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不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根清除作用的研究

2017-09-26 42页 doc 72KB 108阅读

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不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根清除作用的研究不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根清除作用的研究 分类号 学校代码 鱼 。 ~ 一’争 委 萋一 枣 内家名民燕大学 、? . 硕士学 文 不同有机酸和无机酸对羟基自由基 和亚硝酸根清除作用的研究 申请人:包永春 学科专业:有机化学 研究方向:超分子化学 学位类别:学术学位 指导教师:段莉梅教授 论文提交日期:二一三年五月 摘 要 本文采用分光光度法,以为标准对照品,研究了不同有机酸盐和无机酸 盐对羟基自由基?和亚硝酸根的清除作用,对它们的清除能力进 行了比较,讨论了可能的反应机制。结...
不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根清除作用的研究
不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根清除作用的研究 分类号 学校代码 鱼 。 ~ 一’争 委 萋一 枣 内家名民燕大学 、? . 硕士学 文 不同有机酸和无机酸对羟基自由基 和亚硝酸根清除作用的研究 申请人:包永春 学科专业:有机化学 研究方向:超分子化学 学位类别:学术学位 指导教师:段莉梅教授 提交日期:二一三年五月 摘 要 本文采用分光光度法,以为对照品,研究了不同有机酸盐和无机酸 盐对羟基自由基?和亚硝酸根的清除作用,对它们的清除能力进 行了比较,讨论了可能的反应机制。结果表明,对?的清除作用大页.序为:乳 酸 柠檬酸苹果酸酒石酸,苹果酸钠柠檬酸钠酒石酸钠乳酸钠,一酪氨酸 .赖氨酸.丙氨酸,硅钨酸磷钨酸磷钼酸,钼酸钠钨酸钠;对的清 除作用大小顺序为:.酪氨酸.赖氨酸一丙氨酸,硅钨酸磷钼酸磷钨酸, 钨酸钠钼酸钠,而乳酸、苹果酸、柠檬酸和酒石酸及其钠盐在一定浓度范围 内对 清除能力很弱或没有清除能力。与抗坏血酸类似,本文所测试的有机酸和无 机 酸结构中都含有羟基和或羧基官能团,其清除?和的作用机制应与相 似,但影响清除作用的因素较为复杂,各类酸的清除机制有待进一步研究。 关键词:羟基自由基;亚硝酸根;清除作用:有机酸;无机酸 , ‘ ’ ,.: : 。 ’; , . 士 : ; , . 坨 , , ., 曙锄/ ,. . : ,? ;, ‘; :.。 : 。。 呻 吨 。 咖、 ?。,。 ’ 目 录 前言. .羟基酸 ..羟基酸简介 ..羟基酸的应用。氨基酸 ..氨基酸简介 ..氨基酸的应用.杂多酸 ..杂多酸简介 ..杂多酸的应用.对照组物质? .. ,.丙二醇 ..甘油? ..葡萄糖..乙酸乙酯? .抗氧化活性研究..抗氧化剂? ..抗氧化剂抗氧化原理..抗氧化活性评价..抗氧化剂的应用现状..抗 氧化剂研究前景 .选意义及研究内容 不同有机酸和无机酸对羟基自由基?的清除作用??一 .引言? .实验部分?一 ..实验试剂与仪器一 ..测试原理 ..测试液的准备? ..测定方法 .结果与讨论 ..标准对照品对?的清除作用? ..羟基酸及其盐对?的清除作用??...氨基酸对?的清除作用..杂多酸及盐对? 的清除作用??.. ..对照试验. .小结?.. 不同有机酸和无机酸对亚硝酸根的清除作用 .引言.. .实验部分? ..实验试剂与仪器 ..测试原理. ..测试液的准备? ..测定方法. .结果与讨论 ..标准对照品对的清除作用.. ..羟基酸及其盐对的清除作用..氨基酸对的清除作用??.. ..杂多酸及其盐对的清除作用??.. ..对照试验? .小结?.. 总结?.. 参考文献致谢??.. 作者简介??插图和附表清单 图 对?的清除率图四种羟基酸对?的清除率?一 图 四种羟基酸盐对羟基自由基?的清除? 图 .酪氨酸对?的清除率??.. 图 一赖氨酸对?的清除率??.. 图 .丙氨酸?的清除率.. 图几种杂多酸对?的清除率?.. 图杂多酸盐对?的清除作用?.. 图醇对?的清除率??.. 图醇对?的清除率图 对的清除率?. 图 三种氨基酸对的清除率? 图 杂多酸对的清除率 图钨酸钠对的清除率 图 乙酸乙酯对的清除率表主要试剂? 表主要仪器.. 表体系加样表??. 表标准品对?的清除效果 表 对?的清除率表羟基酸钠盐对?的清除效果??.. 表三种氨基酸对?的清除效果??.. 表三种杂多酸对?的清除效果??.. 表杂多酸钠盐对?的清除效果??.. 表醇对?的清除效果. 表葡萄糖和乙酸乙酯对?的清除效果表葡萄糖和乙酸乙酯对?的消除效果表 主要试剂 表主要仪器 表体系加样表?一 表标准品对’的清除效果??.表三种氨基酸对‘的清除效果表三种杂多酸对 的清除效果表多酸盐对‘的清除效果? 表葡萄糖和乙酸乙酯对的清除效果 表 不同类型有机酸和无机酸对清除效果的比较? 内蒙古民族火学硕::学位论文 .前言 .羟基酸 ..羟基酸简介 分子中同时含有羟基?和羧基弋的一类化合物被称为有机羟基酸。按照 其结构,分为脂肪族羟基酸和芳香族羟基酸。脂肪族羟基酸分为:一羟基酸, 如一羟基丙酸一乳酸。一羟基酸,如丁烯酸。一羟基酸和一羟基酸等, 如一羟基丁酸。芳香族羟基酸中以芳核苯环或稠苯环上含有羟基的酚酸,如抗 坏血酸。 乳酸是一种非常重要的有机一元羧酸,其独特的酸性能作为酸味剂可使食物更加 ,保持色泽,延长保 美味:乳酸又有着天然的抗微生物的性质,可改进食品的品质【 质期;乳酸在医药学方面还具有抗菌性,能够有效杀灭空气中的大量细菌。此外,乳 酸还能够增强肌肉活力和抗疲劳等。 柠檬酸是主要的有机酸之一,又名枸橼酸,可增强体内正常代谢。在某些食品中 加入柠檬酸后不仅口感好,还可增强食欲。比如,在我国允许果酱、饮料、罐头和糖 果中使用柠檬酸【】。另外,柠檬酸的抗氧化作用表现为使角质的更新速度加快,常用 于乳液、乳霜、洗发精、美白用品、抗老化用品、青春痘用品等。 苹果酸有天然苹果的味道,是人体必需的有机酸之一。作为新一代的食品酸味剂, 在生物界和营养界享有“最理想的食品酸味剂”之称。苹果酸的抗氧化作用表现为可 有效清除皮肤表面的皱纹,使皮肤嫩白、光洁而有弹性,因此经常作为化妆品的配方, 并广受青睐【】。 酒石酸存在于多种植物中,是葡萄酒制作中添加的主要有机酸之一。作为食品中 添加的抗氧化剂,它可以为食物增添可口的酸味。在制镜工业中,酒石酸以其还原性 是重要的助剂和还原剂,可有效控制形成银镜的速度,得到均一的镀层。 ..羟基酸的应用 ...食品方面的应用 乳酸有很强的防腐保鲜功效,可用于果酒、饮料、肉类、食品、糕点制作、蔬菜 橄榄、小黄瓜、珍珠洋葱腌制以及罐头加工、粮食加工、水果的贮藏,具有调节 值、抑菌、延长保质期、调味、保持食品色泽、提高产品质量等作用;调味料方 面,乳酸独特的酸味可增加食物的美味,在色拉、酱油、醋等调味品中加入一定量的 乳酸,可保持产品中的微生物的稳定性、安全性【,同时便口味更加温和;出于乳酸 的酸味温和适中,还可作为精心调配的软饮料和果汁的首选酸味剂【。 柠檬酸因其温和爽快的酸味,因此普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、 点 一、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。在所有有机酸市场中,柠檬酸市场占有 不司有机酸和无机酸对羟基自由基和?硝睃根的清除作用研究 率在%以上,到目前还没有一种可以取代柠檬酸的酸味剂。一分子结晶水柠檬酸 主要用作清?饮料、果汁、果酱、水果糖和罐头等的酸性调味剂,也可用作抗氧化 剂【,。同时改善食品的感官性状,增强食欲和促进体内钙、磷物质的消化吸收。 苹果酸为天然果汁之重要成份,比柠檬酸酸度大酸味比柠檬酸强%,但味 道柔和具有较高的缓冲指数,具特殊香味,不损害口腔与牙齿,代谢上有利于氨 基酸吸收,不积累脂肪,是新一代的食品酸味剂,被生物界和营养界誉为“最理想的 食品酸味剂。苹果酸有较好的抗氧化能力,食品中脂类的氧化会导致酸败、蛋白质 破坏和色素氧化,使食品的感官性质下降、营养价值降低、货架期缩短。 酒石酸在食品行业中被用做抗氧化剂,与柠檬酸类似,可用于食品工业,如制造 饮料。因此,酒石酸存在于多种果汁中,工业上常用葡萄糖发酵来制取。 ...医药方面的应用 乳酸在医药方面广泛用作防腐剂、载体剂、助溶剂、药物制剂、调节剂等: 在病房、手术室、实验室等场所中采用乳酸蒸气消毒,可有效杀灭空气中的细菌,起 到减少疾病,达到提高健康之目的:乳酸聚合得到的聚乳酸可以抽成丝纺成线,这种 线是良好的手术缝线,缝口愈合后不用拆线,能自动降解成乳酸被人体吸收,无不良 后果【】。乳酸可以直接配制成药物或日常保健品使用,如娇妍私处沐浴露是欧洲专家 研制的配方,针对成熟女性阴道乳酸杆菌制造慢,加入了乳酸成份,维护好阴道的自 洁作用。 柠檬酸根离子与钙离子能形成一种难于解离的可溶性络合物,因而降低了血中钙 离子浓度,使血液凝固受阻。该品在输血或化验室血样抗凝时,用作体外抗凝药一。 同时,柠檬酸具有防止和消除皮肤色素沉着的作用。 苹果酸可用于制备药物制剂、片剂、糖浆;还可以将其配入氨基酸溶液中,这样 能明显提高氨基酸的吸收率;苹果酸可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、 高血压、肝衰竭等多种疾病【】,并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用, 还可用于 合成驱虫剂、抗牙垢剂等。另外,苹果酸还可以作为工业清洗剂、树脂固化剂、合成 材料增塑剂、饲料添加剂等。 酒石酸钾钠又称为罗谢尔盐,可配制斐林试剂,还可做医药上的缓泻剂和利尿剂; 酒石酸钾钠晶体具有压电性质,可用于电子工业;酒石酸锑钾为呕吐剂,又称吐酒石, 并可治疗日本血吸虫病。 .氨基酸 ..氨基酸简介 氨基酸是分子中同时含有氨基一和羧基一的一类有机化合物的 内蒙古民族大学硕二二学位论文 通称,是组成生物功能大分子蛋白质的基本单位,同时也是构成动物营养所需蛋白质 的基本物质。根据其化学结构,可将氨基酸分为:脂肪族氨基酸,如丙氨酸、赖 氨酸等;芳香族氨基酸,如苯丙氨酸、酪氨酸;杂环族氨基酸,如组氨酸, 色氨酸:杂环亚氨基酸,如脯氨酸。从营养学的角度,氨基酸又可分为:必需氨 基酸,指人体或其它脊椎动物不能合成或合成速度远不适应机体的需要,必需由 食物蛋白供给:半必需氨基酸和条件必需氨基酸,如精氨酸和组氨酸:非必需 氨基酸, 指在人或其它脊椎动物的身体中,能由简单的前体合成,不需要从食物中获得, 如甘氨酸、丙氨酸等。 ..氨基酸的应用 ...营养方面的应用 作为蛋白质的基本组成部分,氨基酸在食物营养中的作用不容忽视。酪氨酸广泛 存在于含蛋白质丰富的食物中,如乳制品、豆制品、鸡蛋、牛肉、水产品等。因此, 在日常膳食中多食用一些高蛋白食物是有好处的。此外,若将氨基酸以营养补剂的形 式应用于人体,理论上可以提高机体的运动能力,但对于酪氨酸在应激时的作用机制、 不同条件下的效应、对运动机体的供能、在中枢和外周疲劳发生过程中的作用机理等 。 方面的理论还不完善,有待于更深入的研究【 ...医药方面的应用 在医药行业中,氨基酸主要被用来制备复方氨基酸输液,也被用来制作治疗药物 和用于合成多肽药物。据统计,用作药物的氨基酸包括种构成蛋白质的氨基 酸及 多种构成非蛋白质的氨基酸。在现代静脉营养输液和“要素饮食”疗法中,由多 种氨基酸制成的复方制剂的地位非常重要。这种制剂不仅能补充危重病人的营养,还 能在关键时刻抢救患者生命,也因此成为现代医疗中不可不可或缺的药品。谷氨酸、 精氨酸、天门冬氨酸等氨基酸也能治疗一些顽固疾病,主要用来治疗肝病疾病、消化 道疾病、脑病、心血管病以及提高肌肉活力、儿科营养和解毒等【】。 .杂多酸 ..杂多酸简介 杂多酸是由杂原子如、、、等和多原子如、、、、 等按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类含氧多酸。它不仅是一类强度均匀 的酸,还表现出氧化还原性,最重要的是杂多酸有很高的催化活性,是一种多功能的 新型催化剂,而且稳定性特别好。 杂多酸种类繁多,因其特殊的物质结构一直是无机化学、结构化学、应用化学的 重要研究课题【】。它具有:结构确定,有一般配合物和金属氧化物的主要结构特 刁同有机酸和无机酸对羟基自由基和砸硝酸根的清除作用研究 征,有电子和质子转移贮藏能力:不同的元素表现出的酸性和氧化还原性,可 控其催化性能,利于设计催化剂;催化能力强和选择性好,易溶于水和有机溶剂, 也可负载在活性碳等物质上,应用于均相和非均相催化系统;电化学性质和医药 学性质。 ..杂多酸的应用 ...催化方面的应用 杂多酸及其盐类化合物是一类新型的催化材料,因独特的酸性、多功能酸、氧 化、光电催化性等优点,使其在催化研究领域中引起学者们的广泛关注】。 磷钨酸主要用作生物化学试剂、氧化一还原催化剂,皮革和丝的加重剂等;还可 制备颜料、沉淀蛋白质、植物碱和某些氨基酸。硅钨酸主要用于生物化学试剂,碱性 染料等媒染剂。 ...医学方面的应用 杂多酸的药物化学应用一直是国际上研究的热点,尤其是杂多酸的抗病毒【 和抗 肿瘤活性【得到人们的广泛关注。 刘杰【挎】等研究了混合价态钨硼稀土杂多蓝在细胞内抑制流感病毒的活 性。结果表明,混合价态杂多酸即杂多蓝的抗病毒活性优于其母体杂多酸。通过对杂 多化合物抗病毒机制的研究,证明该类化合物可抑制病毒早期即在病毒未吸附于宿 主细胞之前或初始阶段的复制过程及干扰转录酶的活性。刘术侠【】等以金刚烷 胺和一定比例的杂多酸为原料,合成了?、 瞄。并将杂多酸与某些化合物或氨基酸结合,从而 设计出新的高效低毒的抗癌药物,这是近年来一个新的研究方向。 .其他抗氧化剂 .. ,.丙二醇 ,。丙二醇,具有较好的粘性和吸湿性、无毒等特点,在食品、医药和化妆品 工业中被广泛用作吸湿剂、抗冻剂、润滑剂】。在食品工业中,丙二醇和脂肪酸反应 生成丙二醇脂肪酸酯,主要用作食品乳化剂;丙二醇是调味品和色素的优良溶剂。在 医药工业中,,。丙二醇常用作制造各类软膏、油膏的溶剂、软化剂和赋形剂等, 还用作烟草增湿剂、防霉剂,食品加工设备润滑油和食品标记油墨的溶剂。 ..甘油 甘油又名为丙三醇,有甜味,是化工生产的产品,有良好的吸水性,常用来做化 妆品的添加原料【】。在稳定血糖和胰岛素方面,甘油是一种理想的糖原;在高温环境 内蒙古民族人学颂::学位论文 中,甘油是一种能量酸,保水性强,有助于身体储存更多的水分。另外,甘油还被广 泛用于纺织、印染、造纸、日化、制酒、食品、塑料、化学、化纤等行业【。 ..葡萄糖 葡萄糖又名玉米葡糖、玉蜀黍糖,是自然界分布最广且最为重要的一种单糖。葡 萄糖在生物学领域具有重要地位,是生物的主要供能物质。在医学上,葡萄糖主要被 用作注射用营养剂葡萄糖注射液;在食品工业上,葡萄糖经异构酶处理后可制造 果糖,尤其是含果糖%的果葡糖浆己成为制糖工业的重要产品;在印染制革工业中, 。 被用作还原剂;工业上葡萄糖还大量合成维生素抗坏血酸 ..乙酸乙酯 乙酸乙酯有特殊的水果香味,吸水性好,呈酸性。作为工业溶剂,用于涂料、粘 合剂、乙基纤维素、人造纤维等产品中:作为粘合剂,用于印刷油墨、人造珍珠的生 产;作为提取剂,用于医药、有机酸等产品的生产;作为香料原料,用于菠萝、香蕉、 草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料,也是制药工业和有机合成的重要 原料【。 .抗氧化活性研究 ..抗氧化剂 抗氧化剂是一种能够抵制有害物质侵入生物体,并使生物生理过程正常的一种物 质。抗氧化剂中含有养料维生素和矿物质以及酶体内含有的可辅助化学反应的 蛋自质。人们认为这些抗氧化剂对于防止癌症、心脏病、中风、风湿性关节炎和白 内障等慢性疾病具有一定的治疗作用 ,所以天然的或者人工合成的抗氧化剂的开发 一直是医疗与食品工业的发展热点。人体内存在清除过量自由基的功能,当平衡受到 破坏时,人体机能就受到威胁。而作为抗氧化剂,它的能力大小评价标准一般是以清 除自由基的多少来衡量【】。 ..抗氧化剂抗氧化原理 油脂的自动氧化是油脂在常温条件下与空气接触而产生的自然现象。自动氧 化是 链式反应:引发一传递终止。引发:自由基氢生成的过程,引发剂热、 光、金属、氢过氧化物:传递:空气中的氧与自由基结合一过氧化自由基其 他脂肪酸中分离出的氢结合一氢过氧化物该过程重复发生使不饱和脂肪酸不 断变成氧化物;终止:氢过氧化物蓄积增多,原始不饱和酸逐渐减少,原子团之间相 结合非自由基化合物一链式反应停止。各类抗氧化剂的作用机理基于上述 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和?硝睃根的清除作用研究 链式反应有以下几种:.抑制自动氧化的链式反应的自由基抑制剂;.使铜铁等具有 促氧化作用的金属失去活性的金属螯合剂;.各非自由基过氧化物分解,使之失去活 性的过氧化物分解剂;.本身不具有抗氧化作用,可是能够增加自由基抑制剂的增效 剂。常见的主要有:自由基抑制剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、单重态氧淬灭剂、 甲基硅酮和甾醇抗氧化剂、多功能抗氧化剂、酶抗氧化剂等。 ..抗氧化活性评价方法 目前常用的抗氧化活性评价方法的原理如下:样品对体系中脂类物质的抑制 能力反映样品的抗氧化活性;样品对体系中自由基的清除能力反映样品的抗氧化 活性;测定样品的还原能力,反映样品的抗氧化活性。这里介绍了几种常用的评 价方法,以及这些方法的发展趋势。 羟自由基?的清除能力【:传统的反应产生?,在反应中. ..产生羟基自由基,羟自由基使得.脱氧..核糖裂解,裂解后的 物质和在微热条件下生成丙二醛,而和在微热条件下产生 粉红色物质。抗氧化剂的存在,减轻了羟自由基裂解.脱氧..核糖,从而使生成的 粉红色物质浓度变小。检测?的方法主要包括电子自旋共振法,操作相对简单,灵 敏度相对高;还包括高效液相色谱法、邻二氮菲.氧化法、细胞色素氧化法、 化学发光法。其中,化学发光法较比色法,精确度、灵敏度比较高,而且测定快速, 高效液相色谱法和电子自旋共振法的要求较高,需要特殊设备,而细胞色素氧化 法所使用得试剂则比较昂贵。 超氧阴离子厶的清除能力:包括邻苯三酚自氧化法,即邻苯三酚在 一定条件下可以自动氧化,并不断产生。,在一定程度上又可促进自氧化。一 过后,邻苯三酚自氧化完成,累积得到线性时间可维持在左右的浓度与时间的 线性关系,可计算得到自氧化速率,用来评价玉的清除能力。 法:?是种相对很稳定的自由基,在乙醇溶液中显暗紫色,在 波长处有最大吸收峰,当有抗氧化剂存在时,其单电子被结合而使其颜色减褪,在最 大吸收波长处的吸光度发生变化,变化的的程度与抗氧化剂的清除能力抗氧化剂越 稳定,其清除能力越强及其数量表现出定量关系。清除能力用清除率 ,表示,越大,样品的抗氧化能力越强。 还原能力测定:其测定原理是铁氰化钾被所选择的样品还原成亚铁氰化钾,亚铁 氰化钾和三价铁离子反应得到普鲁士蓝,在最大波长为处测吸光度值,用来 检测普鲁士蓝的生成量,来体现样本的还原力,吸光度值越高,表示所选择的样品还 原力越强。 总抗氧化能力测定:利用钼蓝法评价所选样品的抗氧化力。因为硫酸和磷酸钠的 存在,钼由六价还原成五价显蓝色的复合物,并在处有最大的吸收峰。当有 内蒙古民族人学硕::学位论文 样品存在时,钼和样品竞争被还原,可以通过处的吸收值体现出所选样品抗 氧化能力的大小。 ..抗氧化剂的应用现状 用作食品添加剂,主要功能是防止或减慢食品发生氧化作用提高食品的稳定 性,延长货架期。 用于保健品,主要功能是消除自由基或阻止自由基的活性,从而起到防老抗 衰、抑制肿瘤的发生、防止心脑血管疾病、增强免疫力功能的作用。 用于化妆品,有防止皮肤衰老,美容养颜的作用。 。 用于新药品,治疗心脑血管疾病、抗癌等 ..抗氧化剂研究前景 随着时代的发展,人们感觉到化学合成物对食品的污染,因而对天然产物的渴望 越来越强烈,而且天然抗氧化剂成分的毒性远远低于人工合成的抗氧化剂毒性。因此, 近年来对天然抗氧化剂的开发研究已引起各国科学家的高度重视。日本科学家宏末等 人曾对种中药材进行了抗氧化性能研究,发现甘草、丁香的水、醇、乙醚萃取物 均大于的抗氧化能力;苞术、生姜的醇溶物与陈皮的乙醚萃取物的抗氧化能力 也超过;另外,从茶叶中提取的抗氧化物质含有种组分:表没食子儿茶素、 表没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯以及表儿茶素,它们属于没食子酸 抗氧化剂。其抗氧化能力比维生素、维生素、、强好几倍。目前,许 多国家已开始了茶多酚的商品化生产。糖醇类抗氧化剂类按其结构可分为低分子的单 糖类、双糖类、三糖类、四糖类等。其中糖醇表现出显著的强抗氧化能力。 因此,食 品中广泛使用山梨糖醇和麦芽糖醇作抗氧化剂。 .选题意义及研究内容 羟基自由基?是对生物体危害最大、毒性最强的自由基。它常常通过损伤体 内的糖类、氨基酸、蛋白质等,造成细胞坏死或突变,还与衰老、肿瘤等密切相关, 因此,对羟基自由基的消除率是反映抗氧化剂抗氧化效果的重要标志。检测羟基自由 基的方法很多,比如分光光度法、化学发光法、荧光法等,但是与法相比, 仪器试剂昂贵,操作比较复杂。反应是代替生物体内?的体外模拟反应,对 羟基自由基的进一步研究非常重要。通过反应产生的羟基自由基,使体系中 的氧化成,使藏红的最大吸收波长处的吸光度发生变化,这也反映了羟基自 由基的氧化效果。 亚硝酸根’作为发色剂应用在肉食品加工中,在酸性条件下与胺类物质 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根的清除作用研究 发生亚硝化反应生成具有强致癌性的亚硝胺【.”】。目前,亚硝酸根的测定方法仍然 是重氮偶合比色法,但是由于该法的显色反应稳定性较差,所用试剂都是毒性 较大的致癌物质,因此建立新的研究体系显得尤为重要。近年来,国内外已报 道的测定的方法有极谱法、色谱法、催化光度法、分子荧光光度法等检测 方法【】,而分光光度法具有仪器简单易得、灵敏度高、检测限低等优点。 目前,对天然抗氧化剂的开发研究备受关注,研究者从中药、蒙药、茶叶、食 品等材料中提取抗氧化剂,而对常见有机酸与无机酸抗氧化性能的基础研究尚未见报 道。本工作采用分光光度法对不同类型有机酸和无机酸进行羟基自由基?和亚 硝酸根清除实验,并对其作用机制进行初步探讨。 内蒙古民族人学硕:学位论文 不同有机酸和无机酸对羟基自由基?的清除作用 .引言 氧在生物体内通过单电子还原产生化学性质活泼的物质成为活性氧,包括超氧负 离子自由基‘?、过氧化氢、羟基自由基?等,羟基自由基是一 种最活泼的氧自由基粒子,具有反应活性大、毒性大等特点,它可以与生物体内的多 种物质发生高效、快速的反应,导致生物机体的损伤和各种病变的发生【】。因而找 到具有良好抗氧化活性、能够有效抑制羟自由基的物质显得尤为重要。 一抗坏血酸 , ,是含有个碳原子的酸性多羟基化合 物,作为一种人体抗氧化剂,可消除人体内多余的活性氧和自由基,使人体细胞保持 健康状态。乳酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸等作为食品添加剂的酸度调节剂, 增强 体内正常代谢,及其盐都广泛应用于食品、医药、日化等行业;磷钨酸、磷钼酸和 硅钨酸等杂多酸,可以作为多功能的新型催化剂,具有氧化还原性和催化活性且稳定 性好,一些杂多酸具有很好的抗病毒、抗肿瘤活性:组成蛋白质的氨基酸都是. 氨基酸,是蛋白质必不可少的组成部分,对于身体适当的成长和发展起着非常 重要的作用,.酪氨酸和.赖氨酸是人体必须的营养物质,必须靠日常饮食和 营养补品来获得,.丙氨酸作为非必须氨基酸,预防肾结石、协助葡萄糖的代 谢,有助缓和低血糖,改善身体能量:,.丙二醇,甘油等在食品工业、医学、 涂料、纺织等行业中被广泛应用,还可作为表面活性剂、乳化剂和保湿剂,也 可作为抗氧化剂列在食品加工助剂中。以上不同有机酸和无机酸对羟基自由基 ?的清除作用的研究尚未见报道,本论文对此进行初步探讨。 .实验部分 ..实验试剂与仪器 本实验使用的主要试剂见表,主要仪器见表。 表主要试剂 试剂名称 规格 生产厂家 抗坏血酸 分析纯 天津市光复精细化工研究所 过氧化氢 分析纯 天津市永大化学试剂有限公司 磷酸二氢钠 分析纯 天津市光复精细化工研究所 磷酸氢二钠 分析纯 大沣市光复精细化工研究所 硫酸亚铁铵 分析纯 大津市光复精细化工研究所 乙二铵四乙酸二钠 分析纯 天津市大力化学试剂有限公司 乳酸 化学纯 北京化.厂 同有机酸和无机酸对羟基自由幕和弧硝陵根的清除作用研究 ..测试原理 过氧化氢和催化剂之间能发生反应:一”’ .,羟基自由基.由.一.体系产生,具有很高的反 处有强吸收, 应活性,与藏红作用产生有特定吸收波长的有色物质。在 处的吸光度,以吸光度值判断样品对?的清 用分光光度法测定体系在 除能力。 内蒙古民族人学硕士学位论文 ..测试液的准备 准确称取. 、. 和. 标 、. 、.卧. 准对照品,分别置于容量瓶中,加蒸馏水溶解并稀释至刻度,配成浓 /,. /,. /, 度分别为. /,. . /和. /的试液备用。采用同样的方法,将四种羟基酸 及其钠盐分别用.的磷酸盐缓冲溶液配成适合浓度的试液备用。 ..测定方法 用电子天平称量一定量合适的藏红,配成 /的藏红溶液,于避光 处保存。按照表的操作方法将制备好的样品溶液按照一定比例进行混合,来 测定它们对羟基自由基的.的清除能力。 表体系加样表 加好样品混合均匀后于 水浴保温 ,并在 处测其吸光度。 每组平均测定次,求平均值。实验结果以清除率%表示:%样品.空白 /对照一空白×%,清除率对应于各样品的抗氧化能力,因此可用清除 %羟基自由基所需样品的浓度来表示样品的抗氧化能力大小。 .结果与讨论 ..标准对照品对?的清除作用 /。 对?的清除实验加样表见表。可以看出,的为. 不同有机陵和无机酸对羟基自由基和弧硝酸根的清除作用研究 表标准品对?的清除效果 体系浓度 清除率% 标准品 / / , . . . . . . . . 维生素 . . . . /~ 由图可知,对羟基自由基具有较强的清除作用,并且在. . /的浓度范围内,清除率随着浓度的增大而增大。其可能的清除机 制为:拘结构中含有个羟基,可提供个羟基氢与?结合,加之两个 羟基连接在,位双键上,与位羰基形成共轭体系,增大了其供电子的能力,使 其具有较强的抗氧化活性‘。 一零巴急 图 对?的清除率 ..羟基酸及其盐对?的清除作用 ..羟基酸对?的清除作用 选择了四种羟基酸乳酸、苹果酸、柠檬酸和酒石酸,测试了它们对?的清除效 /、. /、. /、 果,见表。可以看出,分别为. . /。四种羟基酸对羟基自由基均有一定的清除作用,略弱于标准对照品内蒙古 民族人学硕学位论文 。 表 四种羟基酸对?的清除效果 . . . /. . . . 酒石酸 . . . . 乳酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸对羟基自由基的清除能力见图。由图可知, /./ 四种羟基酸对?具有一定的清除作用,且清除率在. 的浓度范围内,随着四种羟基酸浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它们的浓度与 清除率之间形成了正效应。其中,乳酸对?的清除率最高,柠檬酸次之,酒石酸最 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和?硝酸根的清除作用研究 差。 一零山一窭母 图四种羟基酸对?的清除率 :乳酸,:柠檬酸,:苹果酸,:酒石酸 其可能的清除机制为:四种有机酸结构类似,都含有羟基和羧基两种官能团。由 于乳酸中?的强吸电子能力,使得与一相连的碳正离子很稳定,一 氧带更多的负电荷,进而使一上的氢更容易与?结合。柠檬酸结构中中心碳原 子受到一个?和两个?吸电子基团的牵引,使中心碳原子带上更多 的正电荷,同样使羟基上的氢容易与?结合。苹果酸结构中由于一会与 一产生分子内氢键,使得一上的氢很难与?结合在一起。对于酒石酸,虽 然含有两个羟基,但其结构具有高度的对称性,所以稳定的结构中羟基上的氢更难脱 落下来与?结合。 ...羟基酸钠盐对?的清除作用 四种羟基酸钠盐对?的清除效果见表。可以看出,乳酸钠、柠檬酸钠、苹果 /、. /、. /、. 酸钠、酒石酸钠的分别为. /。四种羟基酸钠盐对羟基自由基均有一定的清除作用,略弱于标准对照品 。内蒙古民族人学顺.学位论文 表羟基酸钠盐对?的清除效果 . . . . . . 酒石酸钠 .】 . . . . . 由图可知,四种羟基酸盐对羟基自由基都有一定程度的清除作用,且清除率 在. /. /的浓度范围内,随着几种羟基酸钠盐浓度的增大 而呈逐渐上升的趋势。其中,苹果酸钠对?的清除率最高,柠檬酸其次,乳酸钠 最差。彳同有机酸和无机陵对羟景白由基和亚硝酸根的清除作用研究 一琴山~ 阿旦。 / 图四种羟基酸盐对羟基自由基?的清除 :苹果酸钠,:柠檬酸钠,:酒石酸钠,:乳酸钠 ..氨基酸对?的清除作用 选择了三种氨基酸.酪氨酸、.赖氨酸、.丙氨酸,测试了它们对?的清除效 /、. 果,见表。.酪氨酸、.赖氨酸所对应的分别为. /,而.丙氨酸在研究浓度范围内无值。与标准对照品相比,.酪 氨酸呈现出更好的清除效果值以/为单位。 表三种氨基酸对?的清除效果 . . . .赖氨酸 . . . .内蒙古民族人学硕。学位论文 .酪氨酸、.赖氨酸和.丙氨酸对羟基自由基的清除效果见图、、,由图可 知,三种氨基酸对羟基自由基都有一定程度的清除作用,但是差别很大,其 中,. 酪氨酸表现出非常好的抗氧化活性,.赖氨酸次之,.丙氨酸相对较弱。总体来 看, 虽然三种氨基酸对?的清除作用大有不同,但是它们在一定范围内随着浓度 的增大 而呈逐渐上升的趋势,因此,它们的浓度与清除率之间形成了正效应。 零 掌 山 . 百 ? ‘, ? ? 皇 皿 西削 图 一醑氨酸对。的 图 一赖氨酸对?的 图 一丙氨酸?的 清除率 清除率 清除率 三种氨基酸都有一定的抗氧化性,说明它们是一类有效的抗氧化剂。但是结 构不 同,抗氧化能力也不尽相同。其可能的作用机制为: .酪氨酸为芳香族氨基酸, 且 位上连有特殊结构的酚羟基,酚羟基上的氢对?有很强的结合能力,因此它表 现 出比其他两种氨基酸高出十几倍的清除能力;对于.赖氨酸和.丙氨酸来说,虽然 结构相似,但是清除能力差异很大。 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和弧硝酸根的清除作用研究 ..杂多酸及其盐对?的清除作用 ...杂多酸对?的清除作用 选择了三种常见的杂多酸磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸,测试了它们对?的清除效 /、. /和 果,见表。可以看出,它们对应的分别为. . /,与标准对照品相比,三种杂多酸呈现出更好的清除效果 值以/为单位。 表三种杂多酸对羟基自由基?的清除效果 磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸对羟基自由基的清除效果见图。由图可知,三种杂多 /. 酸对羟基自由基都有一定程度的清除作用,且清除率在. /的浓度范围内,随着几种杂多酸浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它 内蒙古民族人学颐位论文 们的浓度与清除率之间形成了正效应。其中,硅钨酸对?的清除率最高,磷钼酸和 磷钨酸对,的清除率相近。 图几种杂多酸对?的清除率 :硅钨酸,:磷钨酸,:磷钼酸 其可能的机制为:三种杂多酸的结构相似,磷钨酸和磷钼酸含有个氢,而硅钨 酸含有个氢,可认为几种杂多酸中的氢是以.?氢键的形式与结构中 的端氧相连接,羟基的个数可以决定其清除自由基的能力,因此硅钨酸对体 系中的羟 基自由基?的清除能力要强于磷钨酸和磷钼酸;而磷钨酸和磷钼酸的结构相 似, 钼和钨的半径和电负性相差不大,因此,两者对?的清除率相近。 不刷有机酸和无机酸对羟基自由基和弧硝睃根的清除作用研究 ...杂多酸钠盐对?的清除作用 两种多酸钠盐对?的清除效果见表。可以看出,钼酸钠对?的清除率要比 /、. 钨酸钠对?的清除率对高,两种杂多酸盐对应的分别为. /,与标准对照品相比,杂多酸盐呈现出较弱的清除效果值以 /为单位。 表杂多酸钠盐对?的清除效果 . . . . . . . . . 钼酸钠 . . . . . . . . ???一??????一???????????????????一内蒙古民族人学硕士学位 论文 / 图杂多酸盐对?的清除作用 :钼酸钠,:钨酸钠 钨酸钠、钼酸钠对羟基自由基的清除效果见图。由图可知,两种杂多酸钠盐 对 /. 羟基自由基都有一定程度的清除作用,且清除率在. /的 浓度范围内,随着杂多酸钠盐浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它们的 浓度与清 除率之间形成了正效应。杂多酸盐可能的作用机制比较复杂,有待进一步研 究。 ..对照试验 选择了,.丙二醇、丙三醇、葡萄糖、乙酸乙酯和丙酮等作为比对物质,考察 了它们对?的清除作用。 ,.丙二醇、丙三醇对?的清除效果见表。由表可知,丙三醇对?的清 /、 除率要比,.丙二醇对?的清除率要高,两种醇对应的分别为. . /,与标准对照品相比,都呈现出稍弱的清除效果值以/ 为单位。 表醇对?的清除效果 体系浓度 醇 清除率% / / . . . .丙二醇 . . . . . . 同有机酸和无机酸对羟基自由基和弧硝酸根的清除作用研究 ,.丙二醇、丙三醇对羟基自由基的清除率见图。由图可知,两种醇对?都 /~. 有~定程度的清除作用,且清除率在。 /的浓度范围内, 随着醇浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它们的浓度与清除率之间形成 了正效 应。 :限舄咧。嘎槲 图醇对?的清除率 :甘油,:丙二醇 。由表可知,葡萄糖对?的清除率 葡萄糖和乙酸乙酯对?的清除效果见表 /、. 与乙酸乙酯对?的清除率相近,两种物质对应的分别为. /,与标准对照品相比,都呈现出稍弱的清除效果值以/ 为单位。 内蒙古民族入学硕二学位论文 . . . . 乙酸乙酯 . . . . . . . 葡萄糖、乙酸乙酯对羟基自由基?的清除率见图。由图可知,两种物质 对羟基自由基?都有一定程度的清除作用,且清除率在. /~. /的浓度范围内,随着样品浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它们的浓 度与清除率之间形成了正效应。 图葡萄糖和乙酸乙酯对?的清除率 :葡萄糖,:乙酸乙酯 不同有机陵和无机酸对羟基自由基和弧硝酸根的清除作用研究 其可能的作用机制为:,.丙二醇和丙三醇结构相似,都含有羟基,只是羟基 的个数不同。实验结果显示,含有三个羟基的甘油与含有两个羟基的,.丙二 醇相比, 表现出更好的抗氧化效果。因此,可认为两种醇消除羟基自由基的作用基团 为羟基, 羟基的个数是决定抗氧化能力的主要因素。 葡萄糖的结构简式为....含有五个羟基,为多羟 基醛,乙酸乙酯的结构结构简式为,虽然分子结构中中没有羟基,但 是乙酸乙酯在水溶液中可以水解生成乙酸和乙醇,因此在一定程度上也能表 现出一定 的抗氧化效果。 对照物丙酮对羟基自由基?的清除实验结果证明,丙酮并不存在抗氧 化活性,这是因为丙酮分子结构与上述几种物质的结构的基团相差很大,没 有 羟基,因此可以认为羟基是消除羟基自由基的活性基团。 .小结 不同类型有机酸和无机酸对?的清除能力见表。 有机羧酸及其钠盐、杂多酸及其钠盐、氨基酸等抗氧化剂的结构中都含有羟 基或 羧基两种官能团,与抗坏血酸的结构也有相似之处,所以其抗氧化作用机制 应与 相似,但是它们对羟基自由基?影响因素较为复杂,其作用机制有待进一步研 究。内蒙古民族人学颂:学位论文 维生素 . 乳酸 . . 乳酸钠 柠檬酸 . 柠檬酸钠 . . 苹果酸 . 苹果酸钠 . 酒石酸 . 酒石酸钠 . 磷钨酸 . 钨酸钠 . 磷钼酸 . 钼酸钠 硅钨酸 . 葡萄糖 . .酪氨酸 . 乙酸乙酯 . .赖氮酸 . .丙氨酸 ,.丙二醇 . 甘油 . 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和?硝酸根的清除作用研究 不同有机酸和无机酸对亚硝酸根的清除作用 .引言 亚硝酸根‘广泛存在于土壤、天然水、食品等物质中,是致癌物质 亚硝胺的重要前体,有很强的致癌性,一旦亚硝酸盐进入人体后,可将低铁血 红蛋白氧化成为高铁血红蛋白,使之失去输送氧的能力从而使人中毒,因此 阻 。 断亚硝胺合成或消除亚硝胺的前体是防治癌症的有效途径【‘ , 一抗坏血酸 ,是含有个碳原子的酸性多羟基化合物, 具有相对较强的还原性,可使。还原,从而降低含量,抑制亚硝化反应的发 生【引。有关上述不同有机酸和无机酸对亚硝酸根的清除作用的研究尚未见 报道,本实验尝试对此进行初步探讨。 .实验部分 ..实验试剂与仪器 表主要试剂 试剂名称 规格 生产厂家 天津市光复精细化工研究所 抗坏血酸 分析纯 分析纯 天沣市天力化学试剂有限公司 亚硝酸钠 分析纯 天津市光复精细化工研究所 对氨基苯磺酸 .萘基乙二胺盐酸 分析纯 国药集团化学试剂有限公司 分析纯 北京化工厂 乳酸 西陇化股份有限公司 柠檬酸 分析纯 分析纯 天津市光复精细化:研究所 苹果酸 分析纯 天津市光复精细化::研究所 酒石酸 天津市光复精细化工研究所 乳酸钠 分析纯 西陇化工股份有限公司 柠檬酸钠 分析纯 天津市光复精细化:研究所 分析纯 苹果酸钠 分析纯 天泮市光复精细化工研究所 酒石酸钠 国约集团化学试剂有限公司 分析纯 磷钨酸 天津市光复精细化:研究所 磷钼酸 分析纯 天津市光复精细化研究所 硅钨酸 分析纯 天津市光复精细化:研究所 分析纯 钨酸钠 分析纯 天泮市光复精细化::研究所 钼酸钠 天泮市光复精细化“:研究所 分析纯 .酪氨酸 内蒙吉民族火学颂二:学位论文 ..测试原理 一 。 审渺电 弋矿刚 当加入供试样时,供试样和亚硝酸钠反应把亚硝酸钠反应掉,余下的亚硝酸 根在 弱酸性介质,可以重氮化对氨基苯磺酸,然后用.奈胺偶合可以形成红色的偶 联化 合物,该物质在 处具有最大吸收,用分光光度法测定体系在 处的吸 光度,以吸光度值判断样品对的清除能力。 ..测试液的准备 准确称取. ,. ,. ,. ,. 标准对照品,分别置于 容量瓶中,加蒸馏水溶解并稀释至刻度,配成浓度分别为. /, . /,. /,. /,. /的试液备用。采用同 样的方法,将有机酸和无机酸配成合适浓度的溶液备用。不同有机酸和无机 酸对羟基自由基和亚硝酸根的清除作用研究 ..测定方法 按照表的操作方法将制备好的样品溶液按照一定比例进行混合,来测定 它们对亚硝酸根的‘的清除能力。 表 体系加样表准确吸取. /的的标准溶液于两支比色管中,向其中一 的试样溶液,再各加入. 蒸馏水,. 支比色管中加入. . 。 ,冷却至室温。 的柠檬酸钠.柠檬酸缓冲溶液,定容至 水浴 吸取. 水浴后液体,加入. .%对氨基苯磺酸溶液,静置 , 后,加入. .%.萘基乙二胺盐酸溶液,稀释至 ,摇匀静置 于 处测吸光度。%【./×%,其中,一未加入样品 的吸光度,一加入样品后的吸光度。 .结果与讨论 ..标准对照品对的清除作用 /。 对的清除效果见表。可以看出,的为. 内蒙古民族人学硕士学位论文 表 标准品对:一的清除效果 /. 由图可知,对亚硝酸根具有较强的清除作用,并且在. /的浓度范围内,清除率随着浓度的增大而增大。其可能的清除机制为: 为酸性还原性物质,将大部分的’还原,从而使少量剩余的’与对 氨基苯磺酸发生重氮化反应,抑制亚硝化反应的发生。 零 叫 卫 恕 妻 侣 皇 图 对的清除率 ..羟基酸及其盐对的清除作用 四种羟基酸对的清除实验结果表明,四种羟基酸对的清除作用非常弱。 当浓度增至.×/时,乳酸对没有清除率,柠檬酸仅为.%,苹 果酸为.%,酒石酸为%。羟基酸盐在此浓度范围内对均不表现清除作用。 其可能的作用机制比较复杂,有待进一步研究。 ..氨基酸对的清除作用 三种氨基酸对。的清除效果见表。可以看出,三种氨基酸对应的分别 为.×’/、.× /、.× /值以/为 :同有机酸和无机酸对羟基白由基和亚硝酸根的清除作用研究 单位。 表三种氨基酸对:’的清除效果 . . . . . . . . .丙氨酸 . . . . . . . .酪氨酸、.赖氨酸和一丙氨酸对亚硝酸根的清除效果见图。由图可知,三 种氨基酸对都有一定程度的清除作用,在一定范围内随着浓度的增大而呈逐 渐 上升的趋势,因此,它们的浓度与清除率之间形成了正效应。内蒙古民族火学 硕二:学位论文 图 三种氨基酸对:’的清除率 :.酪氨酸,:.赖氨酸,:.丙氨酸 其可能的作用机制为:三种氨基酸结构中含有使还原的活性基团,一酪氨 酸结构中的还原性基团酚羟基,.赖氨酸和.丙氨酸结构中的还原性基团氨 基, 都对有一定的清除作用,但是清除效果远不如标准对照品。 ..杂多酸及其盐对的清除作用 ...杂多酸对的清除作用 三种杂多酸对的清除效果见表。可以看出,磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸三 /、. 种杂多酸对应的分别为. /和. /,与标准对 照品相比,三种杂多酸均呈现出更好的清除效果值以/为单位。 表三种杂多酸对的清除效果 体系浓度 杂多酸 清除率% / / . . . . . . 磷钨酸. . . . . . . ???????旷芍???一 ???喇钳骨酸?一 不同有机酸和无机酸对羟基自由基和亚硝酸根的清除作用研究 . . . . . . . . . . . . 硅钨酸 . . . . 磷钨酸、磷钼酸和硅钨酸对亚硝酸根的清除效果见图。由图可知,三种杂多 /. 酸对。都有一定程度的清除作用,且清除率在. /的浓度 范围内,随着几种杂多酸浓度的增大而呈逐渐上升的趋势,因此它们的浓度 与清除率 之间形成了正效应。其中,硅钨酸对的清除率最高,磷钨酸次之,磷钼酸最差。 / 图杂多酸对的清除率 :硅钨酸,:磷钨酸,:磷钼酸
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