Çeşitli kromojen ligandlar varlığında fenolik antioksidanların demir(III) indirgeme kapasiteleri yoluyla toplam miktar tayini
Determination of total phenolic antioxidants by the way of their iron(III) reduction power in the presence of chromogenic ligands
Yazar: KADRİYE IŞIL BERKER
Danışman: PROF.DR. İZZET TOR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Antioksidanlar vücut hücreleri tarafından üretildiği gibi gıdalarla da alınan, insanınsağlıklı ve uzun yaşamasını sağlayan, bunun yanı sıra gıdaların raf ömrünü de uzatankimyasallardır. Aynı zamanda, `oksidatif gerilim' koşullarında aşırı miktardaki radikaloksijen türlerini söndüren ya da gideren moleküllerdir. Böylece organizma, oksidatifgerilimden kaynaklanan kalp ve damar hastalıkları, kanser ve Alzheimer başta olmaküzere bir çok hastalığa karşı bağışıklık kazanır.Mevcut pek çok çeşit antioksidan vardır. Meyve ve sebzelerde bolca bulunan C ve Evitaminleri ile polifenollerin(flavonoid ve fenolik asitler) antioksidan özelliğibilinmektedir. Fenolik antioksidanların toplam miktar tayini (gıda biliminde veteknolojisinde önemli olan antioksidan aktivite ölçümü) için halen literatürde var olanyöntemler arasında ? Demir(III) indirgeme antioksidan kapasitesi: Ferric ReducingAntioksidan Power, FRAP? yöntemi bulunmakta ve demir(III) ile birlikte kromojenligand olarak tripiridiltriazin kullanılmaktadır. Demir'in indirgenme reaksiyonuyardımıyla polifenollerin antioksidan kapasitesi ilk defa FRAP yöntemiyle tayinedilmiştir. Redüksiyon ürünü demir(II), tripiridiltriazin ile düşük pH'larda demir-tripiridiltriazin renkli kompleksini oluşturmaktadır. Bu yöntem ucuz ve hızlı olupreaktif kolaylıkla hazırlanır. Literatürde bir çok polifenol çalışılmıştır.Antioksidan kapasitesinin spektrofotometrik yöntemle tayini için bugüne kadar bir çokkromojen ligand kullanılarak analizler yapılmıştır. Bu reaktiflerden bazıları, laboratuarşartlarında kararlı olmayan radikallerden oluşmaktadır. Ancak demir(III)'ündemir(II)'ye indirgenme özelliğinden yararlanarak yapılan çalışmalarda farklı ligandlarkullanılarak karşılaştırmalı olarak yapılan ve şartların optimize edildiği analizlerliteratürde mevcut değildir. Bu çalışmada FRAP'a ilaveten siyanür(heksasiyanoferratşeklinde), 1,10 fenantrolin ve türevleri (örn: batofenantrolin) gibi çeşitli kromojenligandları kullanarak yöntemler geliştirilmiş ve var olan yöntemleri daha ileriyegötürecek çalışmalar yapılmıştır. Modifiye edilen yöntemlerin çalışma koşullarıincelenerek optimum şartlar sağlandı. Çalışılan yöntemlerde yapılan inkübasyonlarlareaksiyonların tamamlanması sağlanarak yöntemler modifiye edilmiştir. Ferrisiyanüryönteminde sodyum dodesil sülfat kullanımıyla oluşan çökmenin önünegeçilmiştir.Yöntemler yüksek duyarlılığa sahiptir. Örneğin kuersetin için 1,10-fenantrolin, batofenantrolin, orijinal FRAP, modifiye FRAP ve modifiye ferrisiyanüryöntemleriyle elde edilen molar absorptivite değerleri sırasıyla, 8.00 x 104 , 1.59 x 105,1.34 x 105, 1.99 x 105, 8.73 x 104 L mol-1 cm-1 dir. İncelenen antioksidan bileşiklerin buxiidemir(III)'li yöntemlerle molar absorptiviteleri, doğrusal konsantrasyon aralıkları veTEAC(troloks eşdeğer antioksidan kapasite) katsayıları bulunup, bu değerler kendiaralarında karşılaştırılarak reaktif seçimine ilişkin yararlı sonuçlara varılmıştır.Çalışılan her bir yöntem yeşil çay içinde troloks katkısı yapılarak, doğal ortamlarataşınmıştır. Troloksun tek başına ve yeşil çay içindeki kalibrasyon doğrularınınparalelliğinden hareketle, karmaşık ortamlardaki antioksidanlarla troloks arasındauygulanan yöntemler açısından Beer Kanunu'ndan kimyasal sapmalara yol açacaknitelikte bir etkileşim olmadığı gösterilmiştir.

Abstract:
Antioxidants are useful substances, either uptaken through diet or synthesized withinthe cells, that help humans live a long and healty life, and extend the shelf-life offoodstuffs. Antioxidant molecules remove or extinguish excessive reactive species suchas oxygen or nitrogen radicals under `oxidative stress? conditions. Thus the immunesystem of the organism is strengthened to combat coronary heart disease, Alzheimer,and cancer.Among the primary dietary antioxidants, vitamins (like vitamins C and E: ascorbic acidand Î±-tocopherol) and polyphenols(flavonoids and phenolic acids) are abundant infruits and vegetables. Among the total antioxidant capacity assays used in food scienceand technology, the ferric reducing antioxidant power (FRAP) method is an importantone using a reagent composed of Fe(III) and tripyridyltriazine (TPTZ). Antioxidantcapacity is measured as ferric ion reducing capacity, and the chromogenic ligand TPTZforms a colored complex with the reduction product, Fe(II), in acidic solution. Thereagent is cheap and the method is both rapid and easily standardized. Many reportshave appeared in the literature using this method for polyphenol assay.In spectrophotometric antioxidant capacity assays, many chromogenic ligands havebeen used up till now. Some of these reagents comprise unstable radicals underlaboratory conditions. On the other hand, antioxidant assays using other chromogenicligands for Fe(III) do not exist in the literature, and iron(III)-based methods have notbeen classified, modified, and integrated among themselves. This work has focused onthe total antioxidant capacity assay of ascorbic acid, flavonoids, and phenolic acids-individually or in mixtures-using the reagent of Fe(III)-TPTZ, Fe3+ + [Fe(CN)6]3-,Fe(III)-o- phenantroline, and Fe(III)-bathophenantroline. In these comparative assays,existing methods were modified and improved so as to measure antioxidant capacity.Various modifications have been made on the conventional methods (such as elevatedtemperature incubation) in order to drive the chromogenic redox reactions tocompletion. The disadvantage of precipitate formation in the ferricyanide method wasovercome by the use of sodium dodecyl sulfate(Na-SDS). The developed methods had ahigh sensitivity for antioxidants, e.g., for quercetin, the molar absorptivities achieved bythe use of 1,10- phenanthroline, bathophenanthroline, original FRAP, modified FRAP,and modified ferricyanide methods were 8.00 x 104 , 1.59 x 105, 1.34 x 105, 1.99 x 105,and 8.73 x 104 L mol-1 cm-1, respectively. The molar absorptivity, linear concentrationrange and TEAC (trolox equivalent antioxidant capacity) values of the studiedantioxidants were found using these Fe(III)-based assays. These values were comparedamong themselves to yield useful results for reagent selection.Each assay was used in real sample solutions by using the method of standard (trolox)additions in green tea infusions. Synthetic solutions of antioxidant mixtures gavetheoretically expected results. The calibration curves (lines) of trolox individually and intea infusions were paralel, confirming that the tea antioxidants and troloks(as thereference compound) did not chemically interact among each other so as to causeapparent deviations from Beer?s law using the developed Fe(III)-based method.