​Хімічне вивчення сполук природного походження бере свій початок в глибокій давнині і з роками не втрачає своєї актуальності. Біологічний скринінг природних сполук як регуляторів ключових ферментів привів за останні десятиріччя до високоефективних лікарських препаратів.

Саме тому одним із напрямків наукових досліджень кафедри харчової хімії стала розробка методів синтезу та вивчення властивостей біорегуляторів природного походження, оскільки вони широко розповсюджені в рослинному світі, володіють широким спектром біологічної дії та є перспективними об’єктами для їх подальших хімічних перетворень.

Краса хімічної архітектури природних сполук, висока цінність та важка доступність деяких з них зумовлюють величезний інтерес хіміків-синтетиків.

Виходячи з цього, стратегія наукових досліджень д. х. н. Бондаренко С. П. полягає в пошуку та розробці підходів до синтетичного одержання міметиків хромонових алкалоїдів з урахуванням структурних елементів та типів їх поєднання в молекулах вторинних метаболітів і виявленні серед синтезованих сполук перспективних біорегуляторів.

Варто зазначити, що ключовий акцент дослідження біологічної активності синтезованих сполук спрямований на пошук антинеопластичних агентів та засобів для лікування захворювань ЦНС, що є пріоритетними проблемами сучасної медичної хімії. Наразі за результатами досліджень біологічної активності сполук, які виявляють вплив на канцерогенез, відібрані сполуки-лідери для подальших доклінічних випробувань та кандидати для створення нових антинеопластичних засобів.

Знання структурного різноманіття, специфічних хімічних та біологічних властивостей природних сполук є теоретичною основою для розроблення та реалізації інновацій, що дозволяють забезпечити населення України високоякісними харчовими продуктами.

​Розробка і випуск нових продуктів харчування, збагачених або модифікованих біологічно активними речовинами неможливий без організації системи контролю якості, що вимагає розробки й впровадження нових методик. В наукові інтереси к.х.н Макаренка О.Г. входять фізико-хімічні методи аналізу біологічно активних складових компонентів харчових продуктів в готовій продукції, активних фармацевтичних інгредієнтів та готових лікарських засобів. Активно застосовуючи на практиці хроматографічні та спектрофотометричні методи аналізу, володіючи значними теоретичними та практичними знаннями, Макаренко О.Г. проводить також валідаційні дослідження, які використовуються в провідних фармацевтичних і харчових компаніях України та за кордоном.

До наукової роботи за темою «Хімічний дизайн біологічно активних сполук на основі речовин природного походження» активно долучаються студенти.

Наукові дослідження проводяться у співпраці з Інститутом з біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України (к.х.н., с.н.с. М. С. Фрасинюк, к.х.н. Г. П. Мруг, к.х.н. К. М. Кондратюк, А. В. Попова), Київським національним університетом імені Тараса Шевченка (д.х.н., проф., чл.-кор. НАН України В. П. Хиля), Інститутом хімії рослинних речовин АН Республіки Узбекистан (к.х.н. В. І. Виноградова), University of Kentucky, Lexington, USA (David S. Watt, Chunming Liu, Vitaliy M. Sviripa, Wen Zhang, Xianfeng Cai, Ravshan Burikhanov, Vivek M. Rangnekar), Roswell Park Cancer Institute, Buffalo, New York, USA (Michael V. Fiandalo, James L. Mohler).