Praca dyplomowa Właściwości przeciwutleniające dihydrokwercetyny. Badania podstawowe
Klikając przycisk „Pobierz archiwum”, pobierzesz potrzebny plik za darmo.
Przed pobraniem tego pliku pamiętaj o tych dobrych esejach, kontrolach, pracach semestralnych, tezach, artykułach i innych dokumentach, które nie zostały odebrane na twoim komputerze. To jest twoja praca, powinna uczestniczyć w rozwoju społeczeństwa i przynosić korzyści ludziom. Znajdź te prace i wyślij je do bazy wiedzy.
My oraz wszyscy studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będziemy Wam bardzo wdzięczni.
Aby pobrać archiwum z dokumentem wprowadź pięciocyfrowy numer w polu poniżej i kliknij przycisk „Pobierz archiwum”
Podobne dokumenty
Badanie enzymatycznych i nieenzymatycznych szlaków powstawania reaktywnych form tlenu. Mechanizmy ich niszczącego działania na komórki żywe, w szczególności inicjacja wolnorodnikowej peroksydacji lipidów. Obrona antyoksydacyjna organizmu.
praca semestralna, dodano 01.11.2017
Działanie przeciwutleniające surowców roślinnych. Charakterystyka roślin o działaniu przeciwutleniającym. Oznaczanie zawartości witaminy C w kalinie pospolitej w okresie dojrzewania, zawartość związków polifenolowych w różnych odmianach herbaty.
praca dyplomowa, dodano 02.04.2009
Gibereliny to obszerna klasa fitohormonów regulujących wzrost i rozwój: historia odkrycia, budowa chemiczna, klasyfikacja, zawartość w roślinach. Biochemia, funkcje regulacyjne i aktywność biologiczna giberelin, ich budowa, właściwości.
prezentacja, dodano 20.10.2014
streszczenie, dodano 19.05.2017
Aktywność biologiczna i budowa chemiczna brassinosteroidów. Syntezy z zachowaniem szkieletu węglowego. Tworzenie funkcji charakterystycznych dla części cyklicznej brassinosteroidów. Budowanie łańcucha bocznego z tworzeniem nowych wiązań węgiel-węgiel.
praca semestralna, dodano 12.07.2014
Poznanie fizjologii trzustki, rola soku trzustkowego w procesie trawienia. Analiza reaktywnych form tlenu i sposobów ich powstawania, biochemia procesów wolnorodnikowych. Przegląd stanu procesów metabolicznych w ostrym zapaleniu trzustki.
praca semestralna, dodano 03.10.2012
Skład chemiczny rodzaju Penstemon i aktywność biologiczna. Jakościowa analiza fitochemiczna surowców roślinnych metodą chromatografii cienkowarstwowej. Oznaczanie składu ilościowego składników metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej.
praca praktyczna, dodano 01.07.2016
Przeciwutleniacze (AO)- substancje zapobiegające utlenianiu. W żywym organizmie wiodącym czynnikiem utleniania jest powstawanie wolnych rodników, dlatego działanie przeciwutleniaczy w układach biologicznych rozpatrywane jest głównie z punktu widzenia zapobiegania utlenianiu substancji organicznych przez wolne rodniki.
Obecnie istnieje wiele różnych metod oznaczania przeciwutleniaczy: fotometryczna, chemiczna, elektrochemiczna itp. Jednak wiele z nich ma istotne wady, które utrudniają zrozumienie i dalsze wykorzystanie wyników uzyskanych tymi metodami. Do najczęstszych wad należą:
- Do pomiaru efektu antyoksydacyjnego stosuje się sztuczne lub nietypowe dla układów biologicznych warunki. Na przykład zamiast biologicznych reakcji wolnorodnikowych stosuje się czysto chemiczne reakcje redoks lub mierzy się zdolność substancji do oddawania/akceptowania elektronów pod wpływem prądu elektrycznego. Uzyskane w takich warunkach wyniki pomiarów nie pozwalają stwierdzić, że badana substancja będzie wykazywać takie samo działanie „przeciwutleniające” w organizmie.
- Określenie działania przeciwutleniającego przeprowadza się poprzez pomiar ilości nagromadzonych produktów utleniania (markerów utleniania). Tak więc rzeczywiście możliwe jest określenie ilości przeciwutleniacza w badanej próbce, ale pominięta jest bardzo ważna informacja o działaniu przeciwutleniacza. Z kolei pominięcie działania przeciwutleniacza może prowadzić do znacznych błędów w określaniu jego ilości, np. w przypadku „słabych” przeciwutleniaczy, które działają wolno, ale długo.
Metoda chemiluminescencyjna jest najbardziej pouczającą metodą badania przeciwutleniaczy i ma wiele istotnych zalet:
- Bezpośrednie oznaczanie aktywności przeciwutleniającej- rejestruje się bezpośrednie działanie przeciwutleniaczy na wolne rodniki. Metoda chemiluminescencyjna wykorzystuje chemiczny system generowania wolnych rodników, który wytwarza kontrolną chemiluminescencyjną poświatę. Następnie do takiego układu dodaje się przeciwutleniacz, który neutralizuje wolne rodniki, co prowadzi do zahamowania kontrolnej chemiluminescencji.
Istotną zaletą tego podejścia jest możliwość wykorzystania różnych układów chemicznych do generowania wolnych rodników, co pozwala dodatkowo określić specyfikę antyoksydantów i lokalizację ich działania. - Pomiar ilościowych i jakościowych cech przeciwutleniaczy- metoda chemiluminescencyjna pozwala scharakteryzować dowolny związek o działaniu przeciwutleniającym za pomocą dwóch niezależnych wskaźników:
- Zdolność przeciwutleniająca (AOE)- całkowita ilość wolnych rodników, które mogą zneutralizować związek zawarty w próbce o określonej objętości.
- Aktywność przeciwutleniająca (AOA)- szybkość neutralizacji wolnych rodników, tj. liczba rodników zneutralizowanych w jednostce czasu.
Metoda chemiluminescencyjna
daje ważne zrozumienie, że działanie przeciwutleniaczy należy oceniać za pomocą dwóch wskaźników – ilościowego (AOE) i jakościowego (AOA).
Poniższy rysunek przedstawia tę pozycję:
Wpływ różnych przeciwutleniaczy na chemiluminescencję
(liczby obok wykresów oznaczają stężenie przeciwutleniacza):
po lewej – „silny” przeciwutleniacz, po prawej – „słaby” przeciwutleniacz.
Przeciwutleniacze różnią się znacznie pod względem działania. Istnieją „silne” przeciwutleniacze, tj. przeciwutleniacze o wysokiej aktywności, które w dużym stopniu hamują wolne rodniki i całkowicie hamują chemiluminescencję. Takie przeciwutleniacze mają maksymalne działanie już przy niskich stężeniach i są szybko zużywane. Z drugiej strony istnieją „słabe” antyoksydanty, tj. przeciwutleniacze o niskiej aktywności, które w niewielkim stopniu hamują wolne rodniki i tylko częściowo hamują chemiluminescencję. Takie przeciwutleniacze mają znaczące działanie tylko w wysokich stężeniach, ale są powoli zużywane i działają przez długi czas.
Metodę chemiluminescencyjną można wykorzystać do określenia parametrów antyoksydacyjnych:
- płyny biologiczne (osocze, ślina, mocz);
- preparaty farmakologiczne i dodatki biologicznie czynne;
- napoje i dodatki do żywności;
- kosmetyki i produkty pielęgnacyjne;
- itd.
- Chemiluminometr Lum-100- zapewnia kontrolę temperatury i rejestrację chemiluminescencji 1 próbki.
- Chemiluminometr Lum-1200- zapewnia kontrolę temperatury i jednoczesną rejestrację chemiluminescencji do 12 próbek.
Wynalazek dotyczy przemysłu spożywczego i może być stosowany do oznaczania całkowitej aktywności przeciwutleniającej. Metodę przeprowadza się w następujący sposób: analit oddziałuje z odczynnikiem 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantrolina. Kwas askorbinowy (AA) oddziałuje z tym samym odczynnikiem, który dodaje się w stosunku 1:100. Następnie inkubowano przez co najmniej 90 minut i fotometrycznie przy 510 ± 20 nm. Następnie ustala się zależność wartości sygnału analitycznego od ilości substancji i oblicza wartość całkowitego AOA. Przedstawiona metoda pozwala na mniej czasochłonne i bardziej wiarygodne określenie całkowitej aktywności antyoksydacyjnej surowców roślinnych i opartych na niej produktów spożywczych. 2 wp. f-ly, 1 il., 5 tab.
Wynalazek dotyczy chemii analitycznej i może być stosowany do oznaczania całkowitej aktywności przeciwutleniającej (AOA) surowców roślinnych i opartych na niej produktów spożywczych.
Znana kulometryczna metoda oznaczania całkowitego AOA herbaty, oparta na oddziaływaniu wodnych ekstraktów produktu z elektrycznie wytwarzanymi związkami bromu (I.F. Abdulin, E.N. Turova, G.K. Budnikov. Chemistry, 2001, t. 56, nr 6, s. 627-629). Wybór elektrogenerowanych związków bromu jako titranta wynika z ich zdolności do wchodzenia w różne reakcje: rodnikową, redoks, podstawienia elektrofilowego i addycji wiązaniami wielokrotnymi. Dzięki temu możliwe jest objęcie szeroką gamą biologicznie aktywnych związków herbacianych o właściwościach przeciwutleniających. Wadą metody jest możliwość przeprowadzenia reakcji bromowania z substancjami niebędącymi przeciwutleniaczami oraz wyrażenie otrzymanej wartości całkowitego AOA w jednostkach ilości energii elektrycznej (kC/100 g), co utrudnia ocenę wyniki.
Znana woltamperometryczna metoda określania całkowitej aktywności przeciwutleniającej przez względną zmianę prądu elektroredukcji tlenu w zakresie potencjałów od 0,0 do -0,6 V (względnie nasycony c.s.e.) na elektrodzie rtęciowej (Pat. 2224997, Rosja IPC) 7 G 01 N 33/01 Woltamperometryczna metoda oznaczania całkowitej aktywności przeciwutleniaczy / E. I. Korotkova, Yu. Wadą tej metody jest występowanie ubocznych reakcji elektrochemicznych, co zmniejsza efektywność oznaczania przeciwutleniaczy, co prowadzi do obniżenia wiarygodności wyników.
Znany sposób kontrolowania całkowitego AOA profilaktycznych i terapeutycznych środków przeciwutleniających do peroksydacji lipidów do aldehydu malonowego z detekcją spektrofotometryczną lub chemiluminescencyjną (Pat. 2182706, Rosja, IPC 7 G 01 N 33/15, 33/52. fundusze / Pavlyuchenko I.I., Basov A.A., Fedosov S.R. - nr 2001101389/14; wniosek 15.01.2001; publikacja 20.05.2002). Jednocześnie aktywność przeciwutleniająca jest odwrotnie proporcjonalna do poziomu produktów peroksydacji lipidów. Wadą tej metody jest ograniczony zakres analizowanych obiektów, gdyż w tych warunkach oznaczane są przeciwutleniacze tylko z jednej grupy - lipidów.
Znana metoda oznaczania całkowitego AOA ekstraktu roślinnego, polegająca na inkubacji ekstraktu z linetolem i siarczanem żelaza(II), zainicjowaniu reakcji utleniania promieniowaniem UV, a następnie interakcji z kwasem tiobarbiturowym w obecności trytonu X-100 ( Zgłoszenie 97111917/13, Rosja, IPC 6 G 01 N 33/00 Metoda oznaczania całkowitej aktywności przeciwutleniającej / Rogożyn VV - Zgłoszenie 08.07.1997; publikacja 10.06.1999). Podczas przeprowadzania spektrofotometrii stosuje się mieszaninę etanolu i chloroformu w stosunku 7:3. Wartość AOA materiału biologicznego określa się na podstawie stosunku akumulacji produktu reakcji - dialdehydu malonowego w próbce zawierającej ekstrakt do próbki z proutleniaczem. Wadą tej metody jest możliwość wystąpienia reakcji ubocznych podczas naświetlania UV, co zmniejsza wiarygodność wyników analizy.
Wymienione metody określania całkowitego AOA mają szereg wad: duża pracochłonność, niska niezawodność, zmierzona wartość całkowitego AOA nie jest powiązana i nie jest porównywalna z żadną konwencjonalną substancją.
Najbliższym analogiem zastrzeganego wynalazku jest metoda określania całkowitego AOA roślin leczniczych poprzez pomiar chemiluminescencji, która zachodzi podczas reakcji z luminolem w obecności utleniacza nadtlenku wodoru (M.Kh. kanarek przez chemiluminescencję // Journal of Chemia analityczna, 2004, V.59, nr 1, str.84-86). W celu ilościowej oceny całkowitego AOA porównano zdolność redukującą ekstraktu surowców leczniczych oraz działanie silnego przeciwutleniacza - kwasu askorbinowego w ilości 25-110 μg. W porównaniu z powyższymi metodami, w prototypie nadtlenek wodoru jest stosowany jako środek utleniający, który oddziałuje z szeroką gamą przeciwutleniaczy, a zmierzona wartość całkowitego AOA obiektu jest określana i wyrażana w stosunku do kwasu askorbinowego, który jest powszechny przeciwutleniacz, który umożliwia uzyskanie rzetelnych wyników przy zachowaniu innych wad. Wady obejmują również złożoność sprzętu stosowanego w sposobie.
Celem technicznym zastrzeganego wynalazku jest opracowanie mniej czasochłonnej i niezawodnej metody oznaczania całkowitej aktywności antyoksydacyjnej surowców roślinnych i opartych na niej produktów spożywczych.
W celu rozwiązania problemu technicznego proponuje się interakcję analitu z odczynnikiem 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantroliny oraz kwasu askorbinowego (AA) z tym samym odczynnikiem, który dodaje się w stosunku 1:100 , inkubowano przez co najmniej 90 minut, fotometrycznie przy 510 ± 20 nm, a następnie ustalono zależność sygnału analitycznego od ilości substancji i obliczono całkowite AOA. W szczególności obliczenia można przeprowadzić zgodnie ze wzorem (I), wyprowadzonym z równania zgodności ilościowej między badanym obiektem a kwasem askorbinowym:
gdzie a, b to współczynniki w równaniu regresji dla zależności sygnału analitycznego od ilości AA;
a", c" - współczynniki w równaniu regresji zależności sygnału analitycznego od wielkości badanego obiektu;
x słońce. - masa badanego czynnika redukującego (próbki), mg.
Zastosowanie proponowanego odczynnika w tych warunkach pozwoliło na poszerzenie zakresu liniowego oraz obniżenie dolnej granicy oznaczanych ilości kwasu askorbinowego. Zaproponowany zestaw podstawowych cech pozwala na wyznaczenie całkowitego AOA szerokiej gamy surowców roślinnych i produktów spożywczych na jego podstawie.
Ilościowe równania korespondencji łączą zależność sygnału analitycznego od ilości kwasu askorbinowego oraz zależność sygnału analitycznego od ilości badanego obiektu, przy założeniu jednakowej aktywności przeciwutleniającej.
Po przetworzeniu wyników pomiarów fotometrycznych wielkości sygnału analitycznego metodą najmniejszych kwadratów (K. Derffel Statystyki w chemii analitycznej. - M .: „Mir”, 1994. S. 164-169; A.K. Charykov Mathematical processing of the wyniki analizy chemicznej - L.: Chemistry, 1984. S.137-144) zależności te opisano funkcją regresji liniowej: y=ax+b, gdzie a jest współczynnikiem regresji, b jest wolnym członkiem. Współczynnik a w równaniu regresji jest równy tangensowi nachylenia prostej do osi x; współczynnik b - odległość wzdłuż osi y od początku układu współrzędnych (0,0) do pierwszego punktu (x 1 , y 1).
Współczynniki aib oblicza się według wzorów:
Równanie regresji zależności AS od ilości kwasu askorbinowego w danym czasie ma postać:
y AK \u003d a x AK (mg) + b,
równanie regresji dla zależności AS od ilości badanego obiektu (czynnika redukującego):
y VOST \u003d a "x VOST (mg) + b",
gdzie dla AK, dla VOST jest gęstością optyczną rozwiązania fotometrycznego;
x AK (mg), x VOST (mg) - stężenie kwasu askorbinowego (redukującego) w roztworze;
następnie, zrównując wartości funkcji, otrzymujemy wzór (I) do obliczenia aktywności przeciwutleniającej badanego obiektu w jednostkach ilości (mg) kwasu askorbinowego.
Na rysunku przedstawiono zależność sygnału analitycznego od ilości czynnika redukującego.
Gęstość optyczną analizowanych roztworów mierzono kolorymetrem fotoelektrycznym KFK-2MP.
Wiadomo (F. Umland, A. Yasin, D. Tirik, G. Vunsch Złożone związki w chemii analitycznej - M.: Mir, 1975. - 531 s.), że o-fenantrolina tworzy rozpuszczalny w wodzie chelat z żelazem ( II) barwę czerwono-pomarańczową, która charakteryzuje się maksimum absorpcji przy λ=512 nm. Dlatego w proponowanej metodzie fotometrię przeprowadza się przy λ=510±20 nm.
Optymalizację składu odczynnika i jego ilości wprowadzanych do reakcji przeprowadzono na podstawie wyników wieloczynnikowego planowania eksperymentu metodą kwadratów łacińskich, które polegało na zmianie wszystkich badanych czynników w każdym eksperymencie i każdym poziom każdego czynnika tylko raz spotyka się z różnymi poziomami innych czynników. Pozwala to zidentyfikować i ocenić wpływ każdego badanego czynnika z osobna.
Zastosowano następujące czynniki: ilości Fe(III), o-fenantroliny oraz objętość odczynnika wprowadzonego do reakcji. Kombinacja czynników powinna zapewniać z jednej strony szeroki zakres liniowości sygnału analitycznego (AS) przy wystarczającej czułości, z drugiej zaś stabilność odczynnika w czasie. Umożliwiło to wyodrębnienie następujących poziomów dla każdego czynnika:
ilość Fe(III): 0,003 M (A1); 0,006 M (A2); 0,009 M (A3);
ilość o-fenantroliny: 0,01 M (B1); 0,02 M (B2); 0,03 M (B3);
objętość odczynnika: 0,5 ml (C1); 1,0 ml (C2); 2,0 ml (C3) (Tabela 1).
Aby dobrać optymalną kombinację poziomów czynników, otrzymano zależności kalibracyjne AS od ilości kwasu askorbinowego w zakresie od 10 do 150 μg (co jest niezbędne do potwierdzenia liniowości funkcji), równanie regresji otrzymanej zależności obliczono, a następnie wartość AS przy danej ilości (120 μg) kwasu askorbinowego. Zatem dla każdego składu odczynnika (czynniki A, B) wybrano objętość (czynnik C), przy której wartość AC jest maksymalna. Umożliwiło to zmniejszenie liczby rozważanych kombinacji do dziewięciu (tab. 2).
Porównując łączny AS dla każdego poziomu, zidentyfikowano kwoty o wartości maksymalnej: ΣA 2 (0,991); ΣB 1 (1,066); ΣC 2 (1,361). Pozwoliło to stwierdzić, że skład odczynnika jest optymalny: 0,006 M Fe(III) - 0,01 M o-fenantroliny wraz z jej objętością wprowadzoną do reakcji, 1,0 ml na 100 ml roztworu.
Przy optymalnym stężeniu reagenta badaliśmy zmianę zależności AS od stężenia kwasu askorbinowego i niektórych reduktorów powszechnych w obiektach naturalnych (tanina, rutyna, kwercetyna) przy różnych czasach inkubacji mieszaniny reakcyjnej (30, 60 , 90, 120 minut). Stwierdzono, że dla wszystkich badanych reduktorów zależność AS od ich zawartości jest liniowa w zakresie 10-150 μg (patrz rysunek), a wartość AS zależy od czasu inkubacji (tab. 3).
Z rysunku widać, że zmiana AC pod działaniem rutyny jest nieznaczna, tanina zbliża się, a kwercetyna przekracza tę samą zależność dla kwasu askorbinowego. Rozpatrując zmianę AC od czasu inkubacji dla wszystkich badanych reduktorów (tab. 3) stwierdzono, że stabilizację sygnału analitycznego w czasie obserwuje się od 90 minut.
| Tabela 3 Zmiana AS środków redukujących w czasie |
|||||
| Substancja badana | m substancji, mg / cm 3 | Sygnał analityczny | |||
| Czas inkubacji mieszaniny reakcyjnej, min | |||||
| 30 | 60 | 90 | 120 | ||
| Witamina C | 10 | 0,038 | 0,042 | 0,044 | 0,044 |
| 100 | 0,340 | 0,352 | 0,360 | 0,363 | |
| Tanina | 10 | 0,029 | 0,037 | 0,042 | 0,043 |
| 100 | 0,280 | 0,295 | 0,303 | 0,308 | |
| Rutyna | 10 | 0,013 | 0,016 | 0,019 | 0,019 |
| 100 | 0,150 | 0,166 | 0,172 | 0,175 | |
| kwercetyna | 10 | 0,031 | 0,044 | 0,051 | 0,053 |
| 100 | 0,420 | 0,431 | 0,438 | 0,442 |
W celu wykazania sumującego charakteru wyznaczonej wartości AOA zbadano wpływ odczynnika Fe(III)-o-fenantroliny na roztwory modelowe, w skład których wchodziły czynniki redukujące: garbnik, rutyna, kwercetyna i kwas askorbinowy w różnych proporcjach. W tabeli 4 przedstawiono wyniki analizy mieszanin modelowych.
| Tabela 4 Wyniki analizy mieszanin modelowych (P=0,95; n=3) |
|||||||||
| Liczba składników w mieszance | Całkowity AOA, obliczony, mcgAA | Znaleziono całkowite AOA, mcgAA | |||||||
| wprowadzony | pod kątem AK | ||||||||
| AK | Tanina | Rutyna | kwercetyna | AK | Tanina | Rutyna | kwercetyna | ||
| - | 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 |
Obliczenia teoretycznej wartości całkowitego AOA przeprowadzono zgodnie z równaniami korespondencji ilościowej charakteryzującymi zdolność przeciwutleniającą badanego czynnika redukującego w odniesieniu do kwasu askorbinowego, w warunkach równej aktywności przeciwutleniającej: .
Wartość doświadczalnego (stwierdzonego) AOA obliczono z uśrednionego równania regresji zależności AS od ilości kwasu askorbinowego. Z wyników przedstawionych w tabeli 4 widać, że otrzymane eksperymentalnie wartości AOA zgadzają się w stopniu zadowalającym z obliczonymi teoretycznie.
Zatem wyznaczona wartość AOA jest wskaźnikiem całkowitym, a określenie jej wartości za pomocą równań korespondencji ilościowej jest prawidłowe.
Zaproponowana metoda została przetestowana na rzeczywistych próbkach. W celu określenia całkowitego AOA próbki rzeczywistej lub jej ekstraktu uzyskano zależności kalibracyjne AS od ilości analitu i kwasu askorbinowego przy czasie inkubacji mieszaniny reakcyjnej co najmniej 90 minut. Obliczenie całkowitego AOA przeprowadzono według wzoru (I) i wyrażono w mg kwasu askorbinowego na gram badanego obiektu (mgAA/g).
W celu potwierdzenia poprawności zaproponowanej metody próbki te przebadano znanymi metodami, oceniając zawartość kwasu askorbinowego (GOST 24556-89 Przetwory owocowo-warzywne. Metody oznaczania witaminy C) oraz dominujących reduktorów: w herbacie - garbniki (GOST 19885-74 Herbata. Metody oznaczania zawartości garbników i kofeiny), w owocach dzikiej róży - ilość kwasów organicznych (GOST 1994-93 Owoce dzikiej róży. Specyfikacje) (tabela 5).
1 Milentiew V.N. 2Sannikow DP 3Kazmin V.M. 21 Oryol Państwowy Instytut Ekonomii i Handlu
2 Federalna Państwowa Instytucja Budżetowa „Centrum Chemizacji i Radiologii Rolniczej „Orłowski”
3 Federalna Państwowa Budżetowa Instytucja Edukacyjna Wyższego Szkolnictwa Zawodowego „Uniwersytet Państwowy - Kompleks edukacyjny, naukowy i przemysłowy”
Zbadano możliwość wykorzystania chemiluminescencji do oceny aktywności przeciwutleniającej substancji spożywczych. Proponowana metoda opiera się na chemiluminescencji luminolu w środowisku alkalicznym, której intensywność zależy od ilości nadtlenków w próbce chemiluminescencyjnej. Chemiluminescencję rejestrowano przy użyciu opracowanego zestawu zawierającego pompę dozującą, światłoszczelną komorę, szklaną rurkę fotopowielacza próżniowego i system komputerowy. W celu zwiększenia chemiluminescencji do luminolu dodano roztwór żelazicyjanku potasu. Rejestrowano zmiany intensywności chemiluminescencji w momencie wprowadzenia analizowanej próbki do roztworu luminolu. Jako badaną próbkę zastosowano ekstrakt z mniszka lekarskiego otrzymany metodą suchej destylacji niskotemperaturowej. Zawiera związki fenolowe znane z wysokiej aktywności przeciwutleniającej. Ustalono, że metodą chemiluminescencyjną można określić właściwości przeciwutleniające różnych związków spożywczych.
chemiluminescencja
aktywność antyoksydacyjna
nadtlenki
składniki odżywcze
1. Wasiliew R.F. Blask chemiczny // Chemia i chemicy, 21.01.10. – URL: http://chemistry-chemists.com. (data dostępu: 22.08.13).
2. Władimirow Yu.A. Wolne rodniki i przeciwutleniacze // Vestn. RAMN. - 1998. - nr 7. - s. 43-51.
3. Kondraszowa E.A. Chemiluminescencja jako najczulsza metoda immunoenzymatyczna i jej zastosowanie Kliniczna diagnostyka laboratoryjna. - 1999. - nr 9. - s. 32.
4. Ljubimow, G.Yu. Analiza chemiluminescencyjna // Immunologia. - 1991. - nr 1. - s. 40–49.
5. Mayansky A.N., Nevmyatullin A.L., Chebotar I.V. Reaktywna chemiluminescencja w systemie fagocytozy // Mikrobiologia. - 1987. - Nr 1. - S. 109–115.
6. Szerstniew poseł Zależne i niezależne od wapnia szlaki generowania chemiluminescencji komórkowej.Zagadnienia chemiluminescencji. - 1991. - Nr 2. - S. 1–4.
Dziś chemiluminescencja to duży obszar nauki znajdujący się na styku chemii, fizyki i biologii. Przy chemiluminescencji następuje bezpośrednie przekształcenie energii chemicznej w energię oscylacji elektromagnetycznych, tj. w świat. Za pomocą chemiluminescencji można dowiedzieć się, jak przebiega reakcja, jaki jest jej mechanizm, co jest niezbędne do sprawnego i racjonalnego prowadzenia procesów technologicznych. Jeśli procesowi technologicznemu otrzymywania dowolnego produktu chemicznego towarzyszy chemiluminescencja, to jej intensywność może służyć jako miara szybkości procesu: im szybsza reakcja, tym jaśniejszy blask. Podczas reakcji chemiluminescencyjnej powstają wysokoenergetyczne produkty, które następnie wydzielają energię emitując światło, czyli energia chemiczna jest zamieniana na energię promieniowania elektromagnetycznego.
Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania chemiluminescencji do oceny aktywności przeciwutleniającej substancji spożywczych.
Wyniki badań i dyskusja
Problem oceny aktywności przeciwutleniającej substancji spożywczych jest bardzo aktualny. Używanie terminu „działanie przeciwutleniające” w celu pokazania przydatności konkretnego produktu odbywa się często bez żadnego argumentu chemicznego i biochemicznego. Z reguły aktywność przeciwutleniająca dowolnej substancji odnosi się do skuteczności zmniejszania liczby nadtlenkowej. Sama koncepcja liczby nadtlenkowej również nie oddaje w pełni jej istoty chemicznej, ponieważ nie odpowiada w pełni kinetyce i termodynamice etapów metabolizmu danego produktu spożywczego. Ponadto wartość ta służy do charakteryzowania lipidów w postaci tłuszczów. Jednak procesy utleniania i powstawania nadtlenków w organizmie zachodzą nie tylko przy użyciu tłuszczów, ale także innych produktów. Innymi słowy, zawartość nadtlenku w danym produkcie można nazwać „zważeniem” na swoistej wadze, gdzie „wagą referencyjną” jest jednostka stężenia w kwaśnym środowisku jonu jodkowego utlenionego przez nadtlenki, jak np. w wyniku czego powstaje jod cząsteczkowy:
ja- - e → ja; (jeden)
Ja + Ja → I20. (2)
Podczas miareczkowania jodu cząsteczkowego roztworem zawierającym tiosiarczan sodu ustala się jego stężenie, aw konsekwencji określa się ilość utleniaczy jonów jodkowych, tj. związki nadtlenkowe, co w rzeczywistości nazywa się liczbą nadtlenkową. Wyznaczenie liczby nadtlenkowej za pomocą tego rodzaju „ważenia” opiera się na reakcji pokazanej na rys. jeden.
Ryż. 1. Oznaczanie liczby nadtlenkowej za pomocą tiosiarczanu sodu
Zatem stężenie nadtlenków określa się z równania
С(I2) = ϒ(C[-O-O-]), (3)
gdzie ϒ jest współczynnikiem korelacji między stężeniem cząsteczkowego jodu a stężeniem nadtlenków.
Zaproponowana metoda oznaczania nadtlenków w produktach oparta jest na chemiluminescencji luminolu (C[lm]) w środowisku alkalicznym, którego intensywność (Ichl) zależy od stężenia nadtlenków (C[-O-O-]), w próbka chemiluminescencyjna:
MPH. = Ϧchl ω, (4)
gdzie Ϧchl jest wydajnością kwantową chemiluminescencji; ω - szybkość reakcji z udziałem nadtlenków:
khlC[-O-O-] C[lm] = ω, (5)
gdzie kchl jest stałą szybkości reakcji lub przy:
C[lm] kchl Ϧchl = K, (6)
IХЛ = K C[-O-O-]. (7).
Ilość nadtlenków (-O-O-) określa suma światła (S):
Wartość S zależy od stopnia całkowitego zużycia nadtlenku w reakcji chemiluminescencyjnej.
Aby określić stałą K, konstruuje się krzywą kalibracyjną dla zależności sumy świetlnej S od stężenia nadtlenku, które określa się przez miareczkowanie:
S = f(C[-O-O-]). (9)
Nadtlenek wodoru H2O2 jest stosowany jako nadtlenki.
Następnie porównuje się dane otrzymane z równania (3) i (9). Na podstawie porównania ϒ i K wyciąga się wniosek o zgodności mechanizmów reakcji leżących u podstaw oznaczania nadtlenków tymi metodami. Stwierdzono, że w tym zakresie stężeń nadtlenków ϒ i K rzeczywiście zgadzają się ze sobą i dlatego można je wykorzystać do określenia liczby nadtlenkowej.
Chemiluminescencję obserwowano w środowisku alkalicznym zawierającym luminol (5-amino-1,2,3,4-tetrahydro-1,4-ftalazynodion, hydrazydek 3-aminoftalowy, H2L). Został zarejestrowany przy użyciu zestawu chemiluminescencyjnego, w tym szklanego fotopowielacza próżniowego. Fotopowielacz zasilany jest z wysokonapięciowego prostownika (7) sprzężonego z blokiem (9) wzmacniającym sygnał fotopowielacza rejestrowany na monitorze komputera (5).
Ryż. 2. Rejestracja chemiluminescencji analizowanego produktu: 1 - pompa dozująca; 2 - komora światłoszczelna; 3 - lustro; 4 - kuweta; 5 - system komputerowy; 6 - fotopowielacz; 7 - prostownik wysokiego napięcia; 8 - urządzenie, które pozwala określić obszar widmowy promieniowania chemiluminescencyjnego; 9 - blok wzmacniający sygnał fotopowielacza
Do wprowadzenia analizowanej próbki do kuwety (4) zawierającej chemiluminescencyjny roztwór luminolu niezbędna jest pompa dozująca (1). Dozownik ten działa jak mieszadło do wstrzykiwanej próbki z roztworem chemiluminescencyjnym. W celu zwiększenia szybkości reakcji i intensywności chemiluminescencji do luminolu dodano roztwór żelazicyjanku potasu. Mieszanie odbywa się za pomocą pęcherzyków powietrza uzyskanych przez pompowanie powietrza przez płynny roztwór za pomocą pompy. Zwierciadło (3) umieszczone w komorze światłoszczelnej (2) służy do lepszego zbierania światła promieniowania chemiluminescencyjnego padającego na fotokatodę fotopowielacza (6) zamontowanego w komorze światłoszczelnej. Dozownik umożliwia wprowadzenie do kuwety żądanych składników cieczy bez konieczności otwierania komory światłoszczelnej (2) w trakcie trwania eksperymentów. W takim przypadku płyny te dostają się do kuwety (4) przez szklane lub plastikowe rurki. System komputerowy pozwala na rejestrację zależności natężenia luminescencji I od czasu t, czyli kinetyki chemiluminescencji:
System komputerowy odzwierciedla stałe narastania i opadania w funkcji I = f(t), które są sprzężone ze stałymi szybkości reakcji wywołujących chemiluminescencję, czyli z ich kinetyką. W komorze chemiluminescencyjnej znajduje się urządzenie (8), które umożliwia wyznaczenie obszaru widmowego promieniowania chemiluminescencyjnego, czyli zależności:
ja = f1(λ). (jedenaście)
Blok ten jest kasetą w postaci dysku, w której zamontowane są filtry brzegowe. Wymiana filtrów światła odbywa się poprzez obracanie kasety dysku wokół poziomej osi łączącej środki płaszczyzny filtrów światła i płaszczyzny fotokatody fotopowielacza.
Proces pomiaru przeprowadza się w następujący sposób:
1. Ustala się reakcję fotopowielacza na zmiany napięcia jego zasilania oraz na zmiany natężenia wzorcowego źródła światła padającego na jego katodę.
2. Kuwetę napełnia się roztworem luminolu w środowisku alkalicznym.
3. Dozownik jest napełniany analizowaną próbką.
4. Rejestruje się zależność intensywności chemiluminescencji od czasu t. Chemiluminescencję monitoruje się do czasu t1, w którym zmiana I1 od czasu t jest minimalna: I1 = f1(t).
5. Porcję analizowanego roztworu podaje się za pomocą dozownika.
6. Obserwuje się chemiluminescencję analizowanej próbki, której kinetyka wynosi I = f(t).
na ryc. Na rysunku 3 przedstawiono wykres zależności funkcji (I1 = f1(t)), sprzężony z wykresem (I = f(t)), po wprowadzeniu analizowanego rozwiązania.
Jak widać z rys. 3, intensywność chemiluminescencji luminolu zmienia się: po gwałtownym wzroście następuje gwałtowny spadek luminescencji po dodaniu analizowanej próbki.
Ponieważ wzmocnienie chemiluminescencji podczas utleniania luminolu wiąże się z powstawaniem nadtlenków, spadek intensywności chemiluminescencji po wprowadzeniu analizowanej próbki wskazuje na spadek ich liczby. Można zatem mówić o obecności aktywności antyoksydacyjnej w związkach wchodzących w skład analizowanej próbki.
Należy zaznaczyć, że jako badaną próbkę zastosowano ekstrakt z mniszka lekarskiego otrzymany metodą suchej destylacji niskotemperaturowej, który zawiera związki fenolowe znane ze swojej wysokiej aktywności przeciwutleniającej.
Ryż. Rys. 3. Wykres zależności funkcji (I1 = f1(t)), sprzężony z wykresem (I = f(t)), po wprowadzeniu analizowanego rozwiązania
Ponadto w trakcie eksperymentu stwierdzono, że za pomocą chemiluminescencji można określić ilość nadtlenków w układach superrozcieńczonych, co jest istotne dla oceny początku utleniania produktów np. podczas ich przechowywania.
Tym samym przeprowadzone badania wykazały, że metoda oznaczania nadtlenków w produktach, oparta na chemiluminescencji luminolu w środowisku alkalicznym, umożliwia ocenę aktywności przeciwutleniającej substancji spożywczych i może być wykorzystana do określenia właściwości przeciwutleniających różnych produktów spożywczych związki.
Recenzenci:
Litvinova E.V., doktor nauk technicznych, profesor Wydziału Technologii, Organizacji i Higieny Żywności, OrelGIET, Orel;
Kovaleva O.A., doktor nauk biologicznych, dyrektor INIT, FSBEI HPE „Oryol State Agrarian University”, Orel.
Praca została odebrana przez redakcję w dniu 08.11.2013 r.
Link bibliograficzny
Panichkin A.V., Bolshakova LS, Milentiev V.N., Sannikov DP, Kazmin VM. WYKORZYSTANIE CHEMILUMINESCENCJI DO OCENY WŁAŚCIWOŚCI PRZECIWUTLENIAJĄCYCH SKŁADNIKÓW ODŻYWCZYCH // Badania podstawowe. - 2013. - Nr 10-11. – S.2436-2439;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32810 (data dostępu: 17.12.2019). Zwracamy uwagę na czasopisma wydawane przez wydawnictwo „Akademia Historii Naturalnej”
