ЭлБиб

16 / 90

14 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 3/2007
CРЕДСТВА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
ТЕМА НОМЕРА
Исследование антиоксидантной
активности биокомпозиций
на основе пробиотиков
В результате различных метаболи#
ческих процессов в организме челове#
ка непрерывно образуются активные
формы кислорода и свободные ради#
калы. В ходе эволюции в нашем орга#
низме была создана антиоксидантная
система, защищающая его от свобод#
ных радикалов. Эту систему образуют
ферменты, витамины, металлы и т. д.
Они ингибируют процесс свободнора#
дикального окисления органических
веществ в клетках. Для современного
человека чрезвычайно важно исполь#
зование в своем рационе веществ с ан#
тиоксидантными свойствами в виде
продуктов питания, БАД с антиокисли#
тельной направленностью, соответ#
ствующих витаминов.
Для нормализации работы организ#
ма в профилактических и терапевти#
ческих целях, в частности атеросклеро#
за, используют различные биопрепара#
ты, относящиеся к классу БАД к пище
[1, 2].
В работе были исследованы анти#
оксидантные свойства разработанных
биологически активных композиций
на основе пробиотиков. Для этого ис#
пользовали метод катодной вольтам#
перометрии, основанный на процессе
электровосстановления кислорода
(ЭВ О2).
В его основе лежит модельная реак#
ция ЭВ О2, протекающая на электроде
по механизму, аналогичному восста#
новлению кислорода в клетках и тканях
организма человека:
О2 + е =О2
. _, (1)
О2
. _+ Н+ = НО2
. , (2)
НО2
. + Н+ + е = Н2О 2 , (3)
Н2О 2 + 2Н+ + 2е = 2Н2О. (4)
Генерация активных кислородных
радикалов происходит на поверхности
электрода, на котором они вступают в
реакцию взаимодействия с антиокси#
дантами. Это выражается в уменьше#
нии тока электровосстановления кис#
лорода и сдвиге потенциала в положи#
тельную или отрицательную область в
зависимости от механизма протекаю#
щей реакции. Теоретические законо#
мерности данных процессов и меха#
низмы их протекания представлены в
работах [3, 4, 5].
Методика эксперимента состояла в
получении вольтамперограмм катод#
ного восстановления кислорода с по#
мощью вольтамперометрического ана#
лизатора марки «АОА» фирмы «Поли#
ант». Электрохимическая ячейка при#
бора представляет собой стеклянный
стаканчик с раствором фонового элект#
ролита, индикаторного ртутно#пленоч#
ного электрода, электрода сравнения и
вспомогательного хлорид#серебряного
электрода. В качестве фонового элект#
ролита был выбран фосфатный буфер
с рН 6,86. Перемешивание раствора
осуществляли с помощью магнитной
мешалки.
В данном методе предполагается,
что антиоксиданты, имеющие восста#
новительную природу, реагируют с
кислородом и его активными радика#
лами на поверхности индикаторного
электрода. Это приводит к уменьше#
нию величины катодного тока электро#
восстановления кислорода на ртутно#
пленочном электроде в области потен#
циалов от 0 до –1 В.
Как было установлено ранее, вели#
чина рН среды биокомпозиций изме#
няется во времени с момента их изго#
товления. Поэтому в работе была ис#
следована зависимость изменения ан#
тиоксидантной активности от рН сре#
ды анализируемых образцов. Величи#
ну рН создавали растворами Н 2SO 4 и
NаОН соответственно, а ее контроль
проводили с помощью стандартного
рН#метра марки М#150. Исходное зна#
чение рН для биокомпозиции № 1 со#
ставляло 3,69 и биокомпозиции № 2
равно 4,24.
Была изучена зависимость относи#
тельного изменения тока электровос#
становления кислорода от времени
протекания процесса в присутствии ис#
следуемых биокомпозиций при разных
значениях рН в интервале от 2,8 до 9,7.
Антиоксидантную активность анали#
зируемых биокомпозиций оценивали
по двум критериям: К и IС50 %.
Кинетический критерий К показы#
вает количество прореагировавших
кислородных радикалов с исследуе#
мой биокомпозицией за 1 мин, т. е.
эффективность взаимодействия об#
разца с кислородными радикалами.
Он имеет размерность, соответствую#
щую мкмоль/дм3•мин, и определяется
по формуле
К = С О
2
/(1–Ii/Iнач.), (5)
где С О
2
– концентрация кислорода в
исходном растворе в отсутствие образ#
ца, мкмоль/дм 3; Iнач. – значение пре#
дельного тока ЭВ О2 в отсутствие об#
разца в растворе, мкА; I i – текущее зна#
чение тока ЭВ О2 в присутствии образ#
ца в растворе, мкА; Т – время протека#
ния процесса, мин.
Из уравнения (5) следует, что чем
больше значение кинетического крите#
рия, тем выше антиоксидантная актив#
ность анализируемого образца.
Также был рассмотрен и критерий
IC50 %, который представляет величину
50%#ного ингибирования модельного
сигнала электровосстановления кис#
лорода в присутствии исследуемых
биокомпозиций (размерность: см 3 об#
разца/дм 3 раствора). При этом следу#
ет отметить, что чем меньше концент#
рация, необходимая для подавления
50%#ного тока электровосстановления
кислорода, тем более высокой антиок#
сидантной активностью обладает ана#
лизируемое вещество.
В табл. 1 приведены значения кине#
тического критерия для биокомпози#
ций № 1 и № 2 в зависимости от вели#
чины рН среды.
Как видно из табл. 1, в исследован#
ном интервале рН наиболее высокой
антиоксидантной активностью облада#
ет биокомпозиция № 1 при рН 5,17, в то
время как образец № 2 проявляет свои
максимальные антиоксидантные свой#
ства при рН 5,78.
В табл. 2 представлены значения
критерия IС50 % для анализируемых
биокомпозиций в интервале рН 2,8–
9,7.
Полученные данные согласуются с
величиной кинетического критерия.
Графическая зависимость величины
кинетического критерия К и критерия
IС50 % от рН среды анализируемых био#
композиций показывает, что оба кри#
Л.В. Драчева
Международная академия информатизации
Е.И. Короткова, А.Н. Лукина
Томский политехнический университет
Таблица 1
Зависимость кинетического критерия К от величины
рН среды для биокомпозиций № 1 и № 2
#авзаН
еин
,KяиретиркогоксечитеникеинечанЗ
мд/ьломкм3 ним•
#оиБ
#опмок
яициз
Нр
60,3
Нр
96,3
71,5Нр 92,7НрНр
76,8
522,0 032,0 953,0 342,0 502,0
#оиБ
#опмок
яициз
18,2НрНр
42,4
87,5НрНр
34,8
27,9Нр
661,0 481,0 842,0 970,0 651,0
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека