являются линейный и квадратичный члены гидромодуля. Содержание общих фенолов (Y2) зависит от продолжительности экстракции, гидромодуля и взаимодействия гидромодуля и температуры экстракции. Максимальная антиоксидантная активность (16,4%) и наибольший выход сухого вещества (3,05%) достигаются при продолжительности экстракции 120 мин, гидромодуле 1:10 и температуре 60°C. Методом планирования эксперимента по Боксу-Бенкену определены оптимальные параметры экстракции биологически активных веществ из корня солодки. Полученные математические модели позволяют прогнозировать качественные характеристики экстрактов в зависимости от условий процесса. Результаты исследования могут быть использованы для разработки технологии получения стандартизованных экстрактов солодки с заданными свойствами.

Об авторах

К. Р. Баязитов
ФГАОУВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»

аспирант, факультет биотехнологий, Кронверкский пр., д. 49, лит. А., г. Санкт-Петербург, 197101, Россия



Н. В. Яковченко
ФГАОУВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»

к.т.н., доцент, факультет биотехнологий, Кронверкский пр., д. 49, лит. А., г. Санкт-Петербург, 197101, Россия



М. А. Анцыперова
ФГАОУВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»

к.т.н., доцент, факультет биотехнологий, Кронверкский пр., д. 49, лит. А., г. Санкт-Петербург, 197101, Россия



Список литературы

1. Samani B.H., Sharifi A., Jamshidi-kia F. et al. Advanced extraction of Glycyrrhiza glabra root extract using a combined ultrasonic and cold plasma reactor // Scientific Reports. 2025. V. 15. Art. 9994. doi: 10.1038/s41598-025-94781-w

2. Ciganović P., Jakimiuk K., Tomczyk M., Zovko Končić S. Glycerolic licorice extracts as active cosmeceutical ingredients: extraction optimization, chemical characterization, and biological activity // Antioxidants. 2024. V. 8. № 10. Art. 445. doi: 10.3390/antiox8100445

3. Liang Y., Wen Q., Yang Z. et al. Optimization of ultrasound-assisted extraction of glycyrrhizic acid and glabridin from Glycyrrhiza glabra L. using response surface methodology and development of a green analytical method // Sustainable Chemistry and Pharmacy. 2024. V. 37. Art. 101385. doi: 10.1016/j.scp.2023.101385

4. Semenescu I., Avram S., Similie D. et al. Phytochemical, antioxidant, antimicrobial and safety profile of Glycyrrhiza glabra L. extract obtained from Romania // Plants. 2024. V. 13. № 23. Art. 3265. doi: 10.3390/plants13233265

5. Yin H., Zhang Y., Hu T. et al. Optimization of cellulase-assisted extraction of total flavonoids via response surface methodology based on antioxidant activity // Processes. 2023. V. 11. № 7. Art. 1978. doi: 10.3390/pr11071978

6. Abdelrahman A.M.E., Babiker E.E., Al-Juhaimi F.Y. et al. Response surface methodology optimization of microwave and pulsed electric field pretreatments for enhancing bioactive properties of licorice stem powder // LWT – Food Science and Technology. 2025. Art. 118282. doi: 10.1016/j.lwt.2025.118282

7. Ayanglaa N.W., Kumara V., Guptab R.C. et al. Response surface methodology and artificial neural network modelling for optimization of solid-liquid extraction and rapid HPTLC analysis of glycyrrhizin in Glycyrrhiza glabra root // South African Journal of Botany. 2022. V. 148. P. 11–20. doi: 10.1016/j.sajb.2022.03.045

8. Qin R., Song J., Wang Q. et al. Optimal extraction of antioxidants, flavonoids, and phenolic acids from the leaves of Apocynum venetum L. by response surface methodology with integrated chemical profiles and bioactivity evaluation // Molecules. 2025. V. 30. № 19. Art. 4006. doi: 10.3390/molecules30194006

9. Mašković J.M., Jakovljević V., Živković V. et al. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolics from Satureja hortensis L. and antioxidant activity: response surface methodology approach // Processes. 2024. V. 12. № 9. Art. 2042. doi: 10.3390/pr12092042

10. Xiang Q., Wang J., Tao K. et al. Optimization of phenolic-enriched extracts from olive leaves via ball milling-assisted extraction using response surface methodology // Molecules. 2024. V. 29. № 15. Art. 3658. doi: 10.3390/molecules29153658

11. ОФС.1.4.1.0021. Экстракты // Государственная фармакопея Российской Федерации. XV изд. М., 2023.

12. Страшко Н.И. Проблемы бутилированной питьевой воды в России // Актуальные проблемы социально-экономического развития общества: сб. тр. по мат. V Национальной науч.-практ. конф. Керчь, 2023. С. 151–154.

13. Cocîrlea M.D., Simionescu N., Călin T. et al. Box–Behnken Design-Based Optimization of Extraction Parameters of Phenolics, Antioxidant Activity, and In Vitro Bioactive and Cytotoxic Properties of Rhus typhina Fruits // Applied Sciences. 2024. V. 14. № 23. Art. 11096. doi: 10.3390/app142311096

14. Пасичник Е.Ю., Цветов Н.С. Особенности применения методов определения общего содержания биологически активных веществ (полифенолов и флавоноидов, общей антиоксидантной активности) в присутствии глубоких эвтектических растворителей // Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-primeneniya-metodov-opredeleniya-obschego-soderzhaniya-biologicheski-aktivnyh-veschestv-polifenolov-i-flavonoidov (дата обращения: 06.02.2026).

15. Mauer L.J. Moisture and Total Solids Analysis // Ismail B.P., Nielsen S.S. (eds) Nielsen's Food Analysis. Food Science Text Series. Cham: Springer, 2024. doi: 10.1007/978-3-031-50643-7_15

16. Chen X., Cui W.Q., Zhang Y. et al. Ultrasound-assisted deep eutectic solvents extraction of glabridin and isoliquiritigenin from Glycyrrhiza glabra: Optimization, extraction mechanism and in vitro bioactivities // Ultrasonics Sonochemistry. 2022. V. 83. Art. 105946. doi: 10.1016/j.ultsonch.2022.105946

17. Karaogul E., Nedjip G. RSM-Based Optimization of Bioactive Extraction and Characterization from Olea europaea Leaves: Antioxidant and Phenolic Profile by LC–MS/MS // Food Analytical Methods. 2025. V. 18. P. 776–797. doi: 10.1007/s12161-024-02734-2

18. Zhang Q., Liu N., Zhou Q. et al. Optimization of Total Triterpenoids Extraction from Red Beet (Beta vulgaris L.) Using Response Surface Methodology and Evaluation of Their Antioxidant Activity // Sugar Tech. 2025. V. 27. P. 2000–2012. doi: 10.1007/s12355-025-01634-x

19. Aydar A.Y., Aydın T., Karabaş E. et al. Optimizing freeze-drying parameters for enhanced bioactive compound encapsulation in olive seed extracts // Journal of Food Measurement and Characterization. 2026. V. 20. P. 918–930. doi: 10.1007/s11694-025-03696-7

20. Turgay Ö., Çelik E., Güler N., Akgönen Ş. Application of Box-Behnken Experimental Design Method in Licorice Extraction // Dicle Üniversitesi Veteriner Fakültesi Dergisi. 2024. V. 17. Özel Sayı (1). P. 45–50. doi: 10.47027/duvetfd.1486962


Рецензия

Для цитирования:


Баязитов К.Р., Яковченко Н.В., Анцыперова М.А. Оптимизация параметров экстракции биологически активных веществ из корня солодки методом планирования эксперимента по Боксу-Бенкену. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(1):169-175. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-

For citation:


Bayazitov K.R., Iakovchenko N.V., Antsyperova M.А. Optimization of extraction parameters of biologically active substances from licorice root using the Box-Behnken experimental design method. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2026;88(1):169-175. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-

Просмотров: 52

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)