Сотрудники Института аналитического приборостроения РАН совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета разработали новую методику тестирования эфирных масел для определения их биологической активности в зависимости от концентрации этих масел и времени их воздействия. Результаты опубликованы в журнале «Научное приборостроение» (2026, том 36, № 2).
Эфирные масла — это очень концентрированные летучие жидкости, которые получают из цветов, листьев, коры и других частей растений. Они сохраняют природный запах, вкус и полезные свойства растений. В отличие от других растительных экстрактов, в эфирных маслах содержится гораздо больше активных веществ. Благодаря этому они обладают сильным действием: могут подавлять рост бактерий, защищать от окисления, служить природными консервантами, улучшать вкус и аромат, а также поддерживать здоровье, например, за счет пребиотических свойств.
Их широко используют в лекарствах, косметике, продуктах питания, и спрос на них постоянно растет. Чтобы понять, насколько то или иное масло эффективно, важно оценить его биологическую активность. Это помогает производителям выбрать лучшие образцы, определить нужную дозировку и отсеять некачественные продукты. Обычно такие проверки проводят с помощью живых организмов — как одноклеточных, так и многоклеточных, которые реагируют на действие масла.
Ученые разработали простой и быстрый способ проверки, насколько эфирные масла обладают биологической активностью — например, могут ли они подавлять рост бактерий. Метод основан на использовании специальных датчиков, которые измеряют изменения в жидкости под действием масел. Это позволяет оценить их эффективность в зависимости от концентрации и времени воздействия.
Проверяли метод на девяти популярных эфирных маслах, которые часто применяют в медицине, косметике и еде. Сначала измеряли сигнал с помощью электрохимических датчиков, а потом обрабатывали полученные данные с помощью математических расчетов. Для подтверждения результатов сравнивали их с классическим способом — подсчетом колоний бактерий L. acidophilus после 24 часов роста без масел и с ними. Результаты совпали, что показало надежность нового подхода. Метод оказался точным, недорогим и удобным для широкого использования.
На первом этапе каждый вид эфирных масел проходит по три замера каждые 40 минут: регистрация изменений рН, а также разностей потенциалов между хлорсеребряным референсным электродом и специально разработанными индикаторными железным EFe и латунным ECuZn электродами первого рода, позволяющими оценить изменения (степени активирования либо ингибирования жизнедеятельности тестовых микроорганизмов заданными концентрациями эфирных масел) в жидкой питательной среде, инкубируемой в присутствии и в отсутствие тестируемых образцов и жизнеспособных тестовых микроорганизмов. Замеры производятся в тестовой среде, засеянной Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 (являющимися типичными представителями микробиоты человека).
Величины EFe и ECuZn регистрировали с помощью специально изготовленных и принципиально новых двух потенциометрических датчиков, подобных комбинированному редокс-электроду «ЭРП-105», в котором платинированная проволока, входящая в состав индикаторного электрода, заменялась на проволоку, изготовленную из стали 30 (содержащей 98,75% Fe, 0, 5% Mn, 0,2% Cr, 0,25% Si и 0,3% C) либо из латуни Л63 (содержащей 65% Cu и 38% Zn).
На следующем этапе ученые обработали данные с датчиков, чтобы определить, насколько эфирные масла влияют на бактерии L. acidophilus. Для этого использовали формулы, которые учитывают, как меняются показания трех разных датчиков с течением времени. Это позволило оценить общую биологическую активность каждого масла одним числом, учитывая и концентрацию, и длительность воздействия.
Выяснилось, что активность масел сильно зависит от их количества и времени контакта с бактериями. Чем выше концентрация — тем сильнее антимикробное действие. Наиболее эффективным оказалось масло из цветков гвоздичного дерева (Syzygium aromaticum), а наименее — из листьев эстрагона (Artemisia dracunculus). При снижении концентрации активность уменьшалась. Также со временем эффект масел ослабевал — вероятно, из-за того, что бактерии привыкали, а активные вещества в масле постепенно теряли силу.
Короткие измерения (до 2 часов) хорошо показали начальную чувствительность, а более длительные — лучше соответствовали классическому методу с подсчетом колоний. При этом все масла оказывали заметное антимикробное действие, если их концентрация превышала 1 об.%.
Новый метод оказался простым, быстрым и доступным. Его можно использовать не только для проверки новых продуктов, но и для контроля качества уже выпускаемой продукции — например, чтобы выявить испорченные или некачественные образцы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что эфирные масла способны бороться с устойчивостью к антибиотикам.