Wszystkie rośliny, z których człowiek pozyskuje olejki eteryczne, produkują je na własny użytek. W efekcie do pozyskania kilkudziesięciu kilogramów olejku potrzebne są czasami tony roślin. Jednym z możliwych rozwiązań jest syntetyzowanie substancji zapachowych, lecz jest to rozwiązanie niedoskonałe, pozbawiające olejek waloru naturalności. A co jeśli udałoby się zmusić rośliny do większej produkcji, ale bez sięgania po „opcję nuklearną”, jaką jest modyfikacja genetyczna?
ikona lupy />
Dziennik Gazeta Prawna
Nad tym problemem postanowiły pochylić się doktorantka mgr inż. Dominika Andrys oraz jej promotorka dr hab. Danuta Kulpa z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego. – Skład olejków eterycznych może ulegać zmianom ze względu na czynniki środowiskowe, m.in. pochodzenie rośliny, nasłonecznienie czy warunki wzrostu. Inną kompozycję mają również olejki pozyskane z lawendy namnażanej metodą in vitro. Dodatkowo można wpłynąć zarówno na ich skład, jak i ilość, podając roślinie substancje wytwarzane naturalnie w reakcji na stres, tj. podczas zranienia czy infekcji – mówi badaczka.
Kultury in vitro są metodą pozwalającą w szybki sposób na uzyskanie dużej ilości roślin. Nie trzeba do tego nawet nasion – wystarczą kawałki żywych roślin (tzw. eksplantaty), które w odpowiednich warunkach można pobudzić do wzrostu. Takim fragmentom trzeba tylko zapewnić odpowiednią pożywkę, a następnie umieścić w fitotronie – pomieszczeniu zapewniającym stałe warunki hodowli, w tym temperaturę, wilgoć i naświetlenie. Cieplarniane warunki służą do tego, aby lawenda nie musiała się niczym przejmować, tylko mogła nieskrępowanie rosnąć. – W ten sposób można rozmnożyć praktycznie każdą roślinę – tłumaczy mgr inż. Andrys.
Reklama
Rutynowo do hodowli roślin in vitro wykorzystuje się tzw. pożywkę MS, nazwaną tak na cześć Toshio Murashigego oraz Folke Skooga, którzy opracowali jej skład w 1962 r. Receptura jest powszechnie znana, więc laboratoria biotechnologiczne wytwarzają ją sobie na miejscu, gdy zajdzie potrzeba.
Pytanie „w jaki sposób zestresować lawendę” znaczy zatem w rzeczywistości: w jaki sposób zmodyfikować pożywkę MS, czyli co do niej dodać i w jakim stężeniu, aby potraktowane nią rośliny zaczęły produkować więcej olejków eterycznych (oraz żeby miały one lepsze właściwości antyoksydacyjne oraz antymikrobiologiczne). Takimi domieszkami są substancje stresogenne. W warunkach naturalnych rośliny wydzielają je w reakcji np. na infekcje. Należą do nich m.in. kwas jasmonowy, który w naturalnych warunkach gromadzi się w zranionych tkankach roślinnych. Kluczowym elementem badań było nie tylko to, czy rośliny zaczną się pod wpływem stresu zachowywać w odpowiedni sposób, ale też ile tego stresu im zaaplikować. Jak wiadomo, nadmiar stresu może być szkodliwy.
W trakcie badań potwierdzono, że poddana stresowi lawenda produkuje więcej olejku eterycznego. – To nie są duże ilości, bo potrzeba naprawdę dużo lawendowego suszu, aby uzyskać komercyjne ilości olejku. W takiej skali ten efekt zaczyna mieć znaczenie – mówi mgr inż. Andrys. Co więcej, badania składu olejku pozyskanego z zestresowanych roślin wykazały zmianę składu chemicznego, a konkretnie proporcji kilkudziesięciu związków składających się na olejek lawendowy. Co ciekawe, nie wpływa to znacząco na zapach olejku – przynajmniej nie w sposób wyczuwalny dla człowieka.
Skąd wiadomo, że pozyskany z takich roślin olejek ma lepsze właściwości antymikrobiologiczne? Oczywiście z testów na bakteriach – zaprojektowanych w taki sposób, aby sprawić mikrobom nieprzyjemności. Hodowla bakterii jest bardzo łatwa – wszystko, czego potrzeba, to szalka (zwana szalką Petriego) z pożywką (by miały co jeść) i ciepłe miejsce na noc. Jeśli zapewnimy im odpowiednie warunki do rozwoju, chowając szalkę na noc w cieplarce, rano będzie pokryta „piegami” – to kolonie powstałe z pojedynczych bakterii, które namnożyły się w nocy.
Jeżeli do takiej hodowli dodamy substancję o działaniu antymikrobiologicznym, to w jej pobliżu kolonie nie powinny powstać: im większa strefa zahamowania wzrostu, tym skuteczniejsza substancja. Dlatego mgr inż. Andrys na posianych bakteriami pożywkach umieszczała 6-milimetrowe krążki bibułowe nasączane olejkami eterycznymi wyizolowanymi zarówno z lawendy rosnącej w warunkach naturalnych, jak i zestresowanej w kulturach in vitro. Po 24 godzinach porównywała, jak duża jest bezbakteryjna strefa wokół krążków. W przypadku olejku pozyskanego z roślin hodowanych na zmodyfikowanej pożywce była znacznie większa.
Opracowana przez szczecińskie badaczki technologia pozyskiwania olejku eterycznego może mieć zastosowanie w branży farmaceutycznej i kosmetycznej. Jak mówi badaczka, wraz z rosnącą popularnością kosmetyków naturalnych i zazwyczaj braku w nich konserwantów coraz silniejszy będzie trend poszukiwania sposobów na wydłużenie ich przydatności do użycia. Ekologiczne kosmetyki charakteryzują się krótszym terminem ważności, a konsumentom nie zawsze udaje się wykorzystać całość produktu i są zmuszeni wyrzucić część kosztownego kosmetyku, co zmniejsza ich rynkową atrakcyjność. W związku z tym każda metoda, która pozwoli w sposób naturalny przedłużyć ich żywotność – a przy okazji polepszy właściwości – może być atrakcyjna.
Eureka! DGP
Trwa czwarta edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 16 czerwca w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 68 nadesłanych przez uczelnie i instytuty.
Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi pod koniec czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma – oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej) ufundowana przez organizatora.