Электрохимические и люминесцентные свойства растворов флавоноидов и взаимодействие с металлами
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
УДК 574.814.5
Электрохимические и люминесцентные свойства растворов флавоноидов и взаимодействие с металлами
Д-р хим. наук Макашев Ю.А., Кондратьева Н.Е., Тарковская М.В.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Д-р хим. наук Кондратьев В.В
Санкт-Петербургский государственный университет 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9.
jm5496414@gmail.com
Флавоноиды (полиоксифенолы) интересны своими лечебными и антиоксидантными свойствами, широко распространены в растительных и некоторых животных продуктах и могут служить аналитическими «маячками» при оценке состояния биообъектов[1, 2]. Сведения о физико-химических и аналитических свойствах флавоноидов необходимы для идентификации и сертификации продуктов питания. Настоящее исследование позволило установить стандартные методики анализа и увеличить чувствительность определения флавоноидов в пищевых продуктах. Ключевые слова: флавоноиды, электрохимия и люминесценция, анализ, пищевые продукты.
Electrochemical and luminescent properties of the solutions of flavonoids and interaction with the metals
D. Sc. Makashev Ju.A., Kondrat'eva N.E., Tarkovskaja M.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
D. Sc. Kondratyev V.V.
St. Petersburg state university
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
199034, St. Petersburg, University Emb.,7-9. jm5496414@gmail.com
Flavonoids (polyoxyphenols) are interesting by its therapeutic and antioxidant properties, are widespread in plant and some animal products and can serve as analytical “beacons” during the estimation of the state of biological objects. The results of this work and information about the electrochemical, luminescent and analytical properties of flavonoids is necessary for identification and certification of food products. The present investigation will make it possible to establish the standard procedures of analysis and to increase the sensitivity of the determination of native and contaminant substances The keywords: flavonoids, electrochemistry and luminescence, analysis, foodstuffs.
В настоящей работе получены электрохимические, люминесцентные и структурные характеристики флавоноидов близкого строения:, кверцетина, морина и рутина (витамин Р). [2,3], а также катехола. Катехол (о-дигидроксифенол) как целая группа В входит в состав кверцетина и рутина (рис.1).
Кверцетин R = H (1), рутин R = рутиноза (2) Кверцетин (1)
8 HO 7
6 5
OH
OH 3" OH
2" 4"
O2
3 4O O
5" 6"
РУТИН (витамин Р) R
R -- радикал рутиноза
HO HO O
OH
АС
В
OH OH O Морин
Морин (3)
Катехол (4)
Рис1. Химические формы кверцетина (1), рутина (2), морина (3) и катехола (4),
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Исследуемые флавоноиды имеет одинаковую скелетную структуру, содержат 3 бензольных кольца А,С,В, но отличаются заместителями.
В электрохимическом исследовании с помощью метода циклической вольтамперометрии (ЦВА) ипользованы химически модифицированные стеклоуглеродные электроды и определены возможности их применения для измерений электрохимических свойств и идентификации флавоноидов в пищевой среде.
Для измерений потенциалов окислительно-восстановительных реакций с участием флавоноидов и для идентификации биоактивных компонентов в пищевой среде были разработаны простые стеклоуглеродные электроды (СУ), стеклоуглеродные электроды с покрытием синтезированной пленкой поли-3,4-этилен-диокситиофен(СУ-PEDOT), а также электроды с покрытием СУ-PEDOT с осажденными наночастицами золота (СУPEDOT-Au). Проведены измерения свойств объектов методами циклической вольамперометрии (ЦВА, спектрофотометрии (СФ 16) и люминесценции ( СФ 16 с люминесцентной ультрафиолетовой приставкой).
I, A
0,00008 0,00006 0,00004
1 - CУ-Pedot 2 - СУ-Pedot-Au 3 - СУ 4 - СУ-Au 5 - фон
1 2
3
0,00002
4
0,00000
5
-0,00002
-0,00004
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
E, B
Рис.2. Выбор оптимального электрода для исследований. Выбор оптимального электрода для последующего применения был основан на сравнении ЦВА катехола и рутина, полученных на разных электродах. Из данных, которые представлены на рис.2 и 3. можно видеть (рис.2), что наиболее ярко выраженный пик, больший по токам, наблюдается с использованием электрода СУ –
PEDOT.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Рис.3. Поиск оптимального электрода по активному покрытию
Сравнение электрохимической активности электродов 1 2– СУ без Au и СУ с осажденными наночастицами золота показывает, что особенного влияния на вид ЦВА осаждение наночастиц золота не даѐт. Этот результат показывает, что электродная реакция окисления проходит непосредственно на поверхности стеклоуглерода.
Также наиболее прямую зависимость потенциала от концентрации показывает СУ(1) – элекрод. (Рис.4)
2)enter text here
1) 2)
0,48 0,48
Ep,к- а , B Ep,к- а , B
0,40 0.24
0,32
0,24
0,16
0,08
0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
C,мM
0,40 0,24
0,32
0,24
0,16
0,08
0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
C,мM
Рис.4. Зависимость потенциала окисления – 1 и восстановления – 2 от концентрации реагента.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Рис.5.Экспериментальные кривые ЦВА катехола и концентрационные зависимоститока анодного пика и потенциала пика.
Результаты измерений ЦВА для остальных объектов помещены в таблицу.
Таблица.Основные параметры ЦВА для флавоноидов.
В таблице суммированы результаты измерений для всех исследованных флавоноидов и некоторые литературные данные. Приведены средние величины, диапазон рН 4,0-6,8, Концентрации ( 0,5 – 5,0).10-4М, растворитель 40% по этанолу.
Рис.5 демонстрирует измерения ЦВА и обработку. Представлены ЦВА катехола на СУ-PEDOT (время синтеза 100 с) в фосфатном буфере, с увеличением концентрации добавок растет анодный пик окисления катехола, наблюдаемый при 0,30 В, катодный ток наблюдается при 0,17 В. Были получены зависимости тока (I) от С (линейна в выбранном диапазоне концентраций) и разность потенциалов от С, которая позволяет судить об обратимости электродных процессов Подобные измерения проведены для всех образцов.
Помимо измерений ЦВА мы применили также метод люминесценции и испытали его на пищевой среде. Люминесценция в данном применении обладает меньшей
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
избирательностью, но достаточно высокой чувствительностью и простотой Этот метод хорошо зарекомендовал себя при экспресс-контроле качества пищевых продуктов: картофеля, мяса, рыбы и др. в процессе их хранения при различных температурных режимах.
В данной работе: определены спектральные свойства и люминесценция экстрактов растительных продуктов (морковь, томаты, огурцы, луковая шелуха, березовый сок, брусника, свекла) и исследована возможность активации люминесценции пищевых веществ с помощью солей металлов.
Способность к люминесценции проявляют многие органические соединения (в особенности фенольные): бензол, нафталин и их производные; биологически активные вещества (витамины, антибиотики, гормоны, пигменты). Также люминесценцией обладают морин, кверцетин и рутин, люминесцирующие элементы которых входят в состав многих растительных продуктов. На примере квецетина и морина мы убедились, что алюминий (Ш) вызывает усиление люминесценции из-за образования с ним комплексного соединения.
Представляет большой интерес исследование люминесценции соков различных ягод и плодов, возможность активации металлами-комплексообразователями для практического использования в анализе пищевых продуктов.
На рис.6 приведено измерение люминесценции экстрактов луковой шелухи.Из графика видно, что пики люминесценции находятся в диапазоне волн 450-550 нм, аналогично люминесценции флаванолов с алюминием). Излучение вызвано значительным содержанием рутина в луковой шелухе, вещества, родственного кверцетину и морину.
мкА 1,2, 3
.
300
400
500 600
700
Длина волны, нм
Рис.6. Люминесценция экстрактов луковой шелухи разной концентрации.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
1 —♦— Чистый экстракт луковой шелухи (кварц. кювета) 2 _•_ Экстракт пук. шелухи (разб. 1:10 40% этиловым спиртом) 3 _*_ Экстракт лук. шелухи (разб. 1:100 40% этиловым спиртом)
мкА
№3, 2013
300 400
нм 500 600 700
Рис.7. Люминесценция растворов морина, в присутствии ионов металлов Al(III), Zn(II), Cd(II) Cr(III), Mn(II), Cu(II0, Fe(III).
На графике рис.7 показана люминесценция морина в присутствии солей тяжелых металлов при избытоке солей в 2,5 раза). Наблюдается несколько пиков: самый большой при 380 и слабые при 500 нм находятся в области излучения флавонолов (кверцетин, морин, рутин), из чего мы можем сделать предположение о природе компонентов в исследуемых веществах.
Люминесценция кверцетина и морина в смеси с солями тяжелых металлов показала, что более тяжелые металлы, чем алюминий уменьшают интенсивность излучения по ряду: Zn>Cd>Cr>Mn>Cu>Fe>>Al Важно отметить, что наиболее активные комплексообразователи – переходные металлы – полностью уничтожают флюоресценцию. Al, наоборот, увеличивает интенсивность излучения. В связи с таким эффектом становится понятным обнаруженное методом ЦВА очень слабое влияние Al на окислительный потенциал флавоноидов. Разница в потенциалах окисления составляет всего 0,1 В.
Al, вероятно, стабилизирует электронную систему, но облегчает при этом π – π* – электронные переходы, ответственные за люминесцентное излучение [5]. Если так, то химическая связь алюминий – флаванол принципиально отличается от таковой для переходных металлов хелатного типа и имеет признаки ионной связи [5-7].
Качественное определение люминесценции экстрактов растительных
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
продуктов показало, что люминесценция большинства изученных экстрактов (морковь, томаты, огурцы, брусника, свекла, укроп, клюква) очень мала. Содержание в них флаванолов было известно только для брусники и клюквы. Однако, исключением является экстракт луковой шелухи и берѐзовый сок, которые люминесцируют гораздо сильнее, чем остальные экстракты. Это обусловлено наличием в них веществ, родственных морину. Черная и красная смородина дают довольно интенсивное свечение, но в более коротковолновой (синей) области спектра, близкой к ультрофиолету. Предполагаем в дальнейшем более детальное изучение природных компонентов пищевых продуктов.
В работ е принимали участие студенты факультета технологии пищевых продуктов Сизова Е.В., Чернушкина К.А. и Плотникова А.С.
Выводы.
1. Разработаны методики приготовления электродов для проведения анализа и электрохимического исследования методом циклической вольтамперометрии биоактивных веществ. Электроды испытаны в анализе флавоноидов. Лучшим определѐн электрод СУс плѐночным покарытием – СУ-PEDOT.
2. Проведены электрохимические измерения и определѐн порядок антиоксидантных свойств для флавоноидов и катехола, составляющего кольцо В.
3. Были получены данные о Ер,а, Ер,к, зависимости от концентрации, открывающие возможность аналитического применения. По величине Ер,а получен ряд:
rut>qct>cth>mor
№3, 2013
УДК 574.814.5
Электрохимические и люминесцентные свойства растворов флавоноидов и взаимодействие с металлами
Д-р хим. наук Макашев Ю.А., Кондратьева Н.Е., Тарковская М.В.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Д-р хим. наук Кондратьев В.В
Санкт-Петербургский государственный университет 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9.
jm5496414@gmail.com
Флавоноиды (полиоксифенолы) интересны своими лечебными и антиоксидантными свойствами, широко распространены в растительных и некоторых животных продуктах и могут служить аналитическими «маячками» при оценке состояния биообъектов[1, 2]. Сведения о физико-химических и аналитических свойствах флавоноидов необходимы для идентификации и сертификации продуктов питания. Настоящее исследование позволило установить стандартные методики анализа и увеличить чувствительность определения флавоноидов в пищевых продуктах. Ключевые слова: флавоноиды, электрохимия и люминесценция, анализ, пищевые продукты.
Electrochemical and luminescent properties of the solutions of flavonoids and interaction with the metals
D. Sc. Makashev Ju.A., Kondrat'eva N.E., Tarkovskaja M.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
D. Sc. Kondratyev V.V.
St. Petersburg state university
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
199034, St. Petersburg, University Emb.,7-9. jm5496414@gmail.com
Flavonoids (polyoxyphenols) are interesting by its therapeutic and antioxidant properties, are widespread in plant and some animal products and can serve as analytical “beacons” during the estimation of the state of biological objects. The results of this work and information about the electrochemical, luminescent and analytical properties of flavonoids is necessary for identification and certification of food products. The present investigation will make it possible to establish the standard procedures of analysis and to increase the sensitivity of the determination of native and contaminant substances The keywords: flavonoids, electrochemistry and luminescence, analysis, foodstuffs.
В настоящей работе получены электрохимические, люминесцентные и структурные характеристики флавоноидов близкого строения:, кверцетина, морина и рутина (витамин Р). [2,3], а также катехола. Катехол (о-дигидроксифенол) как целая группа В входит в состав кверцетина и рутина (рис.1).
Кверцетин R = H (1), рутин R = рутиноза (2) Кверцетин (1)
8 HO 7
6 5
OH
OH 3" OH
2" 4"
O2
3 4O O
5" 6"
РУТИН (витамин Р) R
R -- радикал рутиноза
HO HO O
OH
АС
В
OH OH O Морин
Морин (3)
Катехол (4)
Рис1. Химические формы кверцетина (1), рутина (2), морина (3) и катехола (4),
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Исследуемые флавоноиды имеет одинаковую скелетную структуру, содержат 3 бензольных кольца А,С,В, но отличаются заместителями.
В электрохимическом исследовании с помощью метода циклической вольтамперометрии (ЦВА) ипользованы химически модифицированные стеклоуглеродные электроды и определены возможности их применения для измерений электрохимических свойств и идентификации флавоноидов в пищевой среде.
Для измерений потенциалов окислительно-восстановительных реакций с участием флавоноидов и для идентификации биоактивных компонентов в пищевой среде были разработаны простые стеклоуглеродные электроды (СУ), стеклоуглеродные электроды с покрытием синтезированной пленкой поли-3,4-этилен-диокситиофен(СУ-PEDOT), а также электроды с покрытием СУ-PEDOT с осажденными наночастицами золота (СУPEDOT-Au). Проведены измерения свойств объектов методами циклической вольамперометрии (ЦВА, спектрофотометрии (СФ 16) и люминесценции ( СФ 16 с люминесцентной ультрафиолетовой приставкой).
I, A
0,00008 0,00006 0,00004
1 - CУ-Pedot 2 - СУ-Pedot-Au 3 - СУ 4 - СУ-Au 5 - фон
1 2
3
0,00002
4
0,00000
5
-0,00002
-0,00004
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
E, B
Рис.2. Выбор оптимального электрода для исследований. Выбор оптимального электрода для последующего применения был основан на сравнении ЦВА катехола и рутина, полученных на разных электродах. Из данных, которые представлены на рис.2 и 3. можно видеть (рис.2), что наиболее ярко выраженный пик, больший по токам, наблюдается с использованием электрода СУ –
PEDOT.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Рис.3. Поиск оптимального электрода по активному покрытию
Сравнение электрохимической активности электродов 1 2– СУ без Au и СУ с осажденными наночастицами золота показывает, что особенного влияния на вид ЦВА осаждение наночастиц золота не даѐт. Этот результат показывает, что электродная реакция окисления проходит непосредственно на поверхности стеклоуглерода.
Также наиболее прямую зависимость потенциала от концентрации показывает СУ(1) – элекрод. (Рис.4)
2)enter text here
1) 2)
0,48 0,48
Ep,к- а , B Ep,к- а , B
0,40 0.24
0,32
0,24
0,16
0,08
0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
C,мM
0,40 0,24
0,32
0,24
0,16
0,08
0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
C,мM
Рис.4. Зависимость потенциала окисления – 1 и восстановления – 2 от концентрации реагента.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
Рис.5.Экспериментальные кривые ЦВА катехола и концентрационные зависимоститока анодного пика и потенциала пика.
Результаты измерений ЦВА для остальных объектов помещены в таблицу.
Таблица.Основные параметры ЦВА для флавоноидов.
В таблице суммированы результаты измерений для всех исследованных флавоноидов и некоторые литературные данные. Приведены средние величины, диапазон рН 4,0-6,8, Концентрации ( 0,5 – 5,0).10-4М, растворитель 40% по этанолу.
Рис.5 демонстрирует измерения ЦВА и обработку. Представлены ЦВА катехола на СУ-PEDOT (время синтеза 100 с) в фосфатном буфере, с увеличением концентрации добавок растет анодный пик окисления катехола, наблюдаемый при 0,30 В, катодный ток наблюдается при 0,17 В. Были получены зависимости тока (I) от С (линейна в выбранном диапазоне концентраций) и разность потенциалов от С, которая позволяет судить об обратимости электродных процессов Подобные измерения проведены для всех образцов.
Помимо измерений ЦВА мы применили также метод люминесценции и испытали его на пищевой среде. Люминесценция в данном применении обладает меньшей
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
избирательностью, но достаточно высокой чувствительностью и простотой Этот метод хорошо зарекомендовал себя при экспресс-контроле качества пищевых продуктов: картофеля, мяса, рыбы и др. в процессе их хранения при различных температурных режимах.
В данной работе: определены спектральные свойства и люминесценция экстрактов растительных продуктов (морковь, томаты, огурцы, луковая шелуха, березовый сок, брусника, свекла) и исследована возможность активации люминесценции пищевых веществ с помощью солей металлов.
Способность к люминесценции проявляют многие органические соединения (в особенности фенольные): бензол, нафталин и их производные; биологически активные вещества (витамины, антибиотики, гормоны, пигменты). Также люминесценцией обладают морин, кверцетин и рутин, люминесцирующие элементы которых входят в состав многих растительных продуктов. На примере квецетина и морина мы убедились, что алюминий (Ш) вызывает усиление люминесценции из-за образования с ним комплексного соединения.
Представляет большой интерес исследование люминесценции соков различных ягод и плодов, возможность активации металлами-комплексообразователями для практического использования в анализе пищевых продуктов.
На рис.6 приведено измерение люминесценции экстрактов луковой шелухи.Из графика видно, что пики люминесценции находятся в диапазоне волн 450-550 нм, аналогично люминесценции флаванолов с алюминием). Излучение вызвано значительным содержанием рутина в луковой шелухе, вещества, родственного кверцетину и морину.
мкА 1,2, 3
.
300
400
500 600
700
Длина волны, нм
Рис.6. Люминесценция экстрактов луковой шелухи разной концентрации.
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
1 —♦— Чистый экстракт луковой шелухи (кварц. кювета) 2 _•_ Экстракт пук. шелухи (разб. 1:10 40% этиловым спиртом) 3 _*_ Экстракт лук. шелухи (разб. 1:100 40% этиловым спиртом)
мкА
№3, 2013
300 400
нм 500 600 700
Рис.7. Люминесценция растворов морина, в присутствии ионов металлов Al(III), Zn(II), Cd(II) Cr(III), Mn(II), Cu(II0, Fe(III).
На графике рис.7 показана люминесценция морина в присутствии солей тяжелых металлов при избытоке солей в 2,5 раза). Наблюдается несколько пиков: самый большой при 380 и слабые при 500 нм находятся в области излучения флавонолов (кверцетин, морин, рутин), из чего мы можем сделать предположение о природе компонентов в исследуемых веществах.
Люминесценция кверцетина и морина в смеси с солями тяжелых металлов показала, что более тяжелые металлы, чем алюминий уменьшают интенсивность излучения по ряду: Zn>Cd>Cr>Mn>Cu>Fe>>Al Важно отметить, что наиболее активные комплексообразователи – переходные металлы – полностью уничтожают флюоресценцию. Al, наоборот, увеличивает интенсивность излучения. В связи с таким эффектом становится понятным обнаруженное методом ЦВА очень слабое влияние Al на окислительный потенциал флавоноидов. Разница в потенциалах окисления составляет всего 0,1 В.
Al, вероятно, стабилизирует электронную систему, но облегчает при этом π – π* – электронные переходы, ответственные за люминесцентное излучение [5]. Если так, то химическая связь алюминий – флаванол принципиально отличается от таковой для переходных металлов хелатного типа и имеет признаки ионной связи [5-7].
Качественное определение люминесценции экстрактов растительных
Макашев Ю.А., и др. Расчет линии фазового равновесия диоксида углерода / Ю.А. Макашев, В.В. Кондратьев, Н.Е. Кондратьева, М.В. Тарковская // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
продуктов показало, что люминесценция большинства изученных экстрактов (морковь, томаты, огурцы, брусника, свекла, укроп, клюква) очень мала. Содержание в них флаванолов было известно только для брусники и клюквы. Однако, исключением является экстракт луковой шелухи и берѐзовый сок, которые люминесцируют гораздо сильнее, чем остальные экстракты. Это обусловлено наличием в них веществ, родственных морину. Черная и красная смородина дают довольно интенсивное свечение, но в более коротковолновой (синей) области спектра, близкой к ультрофиолету. Предполагаем в дальнейшем более детальное изучение природных компонентов пищевых продуктов.
В работ е принимали участие студенты факультета технологии пищевых продуктов Сизова Е.В., Чернушкина К.А. и Плотникова А.С.
Выводы.
1. Разработаны методики приготовления электродов для проведения анализа и электрохимического исследования методом циклической вольтамперометрии биоактивных веществ. Электроды испытаны в анализе флавоноидов. Лучшим определѐн электрод СУс плѐночным покарытием – СУ-PEDOT.
2. Проведены электрохимические измерения и определѐн порядок антиоксидантных свойств для флавоноидов и катехола, составляющего кольцо В.
3. Были получены данные о Ер,а, Ер,к, зависимости от концентрации, открывающие возможность аналитического применения. По величине Ер,а получен ряд:
rut>qct>cth>mor