Действие полифункциональных природних антиоксидантов – гуминовых и гиматомелановых кислот на процесс радикально-цепного окисления

Abstract

В даний час швидко зростає кількість природних речовин, для яких виявлено антиоксидантна активність. Пошук нових джерел дешевої і доступної сировини для отримання ефективних природних антиоксидантів для медичних цілей, рідких палив, технічних мастил, а також для харчових продуктів є актуальним завданням. Відомо, що гумінові кислоти (ГК) і гіматомеланові кислоти (ГмК) з торфу і бурого вугілля мають виражену біологічну активність, яка пов'язана з їх вираженою спорідненістю до біологічних мембран, участю в іонному транспорті, впливом на активність ферментів. Антиоксидантна активність є одним з фармакологічних тестів для біологічно-активних речовин, і наявність активних кислих груп (-СООН, -ОН) в макромолекулах ГК і ГмК передбачає здатність цих речовин до антиоксидантної дії. Однак детальних досліджень цих властивостей гумінових речовин в літературі немає. З метою вивчення дії гумінових речовин в процесах радикально-ланцюгового окислення нами досліджено окислення декількох органічних субстратів в присутності ГК і ГмК. Показано, що додаванням гумінових речовин викликано гальмування процесу окислення кумолу і етилбензолу. Спостережуваний ефект посилюється зі збільшенням концентрації ГК і ГмК. Таким чином, гумінові і гіматомеланові кислоти є ефективними інгібіторами радикально-ланцюгового окиснення вуглеводнів, тобто проявляють виражені антиоксидантні властивості. Також доведено, що присутність ГК і ГмК обумовлює прискорення окислення аскорбінової кислоти і спостережуваний ефект посилюється зі збільшенням концентрації гумінових речовин. Таким чином, ГК і ГмК в даному випадку виявляють виражені прооксидантну дію. Виявлені виборчі антиоксидантні і прооксидантно властивості гумінових речовин з бурого вугілля відкривають широкі можливості для застосування ГК і ГМК в якості нових класів антиоксидантів для технічних цілей, медицини і фармацевтики.

В настоящее время быстро растет количество природных веществ, для которых выявлена антиоксидантная активность. Поиск новых источников дешевого и доступного сырья для получения эффективных природных антиоксидантов для медицинских целей, жидких топлив, технических масел и смазок, а также для пищевых продуктов является актуальной задачей. Известно, что гуминовые кислоты (ГК) и гиматомелановые кислоты (ГмК) из торфа и бурого угля обладают выраженной биологической активностью, которая связана с их выраженным сродством к биологическим мембранам, участием в ионном транспорте, влиянием на активность ферментов. Антиоксидантная активность является одним из фармакологических тестов для биологически-активных веществ, и наличие активных кислых групп (-СООН, -ОН) в макромолекулах ГК и ГмК предполагает способность этих веществ к антиоксидантному действию. Однако детальных исследований этих свойств гуминовых веществ в литературе нет. С целью изучения действия гуминовых веществ в процессах радикально-цепного окисления нами исследовано окисление нескольких органических субстратов в присутствии ГК и ГмК. Показано, что добавление гуминовых веществ вызывает торможение процесса окисления кумола и этилбензола, причем наблюдаемый эффект усиливается с увеличением концентрации ГК и ГмК. Таким образом, гуминовые и гиматомелановые кислоты являются эффективными ингибиторами радикально-цепного окисления углеводородов, т.е. проявляют выраженные антиоксидантные свойства. Также доказано, что присутствие ГК и ГмК обуславливает ускорение окисления аскорбиновой кислоты и наблюдаемый эффект усиливается с увеличением концентрации гуминовых веществ. Таким образом, ГК и ГмК в данном случае проявляют выраженное прооксидантное действие. Обнаруженные избирательные антиоксидантные и прооксидантные свойства гуминовых веществ из бурого угля открывает широкие возможности для применения ГК и ГмК в качестве новых классов антиоксидантов для технических целей, медицины и фармацевтики.

At present, the number of natural substances for which an antioxidant activity have been revealed is rapidly growing. A search for new sources of inexpensive and readily available raw materials for manufacture of effective natural antioxidants for medicinal purposes, liquid fuels, technical oils and lubricants, and food products is a topical task. It is known that humic acids (HAs) and himatomelanic acids (HmAs) produced from peats and brown coal exhibit a pronounced biological activity, which is due to the pronounced affinity of humic acids for biological membranes, involvement of the acids in the ion transport, and their effect on the activity of enzymes. The antioxidant activity is one of pharmaceutical tests for biologically active substances, and the presence of active acid groups (–COOH, –OH) in macromolecules of HAs and HmAs assumes that these substances are capable of an antioxidant effect. However, no detailed studies of these properties of humic acids and himatomelanic acids have been reported in the literature. In order to study the effect of humic substances in the processes of radical-chain oxidation, we investigated the oxidation of several organic substrates in the presence of HAs and HmAs. It was shown that the addition of humic substances inhibited the process of oxidation of cumene and ethylbenzene, and the observed effect increases with increasing concentration of HAs and HmAs. Thus, HAs and HmAs are effective inhibitors of radical-chain oxidation of hydrocarbons, i.e. exhibit antioxidant properties. It is also proven that the presence of HAs and HmAs causes the acceleration of the oxidation of ascorbic acid and the observed effect increases with increasing concentration of humic substances. Thus, HAs and HmAs in this case exhibit pronounced prooxidant effect. The found selective antioxidant and prooxidant properties of humic substances from brown coal opens up wide possibilities for using HAs and HmAs as new classes of antioxidants for technical purposes, medicine and pharmaceuticals.