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Trabajo de Diploma Propiedades antioxidantes de la dihidroquercetina. investigación fundamental




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Antioxidantes (AO)- sustancias que previenen la oxidación. En un organismo vivo, el principal factor de oxidación es la formación de radicales libres, por lo que la acción de los antioxidantes en los sistemas biológicos se considera principalmente desde el punto de vista de la prevención de la oxidación de sustancias orgánicas por los radicales libres.

Actualmente, existe un gran número de métodos diferentes para la determinación de antioxidantes: fotométricos, químicos, electroquímicos, etc. Sin embargo, muchos de ellos presentan importantes inconvenientes que dificultan la comprensión y posterior aprovechamiento de los resultados obtenidos por estos métodos. Las desventajas más comunes incluyen las siguientes:

  • Se utilizan condiciones artificiales o poco características para los sistemas biológicos para medir el efecto antioxidante. Por ejemplo, en lugar de reacciones biológicas de radicales libres, se utilizan reacciones redox puramente químicas, o se mide la capacidad de una sustancia para donar/aceptar electrones cuando se expone a una corriente eléctrica. Los resultados de las mediciones obtenidas en tales condiciones no nos permiten decir que la sustancia de prueba exhibirá el mismo efecto "antioxidante" en el cuerpo.
  • La determinación de la acción antioxidante se realiza midiendo la cantidad de productos de oxidación acumulados (marcadores de oxidación). Por lo tanto, de hecho es posible determinar la cantidad de antioxidante en la muestra de prueba, pero se pierde información muy importante sobre la actividad del antioxidante. Ignorar la actividad de un antioxidante, a su vez, puede conducir a errores significativos en la determinación de su cantidad, por ejemplo, para antioxidantes "débiles" que actúan lentamente pero durante mucho tiempo.
En general, no existe una estandarización en el campo de la determinación de antioxidantes, lo que permite comparar los resultados obtenidos por diferentes métodos.

Método quimioluminiscente es el método más informativo para estudiar antioxidantes y tiene una serie de ventajas significativas:

  1. Determinación directa de la actividad antioxidante- se registra la acción directa de los antioxidantes sobre los radicales libres. El método quimioluminiscente utiliza un sistema químico de generación de radicales libres que produce un brillo quimioluminiscente de control. Luego se agrega un antioxidante a dicho sistema, que neutraliza los radicales libres, lo que conduce a la supresión de la quimioluminiscencia de control.
    Una ventaja significativa de este enfoque es la posibilidad de utilizar varios sistemas químicos para la generación de radicales libres, lo que permite determinar adicionalmente la especificidad de los antioxidantes y la localización de su acción.
  2. Medición de características cuantitativas y cualitativas de antioxidantes.- el método quimioluminiscente permite caracterizar cualquier compuesto con efecto antioxidante mediante dos indicadores independientes:
    • Capacidad antioxidante (AOE)- la cantidad total de radicales libres que pueden neutralizar el compuesto contenido en la muestra de un determinado volumen.
    • Actividad antioxidante (AOA)- la tasa de neutralización de los radicales libres, es decir el número de radicales neutralizados por unidad de tiempo.

Método quimioluminiscente da una comprensión importante de que la acción de los antioxidantes debe evaluarse mediante dos indicadores: cuantitativo (AOE) y cualitativo (AOA).
La siguiente figura muestra esta posición:

Influencia de diferentes antioxidantes en la quimioluminiscencia
(los números al lado de los gráficos indican la concentración del antioxidante):
a la izquierda, un antioxidante "fuerte", a la derecha, un antioxidante "débil".

Los antioxidantes difieren significativamente en su actividad. Hay antioxidantes "fuertes", es decir. antioxidantes con alta actividad, que inhiben los radicales libres a un ritmo elevado e inhiben completamente la quimioluminiscencia. Dichos antioxidantes tienen un efecto máximo ya en bajas concentraciones y se consumen rápidamente. Por otro lado, hay antioxidantes "débiles", es decir. antioxidantes con baja actividad, que inhiben los radicales libres a un ritmo bajo y suprimen la quimioluminiscencia solo parcialmente. Dichos antioxidantes tienen un efecto significativo solo en altas concentraciones, pero se consumen lentamente y actúan durante mucho tiempo.

El método quimioluminiscente se puede utilizar para determinar los parámetros antioxidantes:

  • fluidos biológicos (plasma, saliva, orina);
  • preparaciones farmacológicas y aditivos biológicamente activos;
  • bebidas y aditivos alimentarios;
  • cosméticos y productos para el cuidado;
  • y etc.
Para implementar el método quimioluminiscente para la determinación de antioxidantes, se recomienda utilizar el siguiente equipo:

La invención se relaciona con la industria alimentaria y se puede utilizar para determinar la actividad antioxidante total. El método se lleva a cabo de la siguiente manera: el analito interactúa con el reactivo 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantrolina. El ácido ascórbico (AA) interactúa con el mismo reactivo, que se añade en una proporción de 1:100. Luego se incubó durante al menos 90 minutos y se fotomedió a 510±20 nm. Después de eso, se establece la dependencia del valor de la señal analítica con la cantidad de sustancia y se calcula el valor del AOA total. El método presentado permite una determinación más confiable y que consume menos tiempo de la actividad antioxidante total de los materiales vegetales y los productos alimenticios basados ​​en él. 2 palabras por palabra f-ly, 1 il., 5 tab.

La invención se relaciona con la química analítica y puede usarse para determinar la actividad antioxidante total (AOA) de materiales vegetales y productos alimenticios basados ​​en ella.

Método culombimétrico conocido para determinar el AOA total del té, basado en la interacción de extractos acuosos del producto con compuestos de bromo generados eléctricamente (I.F. Abdulin, E.N. Turova, G.K. Budnikov. Chemistry, 2001, vol. 56, no. 6, pp. 627-629). La elección de los compuestos de bromo electrogenerados como valorantes se debe a su capacidad para participar en diversas reacciones: sustitución radicalaria, redox, electrófila y adición por enlaces múltiples. Esto hace posible cubrir una amplia gama de compuestos de té biológicamente activos con propiedades antioxidantes. Las desventajas del método son la posibilidad de reacción de bromación con sustancias que no son antioxidantes, y la expresión del valor resultante del AOA total en unidades de cantidad de electricidad (kC/100 g), lo que dificulta su evaluación. Los resultados.

Un método voltamperométrico conocido para determinar la actividad antioxidante total mediante el cambio relativo en la corriente de electrorreducción de oxígeno en el rango de potencial de 0,0 a -0,6 V (rel. sat. cse) en un electrodo de película de mercurio (Pat. 2224997, Rusia IPC 7 G 01 N 33/01 Método voltamétrico para determinar la actividad total de antioxidantes / E. I. Korotkova, Yu. La desventaja de este método es la aparición de reacciones electroquímicas secundarias, lo que reduce la eficiencia de la determinación de antioxidantes, lo que conduce a una disminución de la fiabilidad de los resultados.

Un método conocido para controlar el AOA total de agentes antioxidantes profilácticos y terapéuticos para la peroxidación lipídica a aldehído malónico con detección espectrofotométrica o quimioluminiscente (Pat. 2182706, Rusia, IPC 7 G 01 N 33/15, 33/52. fondos / Pavlyuchenko I.I., Basov A.A., Fedosov S.R. - No. 2001101389/14; solicitud 15/01/2001; publicación 20/05/2002). Al mismo tiempo, la actividad antioxidante es inversamente proporcional al nivel de productos de peroxidación lipídica. La desventaja de este método puede considerarse una gama limitada de objetos analizados, ya que en estas condiciones se determinan antioxidantes de un solo grupo, los lípidos.

Un método conocido para determinar el AOA total de un extracto vegetal, que consiste en incubar el extracto con linetol y sulfato de hierro (II), iniciar la reacción de oxidación por irradiación UV y posterior interacción con ácido tiobarbitúrico en presencia de tritón X-100 ( Solicitud 97111917/13, Rusia, IPC 6 G 01 N 33/00 Método para determinar la actividad antioxidante total / Rogozhin VV - Appl. 08.07.1997; publ. 10.06.1999). Al realizar la espectrofotometría se utiliza una mezcla de etanol y cloroformo en una proporción de 7:3. El valor AOA de un material biológico está determinado por la proporción de la acumulación del producto de reacción - malondialdehído en una muestra que contiene un extracto a una muestra con un prooxidante. La desventaja de este método radica en la posibilidad de reacciones secundarias durante la irradiación UV, lo que reduce la fiabilidad de los resultados del análisis.

Los métodos enumerados para determinar el AOA total tienen una serie de desventajas: alta intensidad de trabajo, baja confiabilidad, el valor medido del AOA total no está relacionado y no es comparable con ninguna sustancia convencional.

El análogo más cercano a la invención reivindicada es un método para determinar el AOA total de las plantas medicinales midiendo la quimioluminiscencia que se produce cuando reacciona con luminol en presencia de un agente oxidante peróxido de hidrógeno (M.Kh. alpiste por quimioluminiscencia // Journal of Química Analítica, 2004, V.59, No. 1, P.84-86). Para una evaluación cuantitativa del AOA total, se compararon la capacidad reductora del extracto de materias primas medicinales y la actividad de un potente antioxidante, el ácido ascórbico en una cantidad de 25-110 μg. En comparación con los métodos anteriores, en el prototipo, el peróxido de hidrógeno se usa como agente oxidante, que interactúa con una amplia gama de antioxidantes, y el valor medido del AOA total del objeto se determina y expresa en relación con el ácido ascórbico, que es un antioxidante común, que permite obtener resultados fiables manteniendo otras desventajas. Las desventajas también incluyen la complejidad del equipo utilizado en el método.

El objetivo técnico de la invención reivindicada es el desarrollo de un método fiable y que requiera menos tiempo para determinar la actividad antioxidante total de materiales vegetales y productos alimenticios basados ​​en él.

Para solucionar el problema técnico, se propone interactuar el analito con el reactivo 0.006 M Fe(III) - 0.01 M o-fenantrolina, y el ácido ascórbico (AA) con el mismo reactivo, el cual se adiciona en una proporción de 1:100 , incubado durante al menos 90 minutos, fotomedido a 510±20 nm, seguido de establecer la dependencia de la señal analítica con la cantidad de sustancia y calcular el AOA total. En particular, el cálculo puede realizarse según la fórmula (I), derivada de la ecuación de correspondencia cuantitativa entre el objeto de estudio y el ácido ascórbico:

donde a, b son los coeficientes en la ecuación de regresión para la dependencia de la señal analítica de la cantidad de AA;

a", c" - coeficientes en la ecuación de regresión para la dependencia de la señal analítica de la cantidad del objeto en estudio;

x sol - masa del agente reductor estudiado (muestra), mg.

El uso del reactivo propuesto en estas condiciones nos permitió ampliar el rango lineal y reducir el límite inferior de las cantidades determinadas de ácido ascórbico. El conjunto propuesto de características esenciales le permite determinar el AOA total de una amplia gama de materiales vegetales y productos alimenticios basándose en él.

Las ecuaciones de correspondencia cuantitativa conectan la dependencia de la señal analítica de la cantidad de ácido ascórbico y la dependencia de la señal analítica de la cantidad del objeto en estudio, siempre que la actividad antioxidante sea igual.

Después de procesar los resultados de las mediciones fotométricas de la magnitud de la señal analítica por el método de mínimos cuadrados (K. Derffel Estadísticas en química analítica. - M .: "Mir", 1994. S. 164-169; A.K. Charykov Procesamiento matemático de la resultados del análisis químico - L .: Chemistry, 1984. S.137-144) estas dependencias se describieron mediante una función de regresión lineal: y=ax+b, donde a es el coeficiente de regresión, b es un miembro libre. El coeficiente a en la ecuación de regresión es igual a la tangente de la pendiente de la línea recta al eje x; coeficiente b - distancia a lo largo del eje y desde el origen (0,0) hasta el primer punto (x 1 , y 1).

Los coeficientes a y b se calculan mediante las fórmulas:

La ecuación de regresión para la dependencia de AS de la cantidad de ácido ascórbico en un momento dado tiene la forma:

y AK \u003d a x AK (mg) + b,

ecuación de regresión para la dependencia de AS de la cantidad del objeto en estudio (agente reductor):

y VOST \u003d a "x VOST (mg) + b",

donde para AK, para VOST es la densidad óptica de la solución fotométrica;

x AK (mg), x VOST (mg) - concentración de ácido ascórbico (agente reductor) en solución;

luego, al igualar los valores de las funciones, obtenemos la fórmula (I) para calcular la actividad antioxidante del objeto en estudio en unidades de cantidad (mg) de ácido ascórbico.

El dibujo muestra la dependencia de la señal analítica de la cantidad de agente reductor.

La densidad óptica de las soluciones analizadas se midió en un colorímetro fotoeléctrico KFK-2MP.

Se sabe (F. Umland, A. Yasin, D. Tirik, G. Vunsch Compuestos complejos en química analítica - M.: Mir, 1975. - 531 p.) que la o-fenantrolina forma un quelato soluble en agua con hierro ( II) color rojo anaranjado, que se caracteriza por un máximo de absorción a λ=512 nm. Por tanto, en el método propuesto, la fotometría se realiza a λ=510±20 nm.

La optimización de la composición del reactivo y su cantidad introducida en la reacción se realizó en base a los resultados de la planificación multifactorial del experimento por el método del Cuadrado Latino, que consistió en cambiar todos los factores estudiados en cada experimento, y cada nivel de cada factor solo una vez se encuentra con diferentes niveles de otros factores. Esto le permite identificar y evaluar el efecto causado por cada factor en estudio por separado.

Se utilizaron los siguientes factores: las cantidades de Fe(III), o-fenantrolina y el volumen del reactivo introducido en la reacción. La combinación de factores debe proporcionar una amplia gama de linealidad de la señal analítica (AS) con suficiente sensibilidad, por un lado, y estabilidad del reactivo en el tiempo, por el otro. Esto permitió individualizar los siguientes niveles para cada factor:

la cantidad de Fe(III): 0,003 M (A 1); 0,006 M (A2); 0,009 M (A3);

cantidad de o-fenantrolina: 0,01 M (B 1); 0,02 M (B2); 0,03 M (B3);

volumen de reactivo: 0,5 ml (C 1); 1,0 ml (C2); 2,0 ml (C 3) (Tabla 1).

Para seleccionar la combinación óptima de niveles de factor, se obtuvieron dependencias de calibración de AS sobre la cantidad de ácido ascórbico en el rango de 10 a 150 μg (que es necesario para confirmar la linealidad de la función), la ecuación de regresión de la dependencia obtenida fue calculado, y luego el valor de AS en una cantidad dada (120 μg) de ácido ascórbico. Así, para cada composición del reactivo (factores A, B), se seleccionó el volumen (factor C) en el que el valor AC es máximo. Esto permitió reducir a nueve el número de combinaciones consideradas (Cuadro 2).

Comparando los AS totales para cada nivel, se identificaron los montos con valor máximo: ΣA 2 (0.991); \Sigma B 1 (1,066); ΣC 2 (1.361). Esto permitió concluir que la composición del reactivo es óptima: 0,006 M Fe (III) - 0,01 M o-fenantrolina con su volumen introducido en la reacción, 1,0 ml por 100 ml de solución.

A la concentración óptima del reactivo, estudiamos el cambio en la dependencia de AS de la concentración de ácido ascórbico y algunos agentes reductores comunes en objetos naturales (tanino, rutina, quercetina) en diferentes tiempos de incubación de la mezcla de reacción (30, 60 , 90, 120 minutos). Se encontró que para todos los agentes reductores estudiados, la dependencia de AS de su contenido es lineal en el rango de 10-150 μg (ver dibujo) y el valor de AS depende del tiempo de incubación (tabla 3).

Se puede ver en el dibujo que el cambio en AC bajo la acción de la rutina es insignificante, el tanino se acerca y la quercetina supera la misma dependencia del ácido ascórbico. Al considerar el cambio de CA desde el momento de la incubación para todos los agentes reductores estudiados (Cuadro 3), se encontró que la estabilización de la señal analítica en el tiempo se observa a partir de los 90 minutos.

Tabla 3

Cambio en AS de los agentes reductores a lo largo del tiempo
Sustancia de pruebam sustancias, mg / cm 3señal analítica
Tiempo de incubación de la mezcla de reacción, min.
30 60 90 120
Vitamina C10 0,038 0,042 0,044 0,044
100 0,340 0,352 0,360 0,363
Tanino10 0,029 0,037 0,042 0,043
100 0,280 0,295 0,303 0,308
Rutina10 0,013 0,016 0,019 0,019
100 0,150 0,166 0,172 0,175
quercetina10 0,031 0,044 0,051 0,053
100 0,420 0,431 0,438 0,442

Para probar la naturaleza sumatoria del valor AOA determinado, se estudió el efecto del reactivo Fe (III) - o-fenantrolina en soluciones modelo, que incluían agentes reductores: tanino, rutina, quercetina y ácido ascórbico en varias proporciones. La Tabla 4 presenta los resultados del análisis de las mezclas modelo.

Tabla 4

Resultados del análisis de mezclas modelo (P=0,95; n=3)
El número de componentes en la mezcla.AOA total, calculado, mcgAAAOA total, encontrado, mcgAA
introducidoen términos de AK
AlaskaTaninoRutinaquercetinaAlaskaTaninoRutinaquercetina
- 20 20 20 - 16,77 9,56 32,73 59,06 57,08
- 10 10 10 - 8,35 4,77 16,41 29,53 26,95
- 50 10 10 - 42,02 4,77 16,41 63,20 55,04
- 10 50 10 - 8,35 23,93 16,41 48,69 50,06
- 10 10 50 - 8,35 4,77 81,70 94,82 91,61
- 30 10 10 - 25,19 4,77 16,41 46,37 39,24
- 10 30 30 - 8,35 14,35 49,06 71,76 73,47
20 20 20 20 20 16,77 9,56 32,73 79,06 96,29
50 10 10 10 50 8,35 4,77 16,41 87,95 93,07
10 50 10 10 10 42,02 4,77 16,41 73,20 78,15
10 10 50 10 10 8,35 23,93 16,41 58,69 78,74
10 10 10 50 10 8,35 4,77 81,70 104,82 121,45
30 30 10 10 30 25,19 4,77 16,41 76,37 84,59
10 10 30 30 10 8,35 14,35 49,06 81,76 103,31

El cálculo del valor teórico del AOA total se realizó según las ecuaciones de correspondencia cuantitativa que caracterizan la capacidad antioxidante del agente reductor estudiado con respecto al ácido ascórbico, en condiciones de igual actividad antioxidante: .

El valor del AOA experimental (encontrado) se calculó utilizando la ecuación de regresión promediada para la dependencia de AS de la cantidad de ácido ascórbico. De los resultados presentados en la Tabla 4, se puede observar que los valores de AOA obtenidos experimentalmente concuerdan satisfactoriamente con los calculados teóricamente.

Así, el valor determinado de AOA es un indicador total, y la determinación de su valor utilizando las ecuaciones de correspondencia cuantitativa es correcta.

El método propuesto ha sido probado en muestras reales. Para determinar el AOA total de una muestra real o su extracto, se obtuvieron dependencias de calibración de AS sobre la cantidad de analito y ácido ascórbico a un tiempo de incubación de la mezcla de reacción de al menos 90 minutos. El cálculo del AOA total se realizó según la fórmula (I) y se expresó en mg de ácido ascórbico por gramo del objeto de ensayo (mgAA/g).

Para confirmar la exactitud del método propuesto, estas muestras se analizaron según métodos conocidos, evaluando el contenido de ácido ascórbico (GOST 24556-89 Productos procesados ​​de frutas y verduras. Métodos para determinar la vitamina C) y los agentes reductores predominantes: en té - tanino (GOST 19885-74 Té. Métodos para determinar el contenido de tanino y cafeína), en rosa mosqueta - la cantidad de ácidos orgánicos (GOST 1994-93 Rosa mosqueta. Especificaciones) (tabla 5).

1 Milentiev V. N. 2Sannikov D.P. 3Kazmin V. M. 2

1 Instituto Estatal de Economía y Comercio Oriol

2 Institución Presupuestaria del Estado Federal "Centro de Quimicalización y Radiología Agrícola "Orlovsky"

3 Institución Educativa Presupuestaria del Estado Federal de Educación Profesional Superior "Universidad del Estado - Complejo Educativo, Científico e Industrial"

Se estudió la posibilidad de utilizar la quimioluminiscencia para evaluar la actividad antioxidante de sustancias alimenticias. El método propuesto se basa en la quimioluminiscencia del luminol en medio alcalino, cuya intensidad depende de la cantidad de peróxidos en la muestra quimioluminiscente. La quimioluminiscencia se registró utilizando una configuración desarrollada que contenía una bomba dosificadora, una cámara hermética a la luz, un tubo fotomultiplicador de vacío de vidrio y un sistema informático. Para mejorar la quimioluminiscencia, se añadió una solución de ferricianuro de potasio al luminol. Los cambios en la intensidad de la quimioluminiscencia se registraron en el momento de la introducción de la muestra analizada en la solución de luminol. Como muestra analizada se utilizó extracto de diente de león obtenido por destilación seca a baja temperatura. Contiene compuestos fenólicos conocidos por su alta actividad antioxidante. Se ha establecido que el método de quimioluminiscencia se puede utilizar para determinar las propiedades antioxidantes de varios compuestos alimentarios.

quimioluminiscencia

actividad antioxidante

peróxidos

nutrientes

1. Vasiliev RF Resplandor químico // Química y químicos, 21.01.10. – URL: http://química-química.com. (fecha de acceso: 22.08.13).

2. Vladimirov Yu.A. Radicales libres y antioxidantes // Vestn. RAMÓN. - 1998. - Nº 7. - Pág. 43-51.

3. Kondrashova E.A. La quimioluminiscencia como método más sensible de inmunoensayo enzimático y su aplicación Diagnóstico de laboratorio clínico. - 1999. - Nº 9. - Pág. 32.

4. Lyubimov, G.Yu. Análisis quimioluminiscente // Inmunología. - 1991. - Nº 1. - P. 40–49.

5. Mayansky A.N., Nevmyatullin A.L., Chebotar I.V. Quimioluminiscencia reactiva en el sistema de fagocitosis // Microbiología. - 1987. - Nº 1. - S. 109–115.

6. Sherstnev MP Vías de generación de quimioluminiscencia celular dependientes e independientes del calcio. - 1991. - No. 2. - S. 1–4.

Hoy en día, la quimioluminiscencia es una gran área de la ciencia ubicada en la interfaz entre la química, la física y la biología. Con la quimioluminiscencia, hay una conversión directa de energía química en energía de oscilaciones electromagnéticas, es decir, en el mundo Usando la quimioluminiscencia, uno puede aprender cómo procede la reacción, cuál es su mecanismo, que es necesario para la conducción eficiente y racional de los procesos tecnológicos. Si el proceso tecnológico de obtención de cualquier producto químico va acompañado de quimioluminiscencia, entonces su intensidad puede servir como medida de la velocidad del proceso: cuanto más rápida es la reacción, más brillante es el resplandor. Durante la reacción de quimioluminiscencia se obtienen productos ricos en energía, que luego desprenden energía emitiendo luz, es decir, la energía química se convierte en energía de radiación electromagnética.

El objetivo del estudio era explorar la posibilidad de utilizar la quimioluminiscencia para evaluar la actividad antioxidante de sustancias alimenticias.

Resultados de la investigación y discusión

El problema de evaluar la actividad antioxidante de las sustancias alimenticias es muy relevante. El uso del término "actividad antioxidante" para mostrar la utilidad de un producto en particular se hace a menudo sin ningún argumento químico o bioquímico. Por regla general, la actividad antioxidante de cualquier sustancia se refiere a la eficacia de reducir el índice de peróxido. El concepto mismo de valor de peróxido tampoco revela completamente su esencia química, ya que no corresponde completamente a la cinética y termodinámica de las etapas del metabolismo de un producto alimenticio en particular. Además, este valor se utiliza para caracterizar los lípidos en forma de grasas. Sin embargo, los procesos de oxidación y formación de peróxidos en el cuerpo ocurren no solo con el uso de grasas, sino también con otros productos. En otras palabras, se puede decir que el contenido de peróxido en un producto en particular se “pesa” en una especie de balanza, donde el “peso de referencia” es una unidad de concentración en un ambiente ácido del ion yoduro oxidado por peróxidos, como como resultado de lo cual se forma yodo molecular:

yo- - e → yo; (una)

Yo + Yo → I20. (2)

Cuando el yodo molecular se titula con una solución que contiene tiosulfato de sodio, se establece su concentración y, en consecuencia, se determina la cantidad de oxidantes de los iones de yoduro, es decir. compuestos de peróxido, que en realidad se llama número de peróxido. La determinación del índice de peróxido utilizando este tipo de "pesaje" se basa en la reacción que se muestra en la fig. una.

Arroz. 1. Determinación del índice de peróxido usando tiosulfato de sodio

Así, la concentración de peróxidos se determina a partir de la ecuación

С(I2) = ϒ(C[-O-O-]), (3)

donde ϒ es el coeficiente de correlación entre la concentración de yodo molecular y la concentración de peróxidos.

El método propuesto para la determinación de peróxidos en productos se basa en la quimioluminiscencia del luminol (C[lm]) en medio alcalino, cuya intensidad (Ichl) depende de la concentración de peróxidos (C[-O-O-]), en un muestra quimioluminiscente:

DIH. = Ϧchl ω, (4)

donde Ϧchl es el rendimiento cuántico de quimioluminiscencia; ω - velocidad de reacción que involucra peróxidos:

khlC[-O-O-] C[lm] = ω, (5)

donde kchl es la constante de velocidad de reacción o en:

C[lm] kchl Ϧchl = K, (6)

IХЛ = K C[-O-O-]. (7).

La cantidad de peróxidos (-O-O-) viene determinada por la suma de luz (S):

El valor de S depende del grado de compleción del consumo de peróxido en la reacción quimioluminiscente.

Para determinar la constante K, se construye una curva de calibración para la dependencia de la suma de luz S de la concentración de peróxido, que se determina por titulación:

S = f(C[-O-O-]). (9)

El peróxido de hidrógeno H2O2 se utiliza como peróxidos.

Luego se comparan los datos obtenidos de la ecuación (3) y (9). Con base en la comparación de ϒ y K, se llega a una conclusión sobre el acuerdo de los mecanismos de reacción que subyacen a la determinación de peróxidos por estos métodos. Se encontró que en este rango de concentraciones de peróxido, ϒ y K concuerdan entre sí y, por lo tanto, pueden usarse para determinar el índice de peróxido.

Se observó quimioluminiscencia en un medio alcalino que contenía luminol (5-amino-1,2,3,4-tetrahidro-1,4-ftalazindiona, 3-aminoftálico hidrazida, H2L). Se registró utilizando una configuración quimioluminiscente, incluido un fotomultiplicador de vacío de vidrio. El fotomultiplicador es alimentado por un rectificador de alto voltaje (7) acoplado a un bloque (9) que amplifica la señal del fotomultiplicador, la cual es registrada en la pantalla del monitor de la computadora (5).

Arroz. 2. Registro de quimioluminiscencia del producto analizado: 1 - bomba dosificadora; 2 - cámara a prueba de luz; 3 - espejo; 4 - cubeta; 5 - sistema informático; 6 - fotomultiplicador; 7 - rectificador de alto voltaje; 8 - un dispositivo que le permite determinar la región espectral de la radiación quimioluminiscente; 9 - bloque que amplifica la señal del fotomultiplicador

Se requiere una bomba dosificadora (1) para introducir la muestra analizada en una cubeta (4) que contiene una solución quimioluminiscente de luminol. Este dosificador actúa como agitador de la muestra inyectada con una solución quimioluminiscente. Para mejorar la velocidad de reacción y la intensidad de la quimioluminiscencia, se añadió una solución de ferricianuro de potasio al luminol. La mezcla se realiza mediante burbujas de aire obtenidas bombeando aire a través de la solución líquida con una bomba. El espejo (3) situado en la cámara estanca (2) sirve para captar mejor la luz de la radiación quimioluminiscente que incide sobre el fotocátodo del fotomultiplicador (6) montado en la cámara estanca. El dispensador le permite introducir los componentes deseados del líquido en la cubeta sin abrir la cámara hermética a la luz (2) durante los experimentos. En este caso, estos líquidos entran en la cubeta (4) a través de tubos de vidrio o plástico. El sistema informático permite registrar la dependencia de la intensidad de luminiscencia I con el tiempo t, es decir, la cinética de quimioluminiscencia:

El sistema informático refleja las constantes de subida y bajada en la función I = f(t), que se conjugan con las constantes de velocidad de las reacciones que provocan la quimioluminiscencia, es decir, con su cinética. En la cámara quimioluminiscente se incluye un dispositivo (8) que permite determinar la región espectral de la radiación quimioluminiscente, es decir, la dependencia:

Yo = f1(λ). (once)

Este bloque es un casete en forma de disco, en el que se montan filtros de contorno. El cambio de los filtros de luz se realiza girando el casete del disco sobre el eje horizontal que une los centros del plano de los filtros de luz y el plano del fotocátodo del fotomultiplicador.

El proceso de medición se lleva a cabo de la siguiente manera:

1. Se establece la respuesta del fotomultiplicador a los cambios en su tensión de alimentación ya los cambios en la intensidad de la fuente de luz de referencia que incide sobre su cátodo.

2. La cubeta se llena con una solución de luminol en medio alcalino.

3. El dispensador se llena con la muestra analizada.

4. Se registra la dependencia de la intensidad de la quimioluminiscencia con el tiempo t. La quimioluminiscencia se controla hasta el tiempo t1, en el que el cambio en I1 desde el tiempo t es mínimo: I1 = f1(t).

5. Una parte de la solución analizada se alimenta mediante un dosificador.

6. Se observa la quimioluminiscencia de la muestra analizada cuya cinética es I = f(t).

En la fig. La Figura 3 muestra un gráfico de dependencia de funciones (I1 = f1(t)), conjugado con un gráfico (I = f(t)), luego de la introducción de la solución analizada.

Como puede verse en la fig. 3, la intensidad de la quimioluminiscencia de los cambios de luminol: un fuerte aumento es seguido por una fuerte disminución de la luminiscencia después de la adición de la muestra analizada.

Dado que el aumento de la quimioluminiscencia durante la oxidación del luminol está asociado con la formación de peróxidos, la disminución de la intensidad de la quimioluminiscencia después de la introducción de la muestra analizada indica una disminución en su número. Por tanto, podemos hablar de la presencia de actividad antioxidante en los compuestos que componen la muestra analizada.

Cabe señalar que como muestra analizada se utilizó el extracto de diente de león obtenido por destilación seca a baja temperatura, el cual contiene compuestos fenólicos conocidos por su alta actividad antioxidante.

Arroz. Fig. 3. Gráfica de dependencia de funciones (I1 = f1(t)), conjugada con la gráfica (I = f(t)), luego de la introducción de la solución analizada

Además, durante el experimento se constató que mediante la quimioluminiscencia es posible determinar la cantidad de peróxidos en sistemas superdiluidos, lo cual es importante para evaluar el inicio de la oxidación de los productos, por ejemplo, durante su almacenamiento.

Así, los estudios realizados han demostrado que el método de determinación de peróxidos en productos, basado en la quimioluminiscencia del luminol en medio alcalino, permite evaluar la actividad antioxidante de las sustancias alimentarias y puede ser utilizado para establecer las propiedades antioxidantes de diversos alimentos. compuestos.

Revisores:

Litvinova E.V., Doctora en Ciencias Técnicas, Profesora del Departamento de Tecnología, Organización e Higiene de los Alimentos, OrelGIET, Orel;

Kovaleva O.A., Doctora en Ciencias Biológicas, Directora de INIT, FSBEI HPE "Universidad Agraria Estatal de Oryol", Orel.

El trabajo fue recibido por los editores el 08 de noviembre de 2013.

Enlace bibliográfico

Panichkin A.V., Bolshakova L.S., Milentiev V.N., Sannikov D.P., Kazmin V.M. USO DE LA QUIMILUMINISCENCIA PARA LA EVALUACIÓN DE PROPIEDADES ANTIOXIDANTES DE NUTRIENTES // Investigación Fundamental. - 2013. - Nº 10-11. – S. 2436-2439;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32810 (fecha de acceso: 17/12/2019). Traemos a su atención las revistas publicadas por la editorial "Academia de Historia Natural"