Изучение антиоксидантных свойств гуминовых кислот

Антиоксидантная активность – это одна из наиболее важных и популярных характеристик веществ, определение которой является немаловажной задачей во множестве работ, посвященных исследованию биологически активных соединений. Функция антиоксиданта заключается в перехвате свободных радикалов, которые возникают в ходе процессов в живых клетках. Свободные радикалы способны атаковать жизненно необходимые мишени, если естественный механизм их нейтрализации не способен справиться со своей задачей [1].
В живом организме к веществам, препятствующим образованию сильных окислителей (свободных радикалов), относятся цистеин, глутатион, альбумин, убихинон, аскорбиновая и мочевая кислоты, токоферолы, каротиноиды, флавоноиды и другие [2].
В основе биологической активности природных антиоксидантов лежат процессы торможения развивающегося радикального окисления. В теории радикального окисления различаются механизмы линейного обрыва радикальных цепей на ингибиторе и механизм ингибирования, основанный на создании комплексов активных радикалов с системами, обладающими сопряженными пи-связями [2].
Цель работы: изучить антиоксидантные свойства гуминовых кислот.
Задачи работы:
- рассмотреть строение и свойства гуминовых кислот;
- изучить методы определения антиоксидантных свойств;
- определить, какие методы подходят для изучения антиоксидантных свойств гуминовых кислот.
 
Глава 1. Строение и свойства гуминовых кислот

Гумусовые кислоты – это комплекс органических соединений коричневого, бурого, желтого цвета, которые выделяются из биокосных тел растворами щелочей, нейтральных солей или органическими растворителями. Основной подход к разделению гумусовых кислот на группы заключается в использовании прямого межфазного массообмена в тех вариантах растворения-осаждения, которые основаны на распределении макромолекул между осадком и раствором в зависимости от их размера и состава [3]. Эти варианты обычно включают разделение щелочного раствора гумусовых веществ на сложную смесь веществ: одни, выделяющиеся из фазы раствора при его подкислении, — гуминовые кислоты, другие, остающиеся в надосадочной жидкости, — фульвокислоты. Компоненты, переходящие в раствор при обработке свежего осадка гуминовых кислот этанолом (реже ацетоном или диоксаном), определяют как гиматомелановые кислоты. Результаты разделения гумусовых веществ в значительной степени зависят от условий проведения эксперимента. Способы расчета равновесия между раствором и гелем для гумусовых веществ не разработаны, и процесс разделения описывается на феноменологическом уровне.
Иначе говоря, гумусовые кислоты природных объектов (как биокосных тел, так и меланинсодержащих организмов) в зависимости от способа выделения подразделяют на гуминовые кислоты, фульвокислоты, гиматомелановые кислоты (рис. 1). Впервые гумусовые кислоты были выделены из торфа раствором щелочи Ф. К. Ахардом во второй половине 18-го века. С того времени щелочные растворы являются основными реагентами для извлечения гумусовых кислот из биокосных природных тел.

Рисунок 1 – Гумусовые кислоты природных объектов

Гуминовые кислоты – это наиболее обширная группа гумусовых кислот, которые, как считается, растворимы в щелочах и нерастворимы в кислотах [ГОСТ 27593-88 (СТ СЭВ 5298-85)]. Соли гуминовых кислот (ГК) — гуматы. Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические кислоты. В растворенном состоянии они имеют темно-бурую окраску, а в сухом — черную. В группу ГК природных объектов (почв, торфов, углей, меланинсодержащих организмов и др.) входят вещества, которые извлекаются из почвы различными водными растворами: едкого натра (NaOH), едкого кали (КОН), аммония (NH4OH), бикарбоната натрия (NaHCО3), пирофосфата натрия (Na4P2О7), фторида натрия (NaF), щавелевокислого натрия, мочевины (карбамида) и др., и осаждаются из полученных растворов при подкислении последних минеральными кислотами (до pH 1-2) в виде темноокрашенного геля. Гуминовые кислоты слабо растворимы в воде, с одновалентными катионами (например, с К+, Na+, NH4+) образуют водорастворимые соли, а с двух- и трехвалентными катионами (например, с Са , Mg , Fe , Al) легко выпадают в осадок.