Определение антиоксидантной активности в продуктах пчеловодства

Государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования  «Челябинская государственная медицинская  академия» Министерства здравоохранения  Российской Федерации

 

Кафедра фармация

 

КУРСОВАЯ   РАБОТА

 

Тема курсовой работы: Определение антиоксидантной активности в продуктах пчеловодства.

По дисциплине: фармакогнозия

По специальности: фармация

 

 

Работу  выполнил: Ермолаев Андрей Дмитриевич

Факультет: фармацевтический                               форма обучения: очная                           

Курс: 3         № группы: 390

База исследования: ГБОУ ВПО «ЧелГМА» МзРФ кафедра фармации

Преподаватель: Ушакова Вера Алексеевна

                              

                                                         

                                                             

 

 

 

Челябинск,    2013 год

Оглавление

 

1. Введение………………………………………………………….3
2. теоретическая часть……………………...…….…………..4
1. Механизм и роль свободно-радикального окисления в организме человека……………………………………...…………………………………….4
2. Характеристика продуктов пчеловодства…………………….....…6
3. Краткая характеристика флавоноидов……………………………8
4. Антиоксидантная активность флавоноидов……………………...11

5. Металлсвязывающая способность флавоноидов……………..….13

6. Ингибиторная активность флавоноидов………………..…….…..14

3.        Практическая часть………………………………….…...……..….16
1. Результаты и их обсуждение…………………………………....…19
4. Выводы………………………………………………………….….23
5. Список используемой литературы……………………………...24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Наряду с белками, жирами, углеводами, витаминами и микроэлементами  антиоксиданты признаются неотъемлемой частью жизни человека. Они приобретают  все большую значимость в практике врачей, как самостоятельные препараты  и в комбинации с другими лекарственными средствами. Антиоксиданты обладают способностью умешать вредное воздействие  на организм свободных радикалов, поскольку  избыточное их содержание определяется как окислительный стресс и при  длительном воздействии приводит к  различным заболеваниям и преждевременному старению организма, поскольку происходит истощение ресурсов адаптационных  механизмов [1].

Созданные в начале XX века синтетические препараты антиоксидантного действия вызывали выраженные побочные эффекты. В связи с этим актуальным оставался вопрос изучения антиоксидантов природного происхождения. Однако продолжительность  существования природных антиоксидантов в чистом виде невелика, в виду их быстрого окисления. В настоящее  время ученые насчитывают более 2000 натуральных веществ обладающих антиоксидантной активностью, которые  относятся к различным фармакологическим  группам и имеют разные механизмы  действия. Среди них можно выделить полифенолы, к которым относятся флавоноиды, полигидроксикислоты, танины и лигнины. Большой интерес к изучению полифенолов вызван способностью этих соединений ингибировать процессы радикально-цепного окисления в организме [2]. Что может быть использовано при различных патологиях. 

В связи этим, целью работы являлось определение антиоксидантной активности спиртовых экстрактов некоторых продуктов пчеловодства, а именно: пыльцы, перги, прополиса.

 Задачи следования  включают компьютерное моделирование и практическое исследование антиоксидантной активности с применением различных методик.

 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

1. . Механизм и роль свободно-радикального окисления в организме человека

 

Избыточная активация реакций  свободно-радикального окисления представляет типичный патологический процесс, встречающийся при самых различных заболеваниях и повреждающих воздействиях на организм. Свободные радикалы — молекулы с не спаренными электронами, находящимися на внешней оболочке атома или молекулы, обладающие очень высокой реакционной способностью и, как следствие, выраженным повреждающим действием на клеточные макромолекулы. Доказано участие свободных радикалов в патогенезе очень многих заболеваний (шок различного генеза; атеросклероз; нарушения мозгового, коронарного и периферического кровообращения; сахарный диабет и диабетическая ангиопатия; ревматоидные, воспалительные и дегенеративные заболевания опорно-двигательной системы; поражения глаз; легочные заболевания; онкологическая патология; термические поражения; различные интоксикации; реперфузионные поражения) и преждевременного старения. Кроме того, к повышенному образованию свободных радикалов в организме приводят прием препаратов с прооксидантными свойствами, проведение ряда лечебных процедур (кислородотерапия, гипербарическая оксигенация, ультрафиолетовое облучение, лазерная коррекция зрения, лучевая терапия), а также различные экологически неблагоприятные факторы окружающей среды.

Механизм свободно-радикального окисления и связанная с ним антиоксидантная система рассматриваются как важнейшее патогенетические звено многих патологических процессов. От этого механизма в значительной степени зависит структурно-функциональная целостность клеток и тканей организма, что напрямую сопряжено с воспалительными процессами, а также старением и опухолевой трансформацией.

Свободно-радикальное окисление обусловлено активными формами кислорода, образующимися в результате ферментативной деятельности оксиредуктазы. При этом образуются ионы кислорода и перекись водорода.

Определенную роль в этом процессе играет аутоокисление катехоламинов. Механизм повреждающего действия реализуется  через взаимодействие ионов кислорода  и перекиси водорода с образованием гидроксильных радикалов и свободного кислорода. Это приводит в инактивации  различных белков, деструктивным  изменениям полисахаридов и стимуляции мутагенеза за счет повреждения ДНК.

Активные формы кислорода инициируют перекисное окисление жирных кислот и их дериватов, что приводит к  образованию карбонильных соединений, связывающихся с нуклеиновыми кислотами  и белками.

Как видно, антиоксидантная защита может стать важным фактором на пути мутагенных изменений, ведущих к  образованию неопластических клеток и опухолевой прогрессии.

С целью воздействия на свободно-радикальное окисление в последнее время стали применять антиоксиданты в лечении ишемических заболеваний различной локализации.

Однако многие известные антиоксиданты  имеют серьезные побочные эффекты. В связи со сказанным, поиск более эффективных антиоксидантов является актуальной проблемой.

 

 

 

2. Характеристика продуктов пчеловодства

 

.В ходе работы были исследованы спиртовые экстракты перги, пыльцы, прополиса.

Пропо́лис — смолистое вещество от коричневого до тёмно-зелёного цвета, вырабатываемое пчёлами для замазывания щелей, регулирования проходимости летка, дезинфекции ячеек сот перед засевом яиц маткой, а также изоляции посторонних предметов в улье. Прополис — это клейкие вещества, которые пчёлы собирают с весенних почек деревьев (тополь, ольха, берёза и др.) и модифицируют своими ферментами.

Всего в прополисе обнаружено 16 классов органических веществ. Среди  биологически активных соединений прополиса, которых в настоящее время  идентифицировано более 100, важная роль принадлежит низкомолекулярным циклическим веществам: полифенолам, спиртам, альдегидам и др.

К настоящему времени в прополисе  содержится более 200 соединений. Для  выполнения защитной функции прополиса  важным считают именно множественность, обеспечивающую совместное эффективное  действие.

В среднем прополис состоит из 50 % смолообразных компонентов (флавоноиды, ароматические кислоты и их эфиры), 30 % воска (жирные кислоты, спирты и их эфиры), 10 % эфирного и ароматического масел, 5 % цветочной пыльцы (свободные аминокислоты и белки) и 5 % других субстанций (минеральные вещества, кетоны, лактоны, хиноны, стероиды, витамины и сахара).

Прополис содержит минеральные  вещества: кальций, магний, калий, натрий, железо, цинк, марганец, медь, кобальт, фосфор, серу, сурьму, алюминий, селен  и фтор. В нём обнаружены витамины: В₁, В₂, В₆, С, Е и А [5].

Пыльца — это второй по объёму потребления и первый по значимости продукт питания пчелиной семьи. Пчёлы прикладывают немало усилий, чтобы запастись цветочной пыльцой, — этим бесценным и жизненно важным для них пищевым сырьём. [4]

Пыльца как часть пищевой цепочки в животном мире — природный концентрат, содержащий белки, все известные витамины, ценные минеральные вещества, а также полный набор незаменимых свободных аминокислот. По общему аминокислотному составу обножка близка к другим богатым белком пищевым продуктам — мясу, молоку, яйцам.

Благодаря пыльце масса вчерашней  личинки возрастает в сотни раз  всего за несколько дней, укрепляются  и расправляются крылья, формируются  все рабочие железы. Пыльца также  служит сырьём для создания маточного молочка, продукта, предназначенного для кормления королевы-матки .

Перга́ — законсервированная медово-ферментным составом цветочная пыльца обножка (собранные пчелами зерна из пыльцы растений), сложенная и утрамбованная пчёлами в соты, прошедшая процесс проращивания пыльцевых зерен и законсервированная молочнокислым брожением.

Перга содержит аминокислоты, витамины и ферменты, обладающие биологической ценностью для пчёл.

Часть обножки используется сразу  молодыми пчёлами, которые продуцируют  личиночный корм. Другую часть пчёлы-сборщицы складывают в ячейки, расположенные  сверху и сбоку расплода. Как правило, пчёлы заполняют обножкой ячейки на 0,4—0,8 глубины. После этого пчёлы начинают консервировать пыльцу; получается конечный продукт этого процесса — перга. В результате создаётся существенный резерв ценного белкового корма, крайне необходимого пчёлам в весенний период.

Перга в отличие от пыльцы стерильна, поэтому она лучше усваивается и переваривается личинками пчёл. Её питательная ценность в 3 раза выше пыльцы и в 9 раз выше любого другого заменителя пыльцы. По своим антибиотическим свойствам перга в 3 раза превосходит пыльцу [6].

В перге значительно больше витаминов, чем в цветочной пыльце. Так, витамина С в «пчелином хлебе» 140—205 мг%, B1 — 0,4-1,5 мг%, B2 — 0,54-1,9 мг%, B6 — 0,5-0,9 мг%, P — 60 мг%, А — 50 мг%, Е — 170 мг%, Д — 0,2-0,6 мг%. Минеральные соли в перге составляют 4-7 мг%, органические кислоты — 1-5 мг%, ферменты и гормоны определяются в очень малых количествах [7].

Вкус перги заметно отличается в зависимости от свежести и вида пыльцы, но часто напоминает поливитамины. В ячейках перга часто сложена  слоями (разноцветными на вид), в  зависимости от того, с каких растений в этот момент её собирали пчёлы

Продукты пчеловодства имеют в  своем составе широкий спектр биологически активных веществ: углеводы, аминокислоты, карбоновые кислоты, полифенольные соединения, и др. Известно что полифенольные соединения обладают выраженной антиоксидантной активностью. В наибольшем количестве, в продуктах пчеловодства содержаться полифенолы - флавоноиды.

 

3. Краткая характеристика флавоноидов.

 

Флавоноиды представляют собой  гетероциклические кислородсодержащие соединения преимущественно жёлтого, оранжевого, красного цвета. Они принадлежат к соединениям С₆-С₃-С₆ ряда — в их молекулах имеются два бензольных ядра, соединенных друг с другом трехуглеродным фрагментом. Большинство флавоноидов можно рассматривать как производные хромона или флавона (рис. 1).

Рис.1 Структурная  формула флавонов.

 

Одним из механизмов  антиоксидантного действия связан с их хеллатирующими металл свойствами с помощью фенольных ОH групп. Металлы с переменной валентностью часто вовлекаются в генерацию свободных радикалов посредством разложения пероксида водорода и гидропероксидов липида (LOOH), с образованием гидроксильного или алкоксильного радикала, соответственно [8]. Флавоноид, хеллатируя металл, может изолировать эти ионы и, таким образом, предотвратить формирование свободных радикалов.

Так же, флаваноиды способны восстанавливать свободно-радикальные соединения и активные формы кислорода (АФК), с образованием нетоксичных продуктов.

Всасывание флавоноидов в желудочно-кишечном тракте варьирует в зависимости от их структуры и может изменяться в широких пределах (по некоторым данным от 4% до 60%). В растительном сырье и пищевых продуктах флавоноиды находятся в основном в форме гликозидов, а не агликонов. Данные по их адсорбции в кишечнике неоднозначны, и долгое время считалось, что флавоноиды могут всасываться только в форме агликонов. Однако, недавно было установлено, что гликозиды тоже характеризуются высокой всасываемостью.