Радиационно-химические превращения антоцианов в водно-органических системах

ны железа в процессе комплесообразования блокируют центры которые отвечают за антирадикальную активность. Косвенным доказательством этого является тот факт, что (как это следует из спектров приведенных на рис. 4) при добавлении ионов железа к раствору антоцианов после облучения не происходит образование комплекса.

УДК 541.15

Н.Е. Дрожко, А.А. Фенин, А.А. Ревина

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АНТОЦИАНОВ В ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Investigated radiation-chemistry transformations anthocyanins in water-organic solutions. Influence of a parity water-spirit and numbers solubilization on antiradical activity is shown.

Исследованы радиационно-химические превращения антоцианов в водно-органических растворах. Показано влияние соотношения вода-спирт и числа солюбилизации на антирадикальную активность антоцианов.

Интерес к флавоноидам и их производным в последние десятилетия возрос. В особенности при рассмотрении их в качестве антиоксидантов и радиопротекторов.

В настоящее время производится много различных лекарственных препаратов и БАДов, в состав которых входят антиоксиданты. Флаваноиды и их производные проявляют противоопухолевую, противоспалительную, антиаллергическую активность, а также проявляют довольно высокую биологическую активность, в том числе антикоа-гулирующую, спазмолитическую и другие свойства. Флавоноиды использовались в качестве лекарственных средств при лечении раковых заболеваний.

Известно, что под действием стрессовых факторов образуются свободные радикалы, которые могут вызывать повреждения функционально-важных молекул. Способность антиоксидантов взаимодействовать со свободными радикалами и превращать их в неактивные продукты может уменьшить характер повреждения, выступая в роли защитного агента. В живом организме действует физико-химическая регуляторная система, которая поддерживает необходимый уровень свободнорадикальных реакций, регулирует обмен мембранных липидов и скорость расходования антиоксидантов. Если уровень антиоксидантов повышается, то процессы окисления в клеточных мембранах замедляются.

Радиация и другие повреждающие факторы могут вызвать сбой в этой хорошо отлаженной системе регуляции. Например, при лучевой болезни происходит разрыв связи между процессом окисления и окисляемостью липидов, что не позволяет системе вернуться к норме. Введение больным на этой стадии антиоксидантов устраняет нарушения в клеточной мембране липидов.

Известно, что большая часть пищевых и лекарственных препаратов выпускается на основе водно-спиртовых растворов, по этой причине объектом исследований в данной работе стало моделирование процессов, которые могут происходить в данных системах под действием внешних факторов, а именно при действии малых доз ионизирующего излучения.

Живой организм - это коллоидная система. Поэтому следующим этапом исследований были обратномицеллярные системы. В организме существует множество реакций, сопровождающих образованием радикалов (активные формы кислорода: O2,

НО*, ОН , Н2О2). Свободнорадикальное окисление вызывает ряд нарушений в жизнедеятельности живых организмов. Проведение экспериментов в мицеллярных системах позволяет моделировать процессы, происходящие в биологических клетках.

В данной работе методом радиационно-химического моделирования исследованы антиоксидантные свойства антоцианов. Изучено влияние доли этилового спирта и числа солюбилизации ю=[Н20]/[АОТ] на радиационно-химические превращения антоцианов. Исследованы радиационно-химические превращения антоцианов в водно-спиртовых растворах в аэробных и анаэробных условиях.

Методика эксперимента. Получение антоциансодержащих экстрактов. Для получения экстрактов 5 грамм сухих чашелистиков суданской розы заливались водно-спиртовым раствором и выдерживались в течение часа при комнатной температуре, после чего раствор фильтровали и проводили его облучение на установке РХМ-у-20 РХТУ им. Д.И. Менделеева с источником ионизирующих излучений Со60.

500 600

длина волны ,нм

длина волны, нм

Рис. 1. Спектры исходных растворов при различных соотношениях вода-спирт: 1 - 1:1; 2 - 1:9; 3 - 1:8; 4 - 1:7; 5 - 1:6.

Рис. 2. Спектры оптического поглощения растворов экстракта, содержащего 90% спирта облученных дозой: 1 - 0 Гр; 2 -380 Гр; 3 - 760 Гр ; 4 - 1130 кГр; 5 - 1510 кГр

Выделение антоцианов из цветков суданской розы. Согласно литературным данным антоцианы из цветков суданской розы представлены 3-О-самбубиозидами дель-финидина и цианидина З-О-рП-О-глюкониранозидами дельфинидина и цианидина. Сухие листья замачивали в этиловом спирте в течение суток. Полученный экстракт фильтровали и упаривали на роторном испарителе при 20°С до получения полутвердого продукта. Очистка антоцианов от примесей основана на образовании оксониевых солей растворимых в спирте и осаждаемых избытком эфира. Полученное красящее вещество растворяли в спирте содержащим 1объ.% концентрированной соляной кислоты, после чего добавлялся двукратный объем диэтилового эфира. Осадок хлоридов антоцианов отделяли центрифугированием и проводили их трехкратную очистку путём растворения в спирте, содержащем кислоту, и последующим осаждением эфиром. ВЭЖХ, полученных таким образом антоцианов, не выявила в полученном образце веществ, не обладающих характерным для антоцианов поглощением света с длинной волны ~550нм. Полученные антоцианы растворяли в спирте до концентрации 1мг/мл раствора.

Насыщение образцов гелием и закисью азота проводили путем пропускания соответствующих газов через раствор в герметичных ампулах. Анализ изменений происходящих при облучении проводили по спектрам оптического поглощения в области от 2000 до 1000нм, которые снимались на спектрофотометре СФ-2000 в кварцевых кюветах с длинной оптического пути 1мм.

»

,4

,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

0,2

0

200

300

400

700

800

0

200

300

400

500

600

700

800

Результаты экспериментов. Радиолиз экстрактов. Для исследования влияния соотношения вода-спирт на радиационно-химические превращения антоцианов была проведена экстракция антоцианов 96% этиловым спиртом по выше указанной методике. После этого полученный экстракт разбавлялся в 10 раз водно-спиртовой смесью с различным соотношением вода-спирт. После чего проводили облучение.

Изменение спектров поглощения при облучении различными дозами приведено на рис. 2. для соотношения вода-спирт 1:9 Основные изменения в спектре поглощения происходят в области 550 нм, которая, как было написано выше, относится к антоциа-нам. По спектрам видно, что происходит их разрушение, характеризующиеся обесцвечиванием (уменьшением оптической плотности). Изменение оптической плотности в зависимости от поглощенной дозы приведены на рис.3.

0,45 0,4 0,35 0,3 0,25

]

0,2 0,15 0,1 0,05

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

поголощенная доза,Гр

Рис. 3. Изменение оптической плотности экстракта в зависимости от поглощенной дозы в системе с различной долей спирта: 1 - 100%;2 -90% ; 3 - 80% ; 4 - 70%; 5 - 60% ; 6 - 50%.

600 800 1000 поглощенная доза, Гр

Рис. 4. Изменение оптической плотности от поглощенной дозы для экстрактов с различной концентрацией спирта: 1 - 30%; 2 - 40%; 3 -50%; 4 - 60%; 5 - 70%; 6 - 80%

Как следует из полученных данных, разложение антоцианов практически линейно зависит от поглощенной дозы и выход разложения не зависит от соотношения вода-спирт.

Для исследования влияния соэкстрагируемых веществ на радиационно-химические превращения антоцианов была проведена экстракция антоцианов водно-спиртовыми растворами с различным соотношением вода-спирт по выше указанной методике. При этом предполагается что будет изменятся экстрагируемость и соответственно и концентрация кислот, сахаров присутствующих в экстракте.

Как видно из полученных результатов представленных на рис. 4. максимальный выход разложения наблюдается у экстракта с содержанием спирта 60%, таким образом можно предполагать, что именно при экстракции этим составом будет проявляться его максимальная антиоксидантная активность.

Радиолиз чистых антоцианов. Спектры антоцианов для различных соотношений вода-спирт представлены на рис 5. Типичное изменение спектров поглощения в результате облучения представлены на примере раствора антоцианов с концентрацией спирта 50% рис.6.

Как видно из рисунка 7 выход разложения увеличивается с увеличением доли спирта в растворе это позволяет предположить что обесцвечивание происходит за счет взаимодействия с гидроксиалкильным радикалом. Для подтверждения возможности этой реакции было проведено облучение растворов насыщенных гелием и закисью азота. В первом случае радикальными продуктами радиолиза являются сольватированный

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

200

400

1200

1400

600

электрон и гидроксиалкильныи радикал, во втором сольватированныи электрон, взаимодействуя с закисью азота, переходит в гидроксильный радикал, который в свою очередь, взаимодействуя со спиртом, даёт гидроксиалкильный радикал. Выходы разложения оказались близкими по значению, что подтверждает возможность взаимодействия антоцианов с гидроксиалкильным радикалом.

1,6 1,4 1,2 1

о 0,8 0,6 0,4 0,2 0

220 Рис.

420 520

длина волны,нм

5. Спектры оптического поглощения растворов антоцианов с различными концентрациями спирта в воде: 1 - 10%; 2 - 30%; 3 - 50%; 4 - 70%.

2 6

500 600

длина волны,нм

Рис. 6. Спектры оптического поглощения растворов экстракта, содержащего 50% спирта облученных дозой: 1 - 0Гр; 2 - 189Гр; 3 -379Гр ; 4 - 576Гр; 5 - 756Гр

40 50 доля спирта,%

200

300

400 500

длина волны,нм

600

700

800

Рис 7. Зависимость выхода обесцвечивания от доли спирта в растворе.

Рис.8. Изменение спектров оптического поглощения для раствора с концентрацией 30% при пост эффекте: 1 - исходный раствор; 2 -исходный раствор простоявший сутки; 3 - облученный 1 час; 4 - облученный 1 час и после этого простоявший сутки.

1,6

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

200

300

400

700

800

320

620

720

14

12

10

4

10

20

30

60

70

80

90

Для изучения влияния пострадиационных процессов были измерены спектры оптического поглощения облученных и необлученных растворов спустя сутки. Изменение спектров оптического поглощения для раствора с концентрацией спирта 30% приведено на рис. 8.

Как видно из рисунка 8 при хранении происходит увеличение оптической плотности при 200нм как в облученном, так и в необлученном растворе, кроме того, при

хранении облученного раствора происходит смещение полосы максимума поглощения антоциановой пигментации в коротковолновую область спектра. Этот факт может быть объяснен протеканием окислительных процессов в кольце B с образованием хинонов.

30 -

25 -

20 -

8 15 -

5 -

о -, , , , , , , , ,

О 1 2345678

Рис. 9. Зависимость РХВ обесцвечивания для длин волн 262 и 530 нм от числа солюбилизации

На рисунке 9 представлена зависимость РХВ обесцвечивания для длин волн 262 и 530нм от числа солюбилизации. Из полученных данных видно, что структура организации среды оказывает существенное влияние на активность антоцианов.

УДК 546.57:541.15

Д.Э. Ионов*, А.А. Ревина**, В.И. Ермаков*

*Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия **Институт электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКА НА ЭЛЕКТРОННЫЕ СПЕКТРЫ ОБРАТНОМИЦЕЛЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ ГЕКСАН/АОТ/ВОДА

Geksane/AOT/water reverse micellar system optical spectra in the range of 220-320 nm has been obtained and compared with one for the system proceeded by ultrasound. The effect of ultrasound causes in general increase of system optical density. In hydration ratio ю=4 the effect of ultrasound does not changes spectrum of the system. Hydration ratio ю=3 characterized by extrema of calculated values of absorption line maximum position, half-width and optical density for non-proceeded systems. No such extrema has been obtained for systems proceeded by ultrasound.

Получены оптические спектры в диапазоне 220-320 нм обратномицеллярной системы гек-сан/АОТ/вода, которые сопоставлены с спектрами той же системы, обработанной ультразвуком. Воздействие ультразвука в общем приводит к возрастанию оптической плотности системы. При степени гидратации ю=4 воздействие ультразвука не приводит к изменению спектра системы. Значение степени гидратации ю=3 характеризуется экстремумами значений рассчитанных положения максимума, полуширины и оптической плотности линии поглощения необработанных систем. Для обработанных ультразвуком систем подобных экстремумов не наблюдается.

Введение. Обратномицеллярные системы на основе AOT представляют интерес с точки зрения препаративной нанохимии, поскольку позволяют проводить синтез нано-частиц с заданными параметрами, а также осуществлять реакции, протекающие в обратных мицеллах как микрореакторах. В связи с важностью данной проблемы, представляет интерес изучение физико-химических свойств данных систем.

Методика эксперимента. Исследованию подвергались системы гек-сан/АОТ/вода. Степень гидратации составляла ю = 0, 2, 3, 4, 5, 6, 8. Концентрация АОТ в растворах равна 0,15 М. Спектры поглощения в диапазоне 220-320 нм (ближний УФ) были получены на спектрометре СФ-2000. Измерения проводились в кварцевых кюветах толщиной (1±0,02) мм. Ультразвуковая обработка осуществлялась в ультразвуко-