АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ НИЗИННЫХ ТОРФОВ

ANTIOXIDANT ACTIVITY OF HUMIC ACIDS OF LOWLAND PEATS

Artem Marchenko

student, Department of Chemistry, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Anastasia Minko

student, Department of Chemistry, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Olga Golubina

scientific supervisor, candidate of Sciences in Chemistry, associate professor, Department of Chemistry, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

АННОТАЦИЯ

Исследована антиоксидантная активность (ABTS-тест) образцов гуминовых кислот, выделенных из низинных древесных, древесно-травяных торфов эвтрофного болота. Выявлено, что исследуемые гуминовые кислоты обладают выраженной способностью снижать концентрацию катион-радикала ABTS•+ в модельной системе.

ABSTRACT

The antioxidant activity (ABTS test) of humic acid samples isolated from lowland wood, wood-herbal and herbal peats of a eutrophic bog was studied. It was found that the studied humic acid samples have a pronounced ability to reduce the concentration of the ABTS•+ cation-radical in the model system.

Ключевые слова: торф, гуминовые кислоты, антиоксидантная активность.

Keywords: peat, humic acids, antioxidant activity.

Введение. Торфа сибирских болот представляют собой многофункциональное растительное сырье, из которого в настоящее время выделяют биологически активные вещества и изготовливают биологически активные добавки на их основе [1]. Самыми перспективными биологически активными веществами торфов являются гуминовые кислоты (ГК), которые характеризуются наибольшим выходом и широким спектром биологической активности [2].

Объектом исследования послужили образцы низинных древесных, древесно-травяных и травяных торфов эвтрофного болота (зольность 9-15%, степень разложения 40-50%). Из образцов торфа было выделены образцы ГК 0,1 моль/л раствором натрий гидроксида, рН раствора 13. Для исследования антиоксидантной активности ГК использовали нетрадиционный для гуминовых соединений ABTS-тест.

Взаимодействие ГК со стабильным свободным катион-радикалом ABTS (диаммониевая соль 2,2'-азино-ди-(3-этилбензтиазолинсульфоновой кислоты) оценивали по снижению его содержания в реакционной среде в присутствии различных концентраций ГК. Катион-радикал ABTS•+ формировали в растворе действием калий пероксодисульфата. Навески ABTS массой (11±0.1) мг и калий пероксодисульфата массой (20±0.1) мг растворяли в 0.9 мл и 1 мл воды очищенной, соответственно. Для получения стокового раствора 900 мкл раствора ABTS смешивали со 100 мкл раствора калий пероксодисульфата. Для приготовления рабочего раствора стоковый раствор катион-радикала ABTS• + разводили в 0.1 М фосфатном буфере (рН 7.4) до достижения оптической плотности 0.70±0.02 при 734 нм и длине оптического пути 1 см. Контрольная проба общим объемом 0.5 мл содержала 50 мкл воды очищенной и 450 мкл раствора катион-радикала ABTS•+. В опытные пробы к рабочему раствору катион-радикала ABTS•+ добавляли 50 мкл растворов исследуемых образцов ГК для получения конечных концентраций 12.5; 25; 37.5; 50 мкг/мл. Оптическую плотность измеряли на спектрофотометре СФ 2000 при длине волны 734 нм против раствора сравнения, содержащего 50 мкл раствора ГК в соответствующих концентрациях и 450 мкл воды очищенной. Антиоксидантную активность оценивали по показателю IC₅₀ – концентрации ГК, при которой концентрация катион-радикала ABTS•+ в данной модельной системе снижалась в 2 раза (рис. 1). В качестве положительного контроля использовали водорастворимый аналог токоферола – препарат «Тролокс» (Acros Organics, Slovakia) [3].

Результаты. Механизм реакции антиоксидантов с катион-радикалом ABTS•+ заключается в отдаче атома водорода и переносе электрона, что приводит к обесцвечиванию раствора в модельной системе [3]. Полученные результаты представлены на рисунке 1 в виде показателя IC₅₀ и свидетельствуют о том, что образцы ГК в модельной системе в конечных концентрациях 12,5, 25, 37,5 и 50 мкг/мл в разной степени ингибировали катионрадикал ABTS•+. Показано, что все исследуемые образцы ГК проявили антиоксидантную активность.

Рисунок 1. Антиоксидантная активность образцов гуминовых кислот, выраженная концентрацией стабильного катион-радикала ABTS^.+ в модельной системе, выраженная показателем IC₅₀

Можно отметить, что более высокая способность ингибировать катион-радикал ABTS•+ отмечена для ГК, выделенных из травяных торфов, в пределах одного вида. Кроме этого, отмечена прямая зависимость (r=0,7) между интенсивностью поглощения полос 3400 нм и 2920 нм инфракрасных спектров и антиоксидантной активностью исследуемых образов. Поэтому можно предположить, что антирадикальная активность гуминовых кислот напрямую зависит от количества фенольных и спиртовых групп в их структуре.

Ранее уже было показано [2], что функциональные группировки в структуре ГК типа фенольных и хиноидных фрагментов способны выступать донорами протонов, а также ловушками свободных радикалов за счет их высокого парамагнетизма, катализаторами диспропорционирования супероксид-анион-радикала (O₂-•), гидроксильного радикала.

Заключение. Таким образом, экспериментально установлено, что все исследуемые образцы ГК обладают выраженной способностью снижать концентрацию катион-радикала ABTS•+ в модельной системе, о чем свидетельствует снижение оптической плотности раствора. Образцы ГК, выделенные из торфов данного месторождения, являются перспективными субстанциями для разработки на их основе биологически активных добавок с неспецифической активностью.

Работа выполнена при поддержке Государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации (№ 056-00071-22-02).

Список литературы:

1. Логвинова Л.А., Зыкова М.В., Кривощеков С.В., Дрыгунова Л.А., Передерина И.А., Голубина О.А., Перминова И.В., Константинов А.И., Белоусов М.В. Сравнительное фармакогностическое исследование низинных древесно-травяных видов торфа различного происхождения для обоснования их использования в качестве перспективных источников биологически активных гуминовых кислот //Химия растительного сырья. 2022. № 1. С. 277-288.
2. Братишко К.А., Зыкова М.В., Иванов В.В., Буйко Е.Е., Дрыгунова Л.А., И.В. Перминова, Белоусов М.В. Гуминовые кислоты – перспективные биологически активные вещества с антиоксидантной активностью для разработки протекторных средств. // Химия растительного сырья 2021 №1 С. 287 – 298.
3. Bentayeb K., Rubio C., Nerín C. Study of the antioxidant mechanisms of Trolox and eugenol with 2,2′-azobis(2-amidinepropane) dihydrochloride using ultra-high performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry // Analyst. 2012. Vol. 137. N2. Pp. 459–470.