Биологически активные добавки (БАД) играют важную роль в современной нутрициологии и фармакологии, обеспечивая организм ценными фитокомпонентами. Однако их эффективность во многом зависит от биодоступности этих соединений. Традиционные методы экстракции (водные, спиртовые, масляные) не всегда обеспечивают высокую степень извлечения и
сохранности биологически активных веществ (БАВ). В этом контексте докритическая флюидная экстракция и сверхкритическая флюидная
экстракция (СКФЭ), особенно с использованием диоксида углерода (CO₂), представляет собой перспективную альтернативу, позволяющую повысить выход и биодоступность целевых соединений.

Современная нутрициология и фармакология все чаще обращаются к природным источникам БАВ для создания функциональных продуктов питания и БАД. Однако ключевой проблемой, ограничивающей эффективность
таких продуктов, остается низкая биодоступность фитокомпонентов. Традиционные методы экстракции (водная, спиртовая, масляная) зачастую не обеспечивают достаточного выхода термолабильных и липофильных соединений, а также могут приводить к их частичной деградации из-за высоких температур или химического взаимодействия с растворителями. Более того,
многие ценные фитохимические соединения, такие как полифенолы, терпены, алкалоиды и жирорастворимые витамины, обладают низкой растворимостью в воде, что значительно снижает их абсорбцию в желудочно-кишечном тракте
(ЖКТ). Это ограничивает их терапевтическую и нутрицевтическую эффективность, несмотря на доказанную биологическую активность in vitro.

В этом контексте докритическая флюидная экстракция и СКФЭ с использованием CO₂ представляет собой инновационную и экологически
безопасную альтернативу. Данный метод позволяет:

• селективно извлекать целевые БАВ без применения токсичных органических растворителей;
• сводить к минимуму термическую деградацию соединений благодаря мягким условиям процесса;
• повышать биодоступность за счет сохранения нативной структуры молекул и улучшения их липофильных свойств.

Особый интерес представляет сверхкритический CO₂ (scCO₂), который в условиях повышенных температуры и давления (выше 31,1 °C и 7,38 МПа) приобретает уникальные свойства, сочетая высокую диффузионную способность газа с растворяющей способностью жидкости. Это делает его идеальным агентом для экстракции широкого спектра биоактивных соединений — от эфирных масел до антиоксидантов и полиненасыщенных жирных кислот.

Вместе с тем докритическая CO₂-экстракция (при более низких давлениях) также находит применение, особенно для работы с термолабильными веществами, хотя и уступает сверхкритическому методу по эффективности.

Таким образом, внедрение CO₂-экстракционных технологий в производство БАД открывает новые возможности для:

• увеличения выхода и чистоты целевых фитокомпонентов;
• создания стандартизированных экстрактов с гарантированным содержанием БАВ;
• улучшения фармакокинетических параметров за счет оптимизации физико-химических свойств экстрактов.

Дальнейшее развитие этого направления требует углубленного изучения влияния параметров экстракции (температуры, давления, использования модификаторов) на состав и биодоступность получаемых продуктов, а также
разработки новых лекарственных форм на их основе (наноэмульсий, липосом, мицеллярных систем).

Физико-химические основы метода Сверхкритический CO₂ (scCO₂) — это состояние вещества, при котором оно сочетает свойства газа и жидкости, достигаемое при температуре выше 31,1 °C и давлении свыше 7,38 МПа. В этом
состоянии CO₂ обладает высокой диффузионной способностью и низкой вязкостью, что позволяет ему эффективно проникать в растительную матрицу и извлекать липофильные соединения (терпены, фенолы, алкалоиды и др.) [1].

В этом состоянии CO₂ приобретает уникальные характеристики:

• высокую диффузионную способность (близкую к газам), что обеспечивает глубокое проникновение в растительную матрицу;
• повышенную растворяющую способность (аналогичную органическим растворителям), регулируемую изменением давления и температуры [2];
• низкую вязкость и поверхностное натяжение, способствующие эффективной экстракции липофильных соединений [3].

Докритическая CO₂-экстракция проводится при давлениях ниже 7,38 МПа и температурах 5–25 °C, что делает метод особенно подходящим для извлечения термолабильных соединений, но с меньшей эффективностью по сравнению со
сверхкритическим методом [2, 4].

Механизм экстракции Процесс CO₂-экстракции включает несколько
стадий:

1. Проникновение CO₂ в растительный материал — благодаря низкой вязкости сверхкритический CO₂ легко диффундирует в клеточные структуры.
2. Растворение целевых соединений — липофильные вещества (терпены, каротиноиды, фенолы) переходят в подвижную фазу.
3. Десорбция и отделение экстракта — после снижения давления CO₂ испаряется, оставляя чистый экстракт без остатков растворителя [5, 6].

Селективность экстракции регулируется путем:

• изменения давления (повышение увеличивает плотность CO₂ и его растворяющую способность);
• модификации температуры (влияет на кинетику экстракции и стабильность БАВ);
• использования сорастворителей (модификаторов), таких как этанол или вода, для повышения полярности системы [7].

Факторы, влияющие на эффективность процесса:
Давление — определяет плотность CO₂ и его растворяющую способность. Например, экстракция каротиноидов требует давления 20–50 МПа [8].

1. Температура — влияет на скорость диффузии и стабильность БАВ. Для термолабильных соединений оптимальны 40–60 °C [9].
2. Время экстракции — продолжительность процесса варьируется от 30 мин до нескольких часов в зависимости от матрицы.
3. Гранулометрия сырья — измельчение увеличивает площадь контакта, но чрезмерное уменьшение частиц может привести к ухудшению массопереноса [10].

До- и сверхкритическая CO₂-экстракция представляет собой высокоэффективную и экологичную альтернативу традиционным методам, позволяющую получать стандартизированные экстракты с высокой биодоступностью
(табл.1).

Дальнейшая оптимизация параметров процесса и применение гибридных технологий (на пример, комбинации с ультразвуком) открывают новые перспективы для фармацевтики и производства БАД.

Преимущества CO₂-экстракции для БАД:

• селективность — регулируя параметры (температуру, давление, модификаторы), можно направленно извлекать целевые БАВ [4];
• отсутствие остаточных растворителей — CO₂ испаряется без следов, что соответствует требованиям фармакопеи;
• сохранность термолабильных соединений — мягкие условия экстракции предотвращают деградацию БАВ [5];
• экологичность — метод не требует токсичных органических растворителей.

Биодоступность БАВ зависит от их растворимости, стабильности и способности преодолевать биологические барьеры. CO₂-экстракты часто обладают повышенной липофильностью, что улучшает их абсорбцию в ЖКТ. Например, куркуминоиды, извлеченные scCO₂, демонстрируют более высокую биодоступность по сравнению с полученными традиционными методами [5].

Кроме того, технология позволяет создавать наноэмульсии и липосомальные формы на основеCO₂-экстрактов, что дополнительно повышает их усвояемость [7].

Факторы, определяющие биодоступность экстрактов

Биодоступность фитокомпонентов зависит от комплекса факторов, которые оптимально регулируются при CO₂-экстракции:

1. Физико-химические свойства экстрактов:

• липофильность CO₂-экстрактов способствует лучшему всасыванию в ЖКТ [6];
• отсутствие денатурации белков и термолабильных соединений сохраняет нативную структуру БАВ [8].

2. Фармакокинетические параметры:

• исследования показывают увеличение AUC (площадь под кривой «концентрация — время») на 25–40% для CO₂-экстрактов по сравнению с традиционными [11].
• Tmax (время достижения максимальной концентрации) сокращается на 15–30% [12].

Примеры повышения биодоступности
Куркуминоиды:

• CO₂-экстракция при 45 °C и 30 МПа увеличивает биодоступность куркумина в 7 раз по сравнению со стандартными экстрактами [6];
• наноэмульсии на основе scCO₂-экстрактов демонстрируют 92% абсорбцию против 65% у традиционных форм [13].

Экстракция каротиноидов (из облепихи, моркови) с сохранением антиоксидантной активности [7].
Каротиноиды:
• Экстракция ликопина scCO₂ (50°C, 35 МПа):
– биодоступность повышается на 45% [8];
– стабильность при хранении увеличивается в 2 раза [11].
Получение омега-3 из микроводорослей без окисления полиненасыщенных кислот [8].

Механизмы улучшения биодоступности
1. Сохранение синергетических комплексов:

• полноспектральные экстракты сохраняют природные комбинации БАВ;
• например, флавоноиды + терпены в CO₂-экстрактах прополиса повышают абсорбцию в 1,8 раза [2].

2. Оптимизация размеров частиц:

• CO₂-экстракты спонтанно формируют нано-частицы (50–200 нм);
• увеличивается площадь контакта с энтероцитами [2].

3. Защита от окисления:

• отсутствие кислорода в процессе экстракции предотвращает деградацию:

– омега-3 кислоты сохраняются на 98% [14];
– полифенолы — на 95% [15].

CO₂-экстракция принципиально меняет фармакокинетику фитокомпонентов, обеспечивая:

• увеличение биодоступности в 2–7 раз;
• сохранение полного спектра БАВ;
• улучшение стабильности при хранении.

До- и сверхкритическая CO₂-экстракция открывает новые возможности для создания высокоэффективных БАД с улучшенной биодоступностью фитокомпонентов. Дальнейшие исследования должны быть направлены на
оптимизацию параметров экстракции и разработку новых лекарственных форм на основе scCO₂-экстрактов.

Докритическая СО₂-экстракция позволяет получать максимально чистую фракцию липофильных БАВ, исключая балластные соединения, которые могут препятствовать усвоению. Благодаря этому активные компоненты не ин-
капсулируются в трудноусвояемую массу, а доступны организму сразу, в физиологически полезной форме.

Многие растительные компоненты эффективны только в комплексе, где вспомогательные вещества выступают катализаторами, усиливающими действие основного БАВ. При мягких условиях экстракции (без термодеструкции и агрессивных растворителей) сохраняются все природные соотношения компонентов. Это позволяет избежать потери эффективности, характерной для моновещества или химически обогащенных форм.

Большинство массовых экстрактов — это, по сути, «обогащенная руда»: масса вещества велика, но полезных компонентов — лишь доли процента.

В нашей практике — напротив: акцент делается на селективность, то есть выборочное извлечение именно нужных липофильных, термолабильных
компонентов.

Это означает:
• нет загрязняющих примесей (восков, хлорофиллов, смол);
• нет термически разрушенных и переизомезированных молекул;
• нет балластных примесей.

Докритическая СО₂-экстракция проходит при температуре 20–30 °C, что позволяет избежать разрушения чувствительных компонентов: терпенов, полифенолов, ароматических альдегидов, эфирных масел, витаминов.

В отличие от высокотемпературных методов, не образуются продукты распада и денатурации, продукты полимеризации, новые, не характерные для растения соединения.

Докритические экстракты — в первую очередь липофильные. В ряде случаев в составы могут включаться и полярные (водорастворимые) фракции, полученные другим методом, если они усиливают эффект. Такой многоступенчатый подход позволяет создать формулы, где сочетаются жирорастворимые БАВ (терпены, жирные кислоты, фитостеролы); водорастворимые (полифенолы, витамины группы B и т. п.). Эффект в результате сильнее, чем у каждого компонента по отдельности.

Продукты на основе докритических СО₂-экстрактов (табл. 2) могут обеспечивать: мягкое, физиологичное действие; быстрое включение в метаболизм; минимизацию нагрузки на детоксикационные системы; минимальные риски побочной нагрузки (например, на ЖКТ и печень).

Докритическая и сверхкритическая СО₂-экстракция представляют собой научно обоснованные, высокоэффективные технологии получения растительных экстрактов. Каждая имеет свои преимущества: докритическая — в сохранении нежных компонентов и селективности, сверхкритическая — в мощности растворения и производительности. Исследования в области пищевой химии и фармацевтики подтверждают, что обе технологии способны обеспечивать высокое качество продуктов без использования органических растворителей, открывая пути к более чистым и безопасным экстрактам.

Современная тенденция — гибко использовать обе методики в зависимости от задач экстракции, опираясь на накопленные научные данные и опыт, чтобы получать максимально полноценные и качественные экстракты из природного
сырья.

До- и сверхкритическая CO₂-экстракция представляет собой революционную технологию для фармацевтики и нутрициологии, решающую ключевые проблемы низкой биодоступности фитокомпонентов в БАД.

Основные преимущества:
1. Экологичность и безопасность:

• Отсутствие токсичных растворителей, соответствие фармакопейным стандартам.
• Минимизация балластных примесей (воски, хлорофиллы).

2. Технологическое превосходство:

• Регулируемая селективность за счет давления (5–50 МПа) и температуры (20–80 °C).
• Сохранение синергетических комплексов БАВ (например, терпены + флавоноиды в прополисе).

3. Клинически значимые эффекты:

• Увеличение AUC на 25–40% и сокращение Tmax на 15–30% по сравнению с традиционными экстрактами.
• Улучшение стабильности при хранении (например, полифенолы сохраняются на 95%).

4. Практическая реализация в TM «Саносфера»:

• Докритические экстракты обеспечивают быстрое включение в метаболизм и снижение нагрузки на детоксикационные системы.
• Сочетание липофильных (терпены, фитостеролы) и гидрофильных (полифенолы) фракций в формулах усиливает терапевтический эффект.