Domov > Biológia > Diplomová práca antioxidačné vlastnosti dihydrokvercetínu. Základný výskum


Diplomová práca antioxidačné vlastnosti dihydrokvercetínu. Základný výskum




Kliknutím na tlačidlo „Stiahnuť archív“ si bezplatne stiahnete potrebný súbor.
Pred stiahnutím tohto súboru si zapamätajte tie dobré eseje, kontroly, semestrálne práce, tézy, články a iné dokumenty, ktoré nie sú na vašom počítači nárokované. Toto je vaša práca, mala by sa podieľať na rozvoji spoločnosti a prospievať ľuďom. Nájdite tieto diela a pošlite ich do databázy znalostí.
Budeme vám veľmi vďační my a všetci študenti, absolventi, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu.

Ak chcete stiahnuť archív s dokumentom, zadajte päťmiestne číslo do poľa nižšie a kliknite na tlačidlo „Stiahnuť archív“

Podobné dokumenty

    Štúdium enzymatických a neenzymatických dráh tvorby reaktívnych foriem kyslíka. Mechanizmy ich škodlivého účinku na živé bunky, najmä iniciácia peroxidácie lipidov voľnými radikálmi. Antioxidačná obrana organizmu.

    semestrálna práca, pridaná 1.11.2017

    Antioxidačná aktivita rastlinných materiálov. Popis rastlín s antioxidačnou aktivitou. Stanovenie obsahu vitamínu C v kaline obyčajnej v období dozrievania, obsah polyfenolických zlúčenín v rôznych odrodách čaju.

    diplomová práca, pridané 4.2.2009

    Gibberelliny sú rozsiahlou triedou fytohormónov, ktoré regulujú rast a vývoj: história objavu, chemická štruktúra, klasifikácia, obsah v rastlinách. Biochémia, regulačné funkcie a biologická aktivita giberelínov, ich štruktúra, vlastnosti.

    prezentácia, pridané 20.10.2014

    abstrakt, pridaný 19.05.2017

    Biologická aktivita a chemická štruktúra brassinosteroidov. Syntézy so zachovaním uhlíkového skeletu. Tvorba funkcií charakteristických pre cyklickú časť brassinosteroidov. Budovanie postranného reťazca s tvorbou nových väzieb uhlík-uhlík.

    semestrálna práca, pridaná 12.7.2014

    Štúdium fyziológie pankreasu, úloha pankreatickej šťavy v procese trávenia. Analýza reaktívnych foriem kyslíka a spôsobov ich vzniku, biochémia voľných radikálov. Prehľad stavu metabolických procesov pri akútnej pankreatitíde.

    semestrálna práca, pridaná 3.10.2012

    Chemické zloženie rodu Penstemon a biologická aktivita. Kvalitatívna fytochemická analýza rastlinných surovín tenkovrstvovou chromatografiou. Stanovenie kvantitatívneho zloženia zložiek vysokoúčinnou kvapalinovou chromatografiou.

    praktické práce, pridané 01.07.2016

Antioxidanty (AO)- látky zabraňujúce oxidácii. V živom organizme je hlavným faktorom oxidácie tvorba voľných radikálov, preto sa pôsobenie antioxidantov v biologických systémoch posudzuje najmä z hľadiska zabránenia oxidácii organických látok voľnými radikálmi.

V súčasnosti existuje veľké množstvo rôznych metód na stanovenie antioxidantov: fotometrické, chemické, elektrochemické atď. Mnohé z nich však majú značné nevýhody, ktoré sťažujú pochopenie a ďalšie využitie výsledkov získaných týmito metódami. Medzi najčastejšie nevýhody patria nasledujúce:

  • Na meranie antioxidačného účinku sa používajú umelé alebo pre biologické systémy necharakteristické podmienky. Napríklad namiesto biologických reakcií voľných radikálov sa používajú čisto chemické redoxné reakcie alebo sa meria schopnosť látky darovať/prijímať elektróny, keď je vystavená elektrickému prúdu. Výsledky meraní získané za takýchto podmienok nám neumožňujú povedať, že testovaná látka bude v tele vykazovať rovnaký „antioxidačný“ účinok.
  • Stanovenie antioxidačného účinku sa uskutočňuje meraním množstva nahromadených oxidačných produktov (oxidačných markerov). Je teda skutočne možné určiť množstvo antioxidantu v testovanej vzorke, ale chýba veľmi dôležitá informácia o aktivite antioxidantu. Ignorovanie aktivity antioxidantu zase môže viesť k výrazným chybám pri určovaní jeho množstva, napríklad pri „slabých“ antioxidantoch, ktoré pôsobia pomaly, ale dlhodobo.
Vo všeobecnosti neexistuje žiadna štandardizácia v oblasti stanovenia antioxidantov, čo umožňuje porovnávať výsledky získané rôznymi metódami.

Chemiluminiscenčná metóda je najinformatívnejšia metóda na štúdium antioxidantov a má množstvo významných výhod:

  1. Priame stanovenie antioxidačnej aktivity- zaznamenáva sa priame pôsobenie antioxidantov na voľné radikály. Chemiluminiscenčná metóda využíva systém tvorby chemických voľných radikálov, ktorý vytvára kontrolnú chemiluminiscenčnú žiaru. Potom sa do takéhoto systému pridáva antioxidant, ktorý neutralizuje voľné radikály, čo vedie k potlačeniu kontrolnej chemiluminiscencie.
    Významnou výhodou tohto prístupu je možnosť využitia rôznych chemických systémov na tvorbu voľných radikálov, čo umožňuje dodatočne určiť špecifickosť antioxidantov a lokalizáciu ich pôsobenia.
  2. Meranie kvantitatívnych a kvalitatívnych charakteristík antioxidantov- chemiluminiscenčná metóda umožňuje charakterizovať akúkoľvek zlúčeninu s antioxidačným účinkom dvoma nezávislými ukazovateľmi:
    • Antioxidačná kapacita (AOE)- celkové množstvo voľných radikálov, ktoré dokážu neutralizovať zlúčeninu obsiahnutú vo vzorke určitého objemu.
    • Antioxidačná aktivita (AOA)- rýchlosť neutralizácie voľných radikálov, t.j. počet radikálov neutralizovaných za jednotku času.

Chemiluminiscenčná metóda dáva dôležité pochopenie, že pôsobenie antioxidantov musí byť hodnotené dvoma ukazovateľmi – kvantitatívnym (AOE) a kvalitatívnym (AOA).
Nasledujúci obrázok znázorňuje túto polohu:

Vplyv rôznych antioxidantov na chemiluminiscenciu
(čísla vedľa grafov označujú koncentráciu antioxidantu):
vľavo - "silný" antioxidant, vpravo - "slabý" antioxidant.

Antioxidanty sa výrazne líšia svojou aktivitou. Existujú „silné“ antioxidanty, tzn. antioxidanty s vysokou aktivitou, ktoré inhibujú voľné radikály vysokou rýchlosťou a úplne inhibujú chemiluminiscenciu. Takéto antioxidanty majú maximálny účinok už pri nízkych koncentráciách a rýchlo sa spotrebúvajú. Na druhej strane sú „slabé“ antioxidanty, tzn. antioxidanty s nízkou aktivitou, ktoré inhibujú voľné radikály nízkou rýchlosťou a potláčajú chemiluminiscenciu len čiastočne. Takéto antioxidanty majú výrazný účinok len vo vysokých koncentráciách, ale pomaly sa spotrebúvajú a pôsobia dlhodobo.

Na stanovenie antioxidačných parametrov možno použiť chemiluminiscenčnú metódu:

  • biologické tekutiny (plazma, sliny, moč);
  • farmakologické prípravky a biologicky aktívne prísady;
  • nápoje a potravinové prísady;
  • Kozmetika a výrobky starostlivosti;
  • atď.
Na implementáciu chemiluminiscenčnej metódy na stanovenie antioxidantov sa odporúča použiť nasledujúce zariadenie:

Vynález sa týka potravinárskeho priemyslu a môže sa použiť na stanovenie celkovej antioxidačnej aktivity. Metóda sa uskutočňuje nasledovne: analyt interaguje s činidlom 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantrolínu. Kyselina askorbová (AA) interaguje s rovnakým činidlom, ktoré sa pridáva v pomere 1:100. Potom sa inkubuje aspoň 90 minút a meria sa pri 510 ± 20 nm. Potom sa stanoví závislosť hodnoty analytického signálu od množstva látky a vypočíta sa hodnota celkovej AOA. Predložená metóda umožňuje časovo menej náročné a spoľahlivejšie stanovenie celkovej antioxidačnej aktivity rastlinných materiálov a potravinových produktov na nej založených. 2 w.p. f-ly, 1 ochor., 5 tab.

Vynález sa týka analytickej chémie a možno ho použiť na stanovenie celkovej antioxidačnej aktivity (AOA) rastlinných materiálov a potravinových produktov na nej založených.

Známa coulometrická metóda na stanovenie celkovej AOA čaju, založená na interakcii vodných extraktov produktu s elektricky generovanými zlúčeninami brómu (I.F. Abdulin, E.N. Turova, G.K. Budnikov. Chemistry, 2001, zv. 56, č. 6, s. 627-629). Voľba elektrogenerovaných zlúčenín brómu ako titračného činidla je spôsobená ich schopnosťou vstupovať do rôznych reakcií: radikálovej, redoxnej, elektrofilnej substitúcie a adície viacnásobnými väzbami. To umožňuje pokryť širokú škálu biologicky aktívnych čajových zlúčenín s antioxidačnými vlastnosťami. Nevýhodou metódy je možnosť bromačnej reakcie s látkami, ktoré nie sú antioxidantmi a vyjadrenie výslednej hodnoty celkovej AOA v jednotkách množstva elektriny (kC/100 g), čo sťažuje vyhodnotenie. výsledky.

Známa voltametrická metóda na stanovenie celkovej antioxidačnej aktivity relatívnou zmenou prúdu elektroredukcie kyslíka v rozsahu potenciálov od 0,0 do -0,6 V (rel. sat. c.s.e.) na ortuťovej filmovej elektróde (pat. 2224997, Rusko IPC 7 G 01 N 33/01 Voltametrická metóda na stanovenie celkovej aktivity antioxidantov / E. I. Korotkova, Yu. Nevýhodou tejto metódy je výskyt vedľajších elektrochemických reakcií, ktoré znižujú účinnosť stanovenia antioxidantov, čo vedie k zníženiu spoľahlivosti výsledkov.

Známa metóda kontroly celkovej AOA profylaktických a terapeutických antioxidačných činidiel na peroxidáciu lipidov na malónový aldehyd so spektrofotometrickou alebo chemiluminiscenčnou detekciou (patent 2182706, Rusko, IPC 7 G 01 N 33/15, 33/52. fondy / Pavlyuchenko I.I., Basov A.A., Fedosov S.R. - č. 2001101389/14; prihláška 15.01.2001; zverejnená 20.05.2002). Antioxidačná aktivita je zároveň nepriamo úmerná hladine produktov peroxidácie lipidov. Za nevýhodu tejto metódy možno považovať obmedzený rozsah analyzovaných objektov, keďže za týchto podmienok sa stanovujú antioxidanty len jednej skupiny, lipidy.

Známa metóda na stanovenie celkovej AOA rastlinného extraktu, ktorá spočíva v inkubácii extraktu s linetolom a síranom železnatým, iniciáciou oxidačnej reakcie UV žiarením a následnou interakciou s kyselinou tiobarbiturovou v prítomnosti tritonu X-100 ( Prihláška 97111917/13, Rusko, IPC 6 G 01 N 33/00 Metóda stanovenia celkovej antioxidačnej aktivity / Rogozhin VV - Prihláška 08.07.1997; zverejnená 10.06.1999). Pri vykonávaní spektrofotometrie sa používa zmes etanolu a chloroformu v pomere 7:3. Hodnota AOA biologického materiálu je určená pomerom akumulácie reakčného produktu - malondialdehydu vo vzorke obsahujúcej extrakt ku vzorke s prooxidantom. Nevýhoda tejto metódy spočíva v možnosti vedľajších reakcií pri UV žiarení, čo znižuje spoľahlivosť výsledkov analýzy.

Uvedené metódy na stanovenie celkovej AOA majú množstvo nevýhod: vysoká pracovná náročnosť, nízka spoľahlivosť, nameraná hodnota celkovej AOA nesúvisí a nie je porovnateľná so žiadnou konvenčnou látkou.

Najbližším analógom k nárokovanému vynálezu je spôsob stanovenia celkovej AOA liečivých rastlín meraním chemiluminiscencie, ku ktorej dochádza pri reakcii s luminolom v prítomnosti oxidačného činidla peroxid vodíka (M.Kh. canary grass by chemiluminescence // Journal of Analytická chémia, 2004, V.59, č. 1, S.84-86). Pre kvantitatívne posúdenie celkovej AOA bola porovnávaná redukčná schopnosť extraktu liečivých surovín a aktivita silného antioxidantu - kyseliny askorbovej v množstve 25-110 μg. V porovnaní s vyššie uvedenými metódami je v prototype ako oxidačné činidlo použitý peroxid vodíka, ktorý interaguje so širokým spektrom antioxidantov a nameraná hodnota celkovej AOA objektu je určená a vyjadrená vo vzťahu ku kyseline askorbovej, ktorá je bežný antioxidant, ktorý umožňuje získať spoľahlivé výsledky pri zachovaní ďalších nevýhod. Medzi nevýhody patrí aj zložitosť zariadenia použitého v metóde.

Technickým cieľom nárokovaného vynálezu je vývoj menej časovo náročného a spoľahlivého spôsobu stanovenia celkovej antioxidačnej aktivity rastlinných materiálov a potravinových produktov na jeho základe.

Na vyriešenie technického problému sa navrhuje interakcia analytu s činidlom 0,006 M Fe (III) - 0,01 M o-fenantrolín a kyselinou askorbovou (AA) s rovnakým činidlom, ktoré sa pridáva v pomere 1:100. inkubovali sa aspoň 90 minút, merali sa pri 510 ± 20 nm, potom sa stanovila závislosť analytického signálu od množstva látky a vypočítala sa celková AOA. Výpočet sa môže uskutočniť najmä podľa vzorca (I), odvodeného z rovnice kvantitatívnej zhody medzi skúmaným objektom a kyselinou askorbovou:

kde a, b sú koeficienty v regresnej rovnici pre závislosť analytického signálu od množstva AA;

a", c" - koeficienty v regresnej rovnici pre závislosť analytického signálu od množstva skúmaného objektu;

x slnko. - hmotnosť študovaného redukčného činidla (vzorky), mg.

Použitie navrhovaného činidla za týchto podmienok nám umožnilo rozšíriť lineárny rozsah a znížiť spodnú hranicu stanovených množstiev kyseliny askorbovej. Navrhovaný súbor základných vlastností vám umožňuje určiť celkovú AOA širokej škály rastlinných materiálov a potravinárskych produktov na jej základe.

Kvantitatívne korešpondenčné rovnice spájajú závislosť analytického signálu od množstva kyseliny askorbovej a závislosť analytického signálu od množstva skúmaného objektu za predpokladu, že antioxidačná aktivita je rovnaká.

Po spracovaní výsledkov fotometrických meraní veľkosti analytického signálu metódou najmenších štvorcov (K. Derffel Statistics in analytická chémia. - M.: "Mir", 1994. S. 164-169; A.K. Charykov Matematické spracovanie výsledky chemickej analýzy - L .: Chemistry, 1984. S.137-144) tieto závislosti boli opísané lineárnou regresnou funkciou: y=ax+b, kde a je regresný koeficient, b je voľný člen. Koeficient a v regresnej rovnici sa rovná dotyčnici sklonu priamky k osi x; koeficient b - vzdialenosť pozdĺž osi y od začiatku (0,0) k prvému bodu (x 1 , y 1).

Koeficienty a a b sa vypočítajú podľa vzorcov:

Regresná rovnica pre závislosť AS od množstva kyseliny askorbovej v danom čase má tvar:

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

regresná rovnica pre závislosť AS od množstva skúmaného objektu (redukčného činidla):

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

kde pre AK je pre VOST optická hustota fotometrického roztoku;

x AK (mg), x VOST (mg) - koncentrácia kyseliny askorbovej (redukčné činidlo) v roztoku;

potom porovnaním hodnôt funkcií získame vzorec (I) na výpočet antioxidačnej aktivity skúmaného objektu v jednotkách množstva (mg) kyseliny askorbovej.

Na obrázku je znázornená závislosť analytického signálu od množstva redukčného činidla.

Optická hustota analyzovaných roztokov sa merala na fotoelektrickom kolorimetri KFK-2MP.

Je známe (F. Umland, A. Yasin, D. Tirik, G. Vunsch Komplexné zlúčeniny v analytickej chémii - M.: Mir, 1975. - 531 s.), že o-fenantrolín tvorí so železom vo vode rozpustný chelát ( II) červeno-oranžová farba, ktorá je charakterizovaná absorpčným maximom pri λ=512 nm. Preto sa v navrhovanej metóde fotometria uskutočňuje pri λ=510±20 nm.

Optimalizácia zloženia činidla a jeho množstva zavedeného do reakcie sa uskutočnila na základe výsledkov multifaktoriálneho plánovania experimentu metódou Latin Square, ktorá spočívala v zmene všetkých študovaných faktorov v každom experimente a každého úroveň každého faktora len raz spĺňa rôzne úrovne iných faktorov. To vám umožňuje identifikovať a vyhodnotiť účinok spôsobený každým skúmaným faktorom samostatne.

Boli použité nasledujúce faktory: množstvá Fe(III), o-fenantrolínu a objem činidla zavedeného do reakcie. Kombinácia faktorov by mala poskytnúť široký rozsah linearity analytického signálu (AS) s dostatočnou citlivosťou na jednej strane a stabilitou činidla v priebehu času na strane druhej. To umožnilo vyčleniť pre každý faktor nasledujúce úrovne:

množstvo Fe(III): 0,003 M (Ai); 0,006 M (A2); 0,009 M (A3);

množstvo o-fenantrolínu: 0,01 M (B1); 0,02 M (B2); 0,03 M (B3);

objem činidla: 0,5 ml (C1); 1,0 ml (C2); 2,0 ml (C 3) (tabuľka 1).

Pre výber optimálnej kombinácie hladín faktorov boli získané kalibračné závislosti AS od množstva kyseliny askorbovej v rozsahu od 10 do 150 μg (čo je potrebné na potvrdenie linearity funkcie), regresná rovnica získanej závislosti bola vypočítaná a potom hodnota AS pri danom množstve (120 μg) kyseliny askorbovej. Pre každé zloženie činidla (faktory A, B) bol teda zvolený objem (faktor C), pri ktorom je hodnota AC maximálna. To umožnilo znížiť počet uvažovaných kombinácií na deväť (tabuľka 2).

Porovnaním celkových AS pre každú úroveň boli identifikované množstvá s maximálnou hodnotou: ΣA 2 (0,991); ΣBi (1,066); ΣC2 (1,361). To umožnilo dospieť k záveru, že zloženie činidla je optimálne: 0,006 M Fe (III) - 0,01 M o-fenantrolínu s jeho objemom zavedeným do reakcie, 1,0 ml na 100 ml roztoku.

Pri optimálnej koncentrácii činidla sme študovali zmenu závislosti AS od koncentrácie kyseliny askorbovej a niektorých redukčných činidiel bežných v prírodných objektoch (tanín, rutín, kvercetín) pri rôznych inkubačných časoch reakčnej zmesi (30, 60 90, 120 minút). Zistilo sa, že u všetkých študovaných redukčných činidiel je závislosť AS od ich obsahu lineárna v rozmedzí 10-150 μg (viď nákres) a hodnota AS závisí od inkubačnej doby (tabuľka 3).

Z nákresu je vidieť, že zmena AC pri pôsobení rutínu je nevýznamná, tanín sa približuje a kvercetín prevyšuje rovnakú závislosť pre kyselinu askorbovú. Pri zvažovaní zmeny AC od času inkubácie pre všetky študované redukčné činidlá (tabuľka 3) sa zistilo, že stabilizácia analytického signálu v priebehu času sa pozoruje od 90 minút.

Tabuľka 3

Zmena AS redukčných činidiel v priebehu času
Testovaná látkam látok, mg/cm3Analytický signál
Doba inkubácie reakčnej zmesi, min
30 60 90 120
Vitamín C10 0,038 0,042 0,044 0,044
100 0,340 0,352 0,360 0,363
Tanín10 0,029 0,037 0,042 0,043
100 0,280 0,295 0,303 0,308
Rutin10 0,013 0,016 0,019 0,019
100 0,150 0,166 0,172 0,175
kvercetín10 0,031 0,044 0,051 0,053
100 0,420 0,431 0,438 0,442

Na preukázanie sumárneho charakteru stanovenej hodnoty AOA bol študovaný účinok činidla Fe (III) - o-fenantrolínu na modelové roztoky, ktoré obsahovali redukčné činidlá: tanín, rutín, kvercetín a kyselinu askorbovú v rôznych pomeroch. V tabuľke 4 sú uvedené výsledky analýzy modelových zmesí.

Tabuľka 4

Výsledky analýzy modelových zmesí (P=0,95; n=3)
Počet zložiek v zmesiCelková AOA, vypočítaná, mcgAACelková AOA, nájdená, mcgAA
zavedenév zmysle AK
AKTanínRutinkvercetínAKTanínRutinkvercetín
- 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

Výpočet teoretickej hodnoty celkovej AOA bol uskutočnený podľa rovníc kvantitatívnej korešpondencie charakterizujúcich antioxidačnú kapacitu študovaného redukčného činidla vzhľadom na kyselinu askorbovú, za podmienok rovnakej antioxidačnej aktivity: .

Hodnota experimentálnej (nájdenej) AOA bola vypočítaná pomocou spriemerovanej regresnej rovnice pre závislosť AS od množstva kyseliny askorbovej. Z výsledkov uvedených v tabuľke 4 je vidieť, že experimentálne získané hodnoty AOA uspokojivo súhlasia s teoreticky vypočítanými hodnotami.

Stanovená hodnota AOA je teda celkovým ukazovateľom a určenie jej hodnoty pomocou rovníc kvantitatívnej korešpondencie je správne.

Navrhovaná metóda bola testovaná na reálnych vzorkách. Na stanovenie celkovej AOA reálnej vzorky alebo jej extraktu boli získané kalibračné závislosti AS od množstva analytu a kyseliny askorbovej pri inkubačnej dobe reakčnej zmesi minimálne 90 minút. Výpočet celkovej AOA sa uskutočnil podľa vzorca (I) a vyjadril sa v mg kyseliny askorbovej na gram testovaného objektu (mgAA/g).

Na potvrdenie správnosti navrhovanej metódy boli tieto vzorky testované podľa známych metód, pričom sa hodnotil obsah kyseliny askorbovej (GOST 24556-89 Spracované produkty z ovocia a zeleniny. Metódy stanovenia vitamínu C) a prevládajúcich redukčných činidiel: v čaji - tanín (GOST 19885-74 Čaj. Metódy stanovenia obsahu tanínu a kofeínu), v šípkach - množstvo organických kyselín (GOST 1994-93 Šípky. Špecifikácie) (tabuľka 5).

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

1 Štátny inštitút hospodárstva a obchodu Oryol

2 Federálna štátna rozpočtová inštitúcia "Centrum pre chemizáciu a poľnohospodársku rádiológiu "Orlovský"

3 Federálna štátna rozpočtová vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania "Štátna univerzita - vzdelávací, vedecký a priemyselný komplex"

Študovala sa možnosť využitia chemiluminiscencie na hodnotenie antioxidačnej aktivity potravinových látok. Navrhovaná metóda je založená na chemiluminiscencii luminolu v alkalickom prostredí, ktorej intenzita závisí od množstva peroxidov v chemiluminiscenčnej vzorke. Chemiluminiscencia sa zaznamenávala pomocou vyvinutého zariadenia obsahujúceho dávkovaciu pumpu, svetlotesnú komoru, sklenenú vákuovú fotonásobič a počítačový systém. Na zvýšenie chemiluminiscencie sa do luminolu pridal roztok ferrikyanidu draselného. Zmeny v intenzite chemiluminiscencie boli zaznamenané v momente zavedenia analyzovanej vzorky do roztoku luminolu. Ako analyzovaná vzorka bol použitý extrakt z púpavy získaný suchou nízkoteplotnou destiláciou. Obsahuje fenolové zlúčeniny známe pre svoju vysokú antioxidačnú aktivitu. Zistilo sa, že chemiluminiscenčnú metódu možno použiť na stanovenie antioxidačných vlastností rôznych potravinárskych zlúčenín.

chemiluminiscencia

antioxidačná aktivita

peroxidy

živiny

1. Vasiliev R.F. Chemická žiara // Chémia a chemici, 21.01.10. – URL: http://chemistry-chemists.com. (dátum prístupu: 22.08.13).

2. Vladimirov Yu.A. Voľné radikály a antioxidanty // Vestn. RAMN. - 1998. - Číslo 7. - S. 43-51.

3. Kondrashová E.A. Chemiluminiscencia ako najcitlivejšia metóda enzýmovej imunoanalýzy a jej aplikácia Klinická laboratórna diagnostika. - 1999. - Číslo 9. - S. 32.

4. Lyubimov, G.Yu. Chemiluminiscenčná analýza // Imunológia. - 1991. - Číslo 1. - S. 40–49.

5. Mayansky A.N., Nevmyatullin A.L., Chebotar I.V. Reaktívna chemiluminiscencia v systéme fagocytózy // Mikrobiológia. - 1987. - č. 1. - S. 109–115.

6. Sherstnev M.P. Vápnik-dependentné a vápnik-nezávislé dráhy generovania bunkovej chemiluminiscencie.Chemiluminiscenčné problémy. - 1991. - č. 2. - S. 1–4.

Dnes je chemiluminiscencia veľkou oblasťou vedy, ktorá sa nachádza na rozhraní medzi chémiou, fyzikou a biológiou. Pri chemiluminiscencii dochádza k priamej premene chemickej energie na energiu elektromagnetických kmitov, t.j. do sveta. Pomocou chemiluminiscencie možno zistiť, ako reakcia prebieha, aký je jej mechanizmus, ktorý je potrebný pre efektívne a racionálne vedenie technologických procesov. Ak je technologický proces získavania akéhokoľvek chemického produktu sprevádzaný chemiluminiscenciou, potom jeho intenzita môže slúžiť ako miera rýchlosti procesu: čím rýchlejšia je reakcia, tým jasnejšia je žiara. Pri chemiluminiscenčnej reakcii sa získajú energeticky bohaté produkty, ktoré potom vyžarovaním svetla uvoľňujú energiu, t.j. chemická energia sa premieňa na energiu elektromagnetického žiarenia.

Cieľom štúdie bolo preskúmať možnosť využitia chemiluminiscencie na hodnotenie antioxidačnej aktivity látok v potravinách.

Výsledky výskumu a diskusia

Problém hodnotenia antioxidačnej aktivity látok v potravinách je veľmi aktuálny. Použitie termínu "antioxidačná aktivita" na preukázanie užitočnosti konkrétneho produktu sa často robí bez akéhokoľvek chemického a biochemického argumentu. Antioxidačná aktivita akejkoľvek látky sa spravidla vzťahuje na účinnosť znižovania peroxidového čísla. Samotný pojem peroxidového čísla tiež úplne neodhaľuje jeho chemickú podstatu, pretože úplne nezodpovedá kinetike a termodynamike štádií metabolizmu konkrétneho potravinového produktu. Okrem toho sa táto hodnota používa na charakterizáciu lipidov vo forme tukov. K procesom oxidácie a tvorbe peroxidov v tele však dochádza nielen pri použití tukov, ale aj pri iných produktoch. Inými slovami, o obsahu peroxidu v konkrétnom produkte možno povedať, že je „vážený“ na akejsi váhe, kde „referenčná hmotnosť“ je jednotka koncentrácie jodidového iónu oxidovaného peroxidmi v kyslom prostredí. výsledkom čoho je tvorba molekulárneho jódu:

I- - e → I; (jeden)

I + I → I20. (2)

Pri titrácii molekulárneho jódu roztokom obsahujúcim tiosíran sodný sa stanoví jeho koncentrácia a následne sa stanoví množstvo oxidačných činidiel jodidových iónov, t.j. peroxidové zlúčeniny, čo sa v skutočnosti nazýva peroxidové číslo. Stanovenie peroxidového čísla pomocou tohto druhu "váženia" je založené na reakcii znázornenej na obr. jeden.

Ryža. 1. Stanovenie peroxidového čísla pomocou tiosíranu sodného

Koncentrácia peroxidov sa teda určí z rovnice

С(I2) = ϒ(C[-O-O-]), (3)

kde ϒ je korelačný koeficient medzi koncentráciou molekulárneho jódu a koncentráciou peroxidov.

Navrhovaná metóda stanovenia peroxidov vo výrobkoch je založená na chemiluminiscencii luminolu (C[lm]) v alkalickom prostredí, ktorej intenzita (Ichl) závisí od koncentrácie peroxidov (C[-O-O-]), v chemiluminiscenčná vzorka:

MHP. = Ϧchl ω, (4)

kde Ϧchl je kvantový výťažok chemiluminiscencie; ω - reakčná rýchlosť zahŕňajúca peroxidy:

khlC[-O-O-] C[lm] = ω, (5)

kde kchl je konštanta rýchlosti reakcie alebo pri:

C[lm] kchl Ϧchl = K, (6)

IХЛ = K C[-O-O-]. (7).

Množstvo peroxidov (-O-O-) je určené svetelným súčtom (S):

Hodnota S závisí od stupňa úplnosti spotreby peroxidu pri chemiluminiscenčnej reakcii.

Na určenie konštanty K sa zostrojí kalibračná krivka pre závislosť svetelnej sumy S od koncentrácie peroxidu, ktorá sa stanoví titráciou:

S = f(C[-0-0-]). (9)

Ako peroxidy sa používa peroxid vodíka H2O2.

Potom sa porovnajú údaje získané z rovnice (3) a (9). Na základe porovnania ϒ a K sa robí záver o zhode reakčných mechanizmov, ktoré sú základom stanovenia peroxidov týmito metódami. Zistilo sa, že v tomto rozsahu koncentrácií peroxidu ϒ a K skutočne navzájom súhlasia, a preto ich možno použiť na stanovenie peroxidového čísla.

Chemiluminiscencia bola pozorovaná v alkalickom médiu obsahujúcom luminol (5-amino-1,2,3,4-tetrahydro-1,4-ftalazíndión, hydrazid kyseliny 3-aminoftalovej, H2L). Zaznamenal sa pomocou chemiluminiscenčného zariadenia vrátane skleneného vákuového fotonásobiča. Fotonásobič je napájaný vysokonapäťovým usmerňovačom (7) spojeným s blokom (9), ktorý zosilňuje signál fotonásobiča, ktorý je zaznamenaný na displeji (5) počítačového monitora.

Ryža. 2. Registrácia chemiluminiscencie analyzovaného produktu: 1 - dávkovacie čerpadlo; 2 - svetlotesná komora; 3 - zrkadlo; 4 - kyveta; 5 - počítačový systém; 6 - fotonásobič; 7 - vysokonapäťový usmerňovač; 8 - zariadenie, ktoré umožňuje určiť spektrálnu oblasť chemiluminiscenčného žiarenia; 9 - blok zosilňujúci signál fotonásobiča

Na zavedenie analyzovanej vzorky do kyvety (4) obsahujúcej chemiluminiscenčný roztok luminolu je potrebné dávkovacie čerpadlo (1). Tento dávkovač funguje ako miešadlo pre vstreknutú vzorku s chemiluminiscenčným roztokom. Na zvýšenie reakčnej rýchlosti a intenzity chemiluminiscencie sa do luminolu pridal roztok ferrikyanidu draselného. Miešanie sa uskutočňuje pomocou vzduchových bublín, ktoré sa získajú čerpaním vzduchu cez kvapalinu roztoku pomocou čerpadla. Zrkadlo (3) umiestnené vo svetlotesnej komore (2) slúži na lepší zber svetla chemiluminiscenčného žiarenia dopadajúceho na fotokatódu fotonásobiča (6) namontovaného vo svetlotesnej komore. Dávkovač umožňuje vložiť požadované zložky kvapaliny do kyvety bez otvorenia svetlotesnej komory (2) počas experimentov. V tomto prípade tieto kvapaliny vstupujú do kyvety (4) cez sklenené alebo plastové rúrky. Počítačový systém umožňuje zaregistrovať závislosť intenzity luminiscencie I od času t, teda kinetiky chemiluminiscencie:

Počítačový systém odráža konštanty vzostupu a poklesu vo funkcii I = f(t), ktoré sú konjugované s rýchlostnými konštantami reakcií, ktoré spôsobujú chemiluminiscenciu, teda s ich kinetikou. V chemiluminiscenčnej komore je zahrnuté zariadenie (8), ktoré umožňuje určiť spektrálnu oblasť chemiluminiscenčného žiarenia, teda závislosť:

I = f1(A). (jedenásť)

Tento blok je kazeta vo forme disku, v ktorej sú namontované hraničné filtre. Výmena svetelných filtrov sa vykonáva otáčaním kotúčovej kazety okolo horizontálnej osi spájajúcej stredy roviny svetelných filtrov a roviny fotokatódy fotonásobiča.

Proces merania sa vykonáva takto:

1. Nastavuje sa odozva fotonásobiča na zmeny jeho napájacieho napätia a na zmeny intenzity referenčného svetelného zdroja, ktorý dopadá na jeho katódu.

2. Kyveta sa naplní roztokom luminolu v alkalickom prostredí.

3. Dávkovač sa naplní analyzovanou vzorkou.

4. Zaznamenáva sa závislosť intenzity chemiluminiscencie od času t. Chemiluminiscencia sa sleduje do času t1, kedy je zmena I1 od času t minimálna: I1 = f1(t).

5. Časť analyzovaného roztoku sa podáva pomocou dávkovača.

6. Pozoruje sa chemiluminiscencia analyzovanej vzorky, ktorej kinetika je I = f(t).

Na obr. Obrázok 3 ukazuje graf závislosti funkcií (I1 = f1(t)), konjugovaný s grafom (I = f(t)), po zavedení analyzovaného riešenia.

Ako je možné vidieť na obr. 3, intenzita chemiluminiscencie luminolu sa mení: prudký nárast je nasledovaný prudkým poklesom luminiscencie po pridaní analyzovanej vzorky.

Keďže zosilnenie chemiluminiscencie počas oxidácie luminolu je spojené s tvorbou peroxidov, pokles intenzity chemiluminiscencie po zavedení analyzovanej vzorky indikuje pokles ich počtu. Preto môžeme hovoriť o prítomnosti antioxidačnej aktivity v zlúčeninách, ktoré tvoria analyzovanú vzorku.

Je potrebné poznamenať, že ako analyzovaná vzorka bol použitý extrakt z púpavy získaný suchou nízkoteplotnou destiláciou, ktorý obsahuje fenolové zlúčeniny známe svojou vysokou antioxidačnou aktivitou.

Ryža. Obr. 3. Graf závislosti funkcií (I1 = f1(t)), konjugovaný s grafom (I = f(t)), po zavedení analyzovaného riešenia

Okrem toho sa počas experimentu zistilo, že pomocou chemiluminiscencie je možné určiť množstvo peroxidov v superzriedených systémoch, čo je dôležité pre posúdenie nástupu oxidácie produktov napríklad pri ich skladovaní.

Vykonané štúdie teda ukázali, že metóda na stanovenie peroxidov vo výrobkoch, založená na chemiluminiscencii luminolu v alkalickom prostredí, umožňuje vyhodnotiť antioxidačnú aktivitu potravinárskych látok a môže sa použiť na stanovenie antioxidačných vlastností rôznych potravín. zlúčeniny.

Recenzenti:

Litvinová E.V., doktorka technických vied, profesorka Katedry technológie, organizácie a hygieny potravín, OrelGIET, Orel;

Kovaleva O.A., doktorka biologických vied, riaditeľka INIT, FSBEI HPE „Oryol State Agrarian University“, Orel.

Dielo sa do redakcie dostalo 8. novembra 2013.

Bibliografický odkaz

Panichkin A.V., Bolshakova L.S., Milentiev V.N., Sannikov D.P., Kazmin V.M. VYUŽITIE CHEMILUMINESCENCIE NA HODNOTENIE ANTIOXIDANTNÝCH VLASTNOSTÍ ŽIVÍN // Základný výskum. - 2013. - č.10-11. – S. 2436-2439;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32810 (dátum prístupu: 17.12.2019). Dávame do pozornosti časopisy vydávané vydavateľstvom "Academy of Natural History"