Кинетика окисления компонентов модельных водно-липидных систем тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

0046

Крайник Виктория Викторовна

КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОДЕЛЬНЫХ ВОДНО-ЛИПИДНЫХ СИСТЕМ

02.00.04 - физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 8 ОКТ 2010

Тюмень-2010

004611987

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры» на кафедре химии и ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет» на кафедре неорганической и физической химии

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ Ушкалова Валентина Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Курина Лариса Николаевна

доктор химических наук, профессор Щипанов Владимир Павлович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Югорский государственный университет», г. Ханты-Мансийск

Защита диссертации состоится «29» октября 2010 года в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета ДМ212.274.11 при ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет» по адресу: 625003, Тюмень, ул. Перекопская, 15", ауд. 410.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет».

Автореферат разослан 23 сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Ларина Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Известно, что процессы окисления органических веществ молекулярным кислородом протекают по цепному механизму с вырожденным разветвлением. Изучение закономерностей таких процессов обусловило прогресс во многих областях жизни и деятельности человека. На этой основе совершенствуются процессы хранения, оценки качества пищевых продуктов, полимеров, лекарственных препаратов, моторных топлив и масел. С развитием радиационной химии были обнаружены неферментативные, свободнорадикальные процессы окисления, которые присутствуют в нормальной клетке и меняют свою интенсивность под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды. В последнее время сформирована научная гипотеза, согласно которой, молекулярный механизм развития многих заболеваний обусловлен изменением интенсивности свободнорадикального окисления липидов биомембран.

Очевидно, что теоретической основой для разработки методов диагностики, профилактики и лечения таких патологий, а также способов торможения окислительной деструкции липидосодержащих продуктов, должны служить закономерности окисления компонентов в сложных вод-но-липидных системах. Актуальным является изучение особенностей кинетики и механизма окисления в таких системах путем сравнения с кинетикой более простых систем.

Часть работы выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (госконтракт № П1595).

Целью настоящей работы является изучение особенностей кинетики окисления водно-липидных систем, моделирующих биомембраны, в соответствии с классической схемой свободнорадикального окисления углеводородов и их производных, торможения этих процессов антиоксидан-тами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: выбор компонентного состава модельной водно-липидной системы; подбор оптимального диапазона рН комплексообразования меди (II) с а-аминокислотами;

исследование дисперсных характеристик модельной системы; исследование кинетики и механизма окисления модельной системы в присутствии координационных соединений меди (II) с а-аминокислотами и выбор каталитической системы среди наиболее устойчивых и активных комплексов;

изучение особенностей кинетики и механизма действия синтетических и природных антиоксидантов;

уточнение на основе экспериментальных исследований классической схемы окисления молекулярным кислородом.

Научная новизна. Установлена кинетическая активность координационных соединений (КС) меди (II) с а-аминокислотами в процессах

3

окисления компонентов водно-липидной системы молекулярным кислородом. Выявлен ряд активности аминокислот, обусловленный электронными эффектами в молекулах лигандов, различиями в структуре образующихся комплексов и дисперсных частиц.

Предложено уточнение классического механизма окисления применительно к многокомпонентным водно-липидным системам. Доказано участие КС меди (П) с а-аминокислотами в реакциях зарождения и продолжения цепей. Показано снижение энергии активации процессов образования и распада продуктов окисления липидов в присутствии КС меди (П).

Установлен различный характер влияния стандартного синтетического ингибитора (ионола) и природного антиоксиданта (а-токоферола) на процесс окисления модельной системы в зависимости от их концентрации, обусловленный участием ингибиторов не только в реакциях обрыва цепей, но и в реакциях зарождения и разветвления цепей.

На основании совокупности экспериментальных данных показаны низкие прогностические способности константы скорости обрыва цепей для сложных многокомпонентных каталитических водно-липидных систем, моделирующих состав биомембран.

Практическая значимость. Предложен состав модельной водно-липидной системы для тестирования антиоксидантов. Система содержит эфиры высших ненасыщенных жирных кислот и воду в соотношении 1 : 3 (по объему) с добавками (1-3)-1(Г3 моль/л эмульгатора цетилтримети-ламмония бромида и КС (1-3>10~3 моль/л меди (II) с (2-6)10" моль/л а-аланином в качестве катализатора.

Предложен способ торможения процессов каталитической деструкции водно-липидных систем путем добавления двух-пятикратного избытка фенилаланина или лейцина, или гистидина.

Обнаруженные закономерности связи каталитической активности КС меди (П) с а-аминокислотами со строением лигандов, а также предполагаемые причины снижения эффективности стандартных ингибиторов, могут бьггь использованы для объяснения процессов, протекающих при свободнорадикаль-ном окислении липидов в реальных биологических системах.

Достоверность полученных результатов обеспечивается совместным использованием ряда физико-химических методов исследования, адекватных поставленным задачам. Выявленные закономерности хорошо воспроизводятся при многократном повторении опытов и подтверждаются при статистической обработке данных.

На защиту выносятся следующие положения:

• экспериментальное обоснование выбора состава модельной системы для изучения свободнорадикального окисления липидов биомембран;

• новые данные по кинетике окисления липидов молекулярным кислородом в присутствии КС меди (П) с аминокислотами;

• новые данные по кинетике окисления липидов молекулярным кислородом в присутствии синтетического и природного ингибиторов в условиях, моделирующих окисление липидов биомембран;

• уточненная классическая схема механизма каталитического и ингиби-рованного окисления углеводородов применительно к многокомпонентным водно-липидным системам;

• практические рекомендации но тестированию антиоксидангов с помощью предложенной модельной системы и способ торможения окислительной деструкции водно-липидных систем.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на VI и VII открытой окружной конференции «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2005 и 2007 гг.), Международной конференции «Ломоносов-2007, 2008» (Москва, 2007 и 2008 гг.), VI Всероссийском научном семинаре «Химия и медицина» (Уфа, 2007 г.), Всероссийской конференции им. академика Н.М. Эмануэля «Окисление, окислительный стресс и антиоксиданты» (Москва, 2008 г.), Всероссийской научной конференции «Химическая кинетика окислительных процессов. Окисление и антиокислительная стабилизация». (Уфа, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, включая 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и содержит введение, четыре главы, выводы, список использованной литературы и приложение. В тексте содержится 36 рисунков и 11 таблиц. Список цитируемой литературы включает 184 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещены актуальность работы и сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе изложен обзор литературы, отражающий основы теории радикалыю-цепных реакций, кинетики, механизма окисления жирно-кислотных компонентов липидов биомембран, торможения этих процессов. Освещена теория комплексообразования меди с природными аминокислотами, теория мицеллообразования в присутствии аминокислот и белков, основы межфазного и мицеллярного катализа.

Во второй главе приводится описание методик, применяемых в работе.

В качестве липидного компонента использована смесь жирных кислот оливкового масла, этерифицированных этанолом в кислой среде по стандартной методике (липиды). Ингибиторы подвергались очистке по стандартным методикам. Кинетика окисления компонентов модельных водно-липидных систем изучена кинетическим методом с использованием термостатируемой волюмометрической установки. Кинетика накопления и распада продуктов окисления изучена методами спектрофотометрии и хромато-масс-спектрометрии.

Оптимальное значение рН комплексообразования установлено спектрофотометрически. Содержание меди в комплексах исследовалось методами молекулярного и атомно-абсорбционного анализа.

Дисперсные свойства модельной системы исследованы методами Ребиндера, рефрактометрии, удельной электропроводности, микроскопии.

Катализатор (хлорид меди) и эмульгатор (цетилтриметиламмоний бромид - ЦТМАБ) подобраны экспериментально и соответствуют их максимальной эффективности.

Результаты обрабатывались методом математического моделирования в графическом редакторе Microsoft Excel, для чего подбирались линии тренда и аппроксимирующие функции кинетических кривых, с последующим дифференцированием последних. Полученные дифференциальные кривые позволяют выбрать критерии эффективности и обосновать механизм действия КС меди (И) и ингибиторов.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием пакета прикладных программ Statistic for Windows.

В третьей главе приведены результаты выбора субстрата окисления, подбора оптимального значения рН комплексообразования меди (II) с а-аминокислотами, исследования дисперсных характеристик модельной системы.

В соответствии с полученными экспериментальными данными, для исследования кинетики окисления компонентов модельных систем растворы КС меди (II) с аланином, валином, треонином, серином, лизином, фенилаланином и гистидином готовились при рН 9,0; КС с лейцином - при

Экспериментально выявлено, что модельная водно-липидная система представляет собой сочетание мицелл со средним диаметром частиц (8,8±1,0)-10~9 м и более крупных частиц типа липосом с эквивалентным радиусом частиц (1,4+: 0,1)10^ м.

С учетом известных представлений и экспериментальных данных возможны две схемы расположения компонентов в структуре дисперсных частиц.

рН 5,5.

Ф)

Рис.1 . Схематичное изображение частиц модельной системы:

лекулы липидов; - молекулы ЦТМАБ; - диполи молеку

лекулы липидов;

- диполи молекул воды

- поляризованные мо-

Ядро мицеллы составляют поляризованные молекулы липидов и катионы ЦТМАБ (рис. 1а). Потенциалопределяющий и адсорбционный слои представлены поляризованными молекулами воды, а диффузный слой образуют анионы Вг~ и/или сг ■

Молекулы воды с растворенными КС меди (II) проникают в структуру ядра мицеллы на семь и более метиленовых групп ЦТМАБ и соприкасаются с окисляемыми центрами углеводородного скелета липидов. Нейтрализация зарядов координационного центра и лигандов при ком-плексообразовании повышает растворимость комплексов в липидах и способствует их контакту с окисляемыми центрами. Кислород, растворимый в воде и липидах, проникает в активные центры, вероятно, по диффузионному механизму.

Частицы типа липосом представляют собой двухслойные структуры (рис. 1Ь). Внутренним полярным слоем в них являются солюбилизиро-ванные молекулы липидов. Внешний слой представлен поляризованными молекулами липидов и катионами ЦТМАБ. В соответствии с представленной схемой вода, возможно, располагается в центре образованных частиц.

В четвертой главе приведены результаты исследований кинетики окисления компонентов модельной системы в присутствии КС меди (II) с а-аминокислотами и ингибиторов, исследования продуктов окисления и определения концентрации катализатора.

В соответствии с классической схемой окисления углеводородов, скорость окисления (\у0 ) определяется выражением (1):

О)

Инициирование цепей:

2RH + 02->lR'+H20 RH + O^R' + НО] Продолжение цепей:

Я' +02—

R0¡ + RH —Ъ-^ROOH + R'

Разветвление цепей:

ROOH—*-u—>RO' + HO' 2 ROOH—^->RO¡+RO' + Н20

Обрыв цепей:

R' +Я'—b-»AÍ, R' +

(3.1)

(3.2)

(.01) (02)

(4)

(5)

(6),

U) (2)

ROl + ROl-^-iM,

где М- молекулярные продукты.

Нумерация реакций приводится согласно общепринятой схеме жидкофазного окисления углеводородов.

Результаты настоящего исследования позволяют уточнить классическую схему окисления углеводородов на стадиях механизма зарождения и разветвления.

Для изучения процессов окисления компонентов модельной системы в присутствии аминокислот в качестве лигандов выбран следующий состав КС: содержание катионов меди (II) и а-аминокислот в концентрациях (1-2)-10~3 и (5-10>10"3 моль/л соответственно, что обеспечивает максимальную эффективность комплексообразования. Окисление осуществляют по следующей методике: к 1 мл липидов добавляют по 1 мл (1-3)- Ю-3 моль/л водных растворов ЦТМАБ и КС меди (П) с а-аминокислотами. Пробу доводят водой до 4 мл, термостагируют при температуре 60,0±0,2°С и насыщают молекулярным кислородом. Волюмомегрически, при непрерывном перемешивании, определяют объем поглощенного кислорода во времени.

Полученные кинетические кривые (КК) зависимости [02] = / (О имеют автоускоренный характер (рис. 2).

Рис. 2. Кинетика окисления компонентов модельной системы в присутствии координационных соединений меди (II) и а-аминокислот: (1) контроль, (2) аланин, (3) валин, (4) лизин, (5) треонин, (6) серии, (7) гистидин, (8) лейцин, (9) фенилаланин

Количественные параметры кинетики окисления компонентов модельной системы в присутствии КС меди (П) представлены в табл. 1. Все КК с дисперсией 0,99 описываются параболами.

Различия во влиянии природы а-аминокислоты на начальную скорость (У/„ач) процесса свидетельствуют об участии КС в реакциях зарождения цепей по реакциям (03) и (04):

ЯН + Си^Ц ->СииЬ +«" + я* С-5)

КЯ + Си'%+02 ->Сиг%+ДСГ+ Я(Г (°4)

Исходя из структуры хелатов и механизма комплексообразования, согласно которому положительный заряд координационного центра распределяется между двумя бидентатными лигандами, изменения активно-

сти КС в реакциях зарождения цепей можно связать с донорно-акцепторными свойствами заместителей в молекулах аминокислот и сте-рическими факторами.

Изменение величины ускорения (а) в зависимости от природы лиган-дов, очевидно, связано с участием КС в реакции разветвления цепей (3.3): ROOH + Cu2'L2 -> RO¡ + Cu'L2 + н* (3.3)

Эффективность этого влияния может быть объяснена указанным выше изменением донорно-акцепторной активности заместителей в молекулах аминокислот и соответствующим снижением (при высокой донорной активности) или увеличением (при акцепторной активности) энергии активации реакции (3.3).

Таблица I

Количественные параметры кинетики окисления компонентов модельной системы в присутствии комплексов меди (II) с а-амнноютслотами

Аминокислоты Формула радикала WW106, мольл_1-с_| HWIO6, моль-л'с-1 а-10', моль-л'-с-2 Уравнение параболы/fe)

контроль - 3,4±0,1 6,2+0,1 11,0+0,2 3 105-хг+2102-х

аланин -сн3 5,0+0.3 9,5+0,1 15,0±0,3 5-105Х2+4102Х

валин -СН(СН3)2 3,8±0,2 9,3±0,3 16,0±0,5 М0'Х2+210'2Х

лизин -(CH2)4NH2 3,1 ±0,5 6,7±0,4 11,0+0,4 7105Х2+2-10'2Х

треонин -СН(СН3)ОН 3,0±0,3 5,9±0,2 10,0+0,3 3-10"5-х2+2-10"2-Х

серии -сн2он 3,0+0,3 5Д±0,3 8,0±0,3 2105хг+210-2х

гистидин N «-NH 2,1±0,3 5,1+0,5 4,0+0,2 М(Г5Х2+2102-Х

лейцин -СН2СН(СН,)2 2,0±0,4 4,9±0,4 3,1+0,5 410sX2+610'3-X

фенил-аланин -сн2с6н5 1,4±0,2 4,0±0,4 3,0±0,3 2-105X2+7103-X

Уменьшение \Унач процесса окисления в присутствии серина и гис-тидина в качестве лигандов, может быть связано с усложнением типа координации за счет -ОН группы или -Л' гетероцикла. Это в целом увеличивает жесткость структуры и уменьшает подвижность КС, экранирует координационный центр и, таким образом, влияет на энергию активации указанных реакций.

Исключение составляет КС с лейцином. Вероятно, протонироваиие ли-ганда в кислой среде снижает каталитическую активность хлорида меди (П).

Классическая теория цепных разветвленных процессов рассматривает параболический характер КК, как доказательство мономолекулярного характера разветвления и бимолекулярного механизма обрыва цепей. Поэтому параболический характер КК, установленный в нашем исследова-

нии, подтверждает предполагаемый нами мономолекулярный механизм распада гидропероксидов.

По результатам проведенных исследований в качестве катализатора окисления компонентов модельной системы предложено КС меди (П) с а-аланином.

По данным хромато-масс-спеиромегрии установлено в составе модельной системы присутствие двух важнейших компонентов, которые определяют механизм окисления. К ним относится этилолеат (80 %) и этиллинолеат (9 %). Спектроскопическое исследование каталитического окисления липвдно-го компонента позволило выявить не только продукты его окисления, но предположить общую схему радикально-цепного процесса

В УФ-спектрах окисленной пробы, появляется полоса с максимумом Фшкс) при 202-204 нм (первая полоса) и широкая менее интенсивная полоса с Я^акс при 230 нм (вторая полоса). Первая полоса была отнесена к поглощению первичных продуктов (алкенил-гидропероксидов), вторая - к поглощению вторичных продуктов (а, ¡^-ненасыщенных карбонильных соединений).

На рис.3 приведены зависимости изменения интенсивностей первой и второй полос во времени при различных температурах окисления.

А М [А А " ГАА

6 1.МИВ 0 {»ммн 0 -'------»ММ*

6 40 80 120 9 260 400 Ш о 40 80 1»

(а) (Ь) (с)

Рис. 3. Зависимость интенсивностей (1) первой и (2) второй полос окисленной пробы при (а) 24, (Ь) 37, (с) 60°С от времени; концентрация липидного субстрата (а) 4,5-10"; (Ь) 3,0-10"4; (с) 1,2-10"4 моль/л

Показано, что оптическая плотность меняется экстремально, достигая максимального значения через 120 мин. (24°С), 15 мин. (37°С) и 5 мин. (60°С) после начала эксперимента. В течение следующего часа окисления оптическая плотность остается величиной постоянной.

Представленные результаты свидетельствуют о том, что при каталитическом окислении происходит параллельное образование и распад первичных и вторичных продуктов окисления липидов. Эти результаты согласуются с известными литературными данными о том, что катионы резко ускоряют распад гидропероксидов и окисление альдегидов.

Для сравнения скоростей процесса образования и распада первичных и вторичных продуктов окисления, в зависимости от температуры, строились зависимости =/(]ЛГ). Результаты измерений приведены на рис. 4.

В качестве характеристики скорости процесса образования первичных и вторичных продуктов окисления использовалось время (г,), за которое первая и вторая полосы поглощения достигали максимального значения оптической плотности. Для характеристики скоростей процесса

10

распада использовалось время {т2), за которое первая и вторая полосы поглощения достигали постоянной оптической плотности.

Рис 4. Зависимость скоростей образования (1) и распада первичных (2) и вторичных (3) продуктов окисления от температуры

По углу наклона определили энергию активации (ЕА). Получены значения энергии активации образования первичных, вторичных продуктов, равные (71±1) кДж/моль и значения энергии активации распада первичных и вторичных продуктов, равные (58±1) кДж/моль.

Снижение Еа при распаде продуктов объясняет экстремальный характер зависимостей Хмакс оптической плотности во времени при всех температурах окисления. В настоящем эксперименте получены более низкие значения Ел по сравнению с известными в литературе значениями ЕА образования и распада продуктов некаталитического окисления липидных систем, равными 120 кДж/моль.

Для водной фазы наблюдается поглощение в виде широкой полосы в области 550-750 нм с К1ШС при 620 нм, соответствующее поглощению КС меди (II) с а-апанином. Из рис. 5 следует, что уже в первые 5-10 мин. интенсивность поглощения этой полосы резко уменьшается, при этом исходная концентрация Си2+ уменьшается ~ на 33-39%. В течение всего последующего процесса окисления устанавливается постоянная интенсивность указанной полосы.

Экстракты органической фазы имеют широкую полосу поглощения в области 600-800 нм с Х„аи. при 670 нм. В соответствии с литературными данными эта полоса можег быть отнесена к поглощению соединений меди (I). В процессе окисления интенсивность полосы с лмакс при 670 нм возрастает в течение 10-30 мин. ~ в 2-2,5 раза и затем устанавливается постоянная концентрация соединений катионов меди (рис. 5).

По данным атомно-абсорбционной спектрометрии в процессе окисления концентрация меди в водной фазе уменьшается, а в органической, напротив, увеличивается (табл. 2).

С течением времени устанавливается постоянная концентрация меди в органической и водной фазах, что подтверждает результаты описанного выше эксперимента.

Рис. 5. Изменения интенсивности полос при 620 (1) и 670 (2) нм во времени

Таблица 2

Изменение содержания меди в пробе в процессе окисления _компонентов модельной системы_

Время окисления, мин. Концентрация меди в фазах пробы:

водная органическая

мг/л % мг/л %

0 99,72+0,16 78,5 27,28+1,15 21,5

10 92,26+0,15 72,6 34,74+1,50 27,4

30 87,66+0,02 69,0 39,34+1,15 31,0

150 86,40+0,15 68,0 40,60±1,50 32,0

Таким образом, с учетом идентификации комплексов катионов меди (I) в органической фазе, предложен механизм их образования по реакциям (03) и (3.3) и превращение по реакции (04) и (3.4)

1Ю011 + Си'+1.2 -ч> ко" + с«2*¿2 + но- (3.4)

С учетом совпадения по времени кинетики образования первичных и вторичных продуктов окисления можно предположить участие КС меди (I) и (П) не только в распаде первичных гидропероксидов, но и в окислении вторичных продуктов, например а,р-ненасыщенных карбонильных соединений (реакция 05):

я2 - (сн2)7 -сн=сн- <° + Си2'г.2—я2 - <сн2)7 - сн = сн + Си'*г.г+ н* (05)

н

Метод ингибиторов является базовым при исследовании цепных процессов. По эффекту торможения в присутствии сильного ингибитора фиксируют наличие цепного процесса. Классическая схема ингибирован-ного окисления углеводородов приведена ниже.

Я01 + 1пН —ь-» яоон + 1п 1п+1п'

1п + ЯН —Ьг—>й" + 1пН

1пН 4 ЯООН —^—> НО' + 1п + Н20

ЫН + ЯООН-^Мь

(7) С8) (9) (10) (11) (12)

*о,=фн)ум1пн] (2)-

где/- стехиометрический коэффициент ингибирования, к7 - константа скорости обрыва цепей на ингибиторе, л-моль~'-с , [!пН\ - концентрация ингибитора, моль/л;

Результаты настоящего исследования позволяют уточнить классическую схему окисления углеводородов на стадиях механизма обрыва цепей с помощью антиоксидантов.

На рис.6 показаны КК окисления компонентов модельной систе-

Рис. 6. Кинетические кривые окисления компонентов модельной системы в присутствии ио-нола: (1) контроль, (2) 5-10'5, (3) 810"5, (4) МО'4, (5) 210"4, (6) 410"4, (7)6104 ,(8) 810^ моль/л

КК модельной системы в присутствии 5-10 5-1-10"4 моль/л ионола с хорошей дисперсией описываются параболами. Остальные КК аппроксимированы двумя функциями: прямой на начальных участках и параболами на остальных участках. Количественные параметры кинетики окисления модельной системы в присутствии ионола представлены в табл. 3.

Из данных табл. 3 и рис. 6 следует, что характер КК меняется при концентрации ионола Ы0"4 моль/л. При концентрации добавок ионола выше 1-10^ моль/л КК имеют периоды полного торможения, периоды ау-тоускорения и выходы на максимальную скорость. Такой характер КК, согласно методу ингибиторов, соответствует участию сильного ингибитора только в реакциях обрыва цепей и выходу из периода индукции после полного израсходования ингибитора.

Для уточнения механизма действия ионола построены зависимости периода индукции (рис. 1а) и начальных скоростей окисления (рис. 7Ь) от концентрации ингибитора.

Из рис. 1а виден линейный характер зависимости, свидетельствующий об участии ингибитора только в реакциях обрыва цепей. На рис. 1Ь показан сложный характер этой зависимости, а именно, наличие точки

перегиба двух прямых, соответствующей концентрации ионола, равной 1-Ю"4 моль/л.

Таблица 3

Количественные параметры кинетики окисления компонентов модельной системы в присутствии ионола

СЮ" ионола, моль/л InH:Cu2+ моль-л V wwio", моль-л+-с"1 а-108 моль-л"1-с"2 Уравнение параболы fix)

контроль - 2,7±0,2 8,2±0,1 3,0+0,6 710'5х2+310"2-х

0,5 1:40 1,3±0,4 7,3 ±0,2 3,0+0,8 7-Ю'5-Х2+2-Ю'2-Х

0,8 1:25 0,8±0,2 6,3 ±0,4 3,6±0,2 1-10"*-х2+5'10'3-Х

1 1:20 0,7+0,2 5,0±0,4 3,4+0,1 эю'х'+гю'-х

2 1:10 0,6+0,1 8,2+0,2 3,8±0,1 1-10-4Х2+110'2Х-0,5

4 1:5 0,5+0,1 8,1 ±0,8 7,6±0,2 г-Ю^х^МО^х+О,!

6 1:3,3 0,3±0,4 8,1 ±0,4 7,6±0,4 2 • 10""-х2-3 • 10'2х+1,7

8 1:2,5 0,3+0,1 8,2+0,3 7,6±0,4 2-10V-8'10'!+8,0

Рис.7. График зависимости (д) периода индукции т и (Ь) начальной скорости У/нач от концентрации ионола при окислении модельной системы

Таким образом, с помощью трех подходов по кинетическим кривым окисления модельной системы в присутствии ионола установлен интервал концентраций, при которых последний действует как сильный ингибитор. Изменение механизма происходит при концентрации ионола МО"4 моль/л, что соответствует соотношению 1 :20.

Максимальные скорости окисления {\Умакс) (табл. 3) в этих условиях также ниже контрольных и снижаются пропорционально концентрации ионола. Ускорение практически не зависит от присутствия ионола и соответствует величине ускорения в контрольной пробе. Совместно эти факторы могут быть объяснены снижением эффективности катализатора под влиянием ионола. Например, тем, что са2ч2 восстанавливается в си'%. а последний продукт является менее эффективным катализатором и не участвует в разветвлении цепей. Тогда снижение окисления может быть обусловлено участием продуктов окисления ионола в реакциях обрыва цепей.

Также представлены результаты исследования модельной системы в присутствии а-токоферола, как наиболее изученного и эффективного из биоантиоксидантов. Исследованы добавки а-токоферола в концентрации (0,001-6)-10"4 моль/л.

Рис. 8. Кинетические кривые окисления модельной системы в присутствии а-токоферояа: (1) контроль; (2) 2-10"4; (3) 6-104; (4) 5-Ю'5; (5) НО4; (6) 4-Ю"5; (7) 7-Ю"7; (8) 1,5-Ю"7 моль/л

В зависимости от соотношения концентраций а-токоферола и катионов меди (П), в составе комплексов, меняется характер КК. Качественно можно выделить четыре типа кинетических кривых (рис. 8).

При небольшом избытке катализатора (рис. 8а), вероятно, а-токоферол эффективно обрывает цепи по реакции (7), а радикалы ингибитора участвуют в продолжении цепей по реакции (10). Конкуренция этих реакций приводит к наличию периода индукции, удлинению периода ускорения и выходу на максимальную скорость, превышающую контрольную.

Увеличение избытка катализатора (рис. 8Ь) приводит к преобладанию реакций зарождения над обрывом цепей, в том числе, благодаря участию а-токоферола с КС меди (II):

1пН + Си2* —> /я* + Сн'*£2 + Я* (13)

Это приводит к исчезновению периода индукции, параболическому характеру КК и превышению контрольной скорости процесса.

При большом избытке катализатора (рис. 8с) процесс начинается с высокой скоростью, близкой к максимальной, достигается максимальная скорость, а далее следует замедление процесса, усиливающееся во времени. В присутствии микродобавок а-токоферола (рис. %сГ) увеличивается ускорение и конечная скорость процесса по сравнению с контрольной пробой.

Очевидно, что в этих условиях, преобладают процессы окисления а-токоферола по реакциям (11) и (13), образование токоферилрадикала по реакции (!3) и токоферилхинона по реакции (14)-.

РЪ . С„3 СН3

„аОТ

1ьсХ с"' Н]С V ",с ^

Токоферилхинон может обрывать цепи, а также участвовать в окислительно-восстановительных превращениях по реакциям (13*-+14).

Преобладание этих реакций, участие токоферилхинона в реакциях обрыва цепей приводит к сложному, полиноминальному характеру КК и отсутствию торможения начальных стадий процесса.

Сравнение эффективности торможения при одинаковых концентрациях ионола и а-токоферола показывает, что несмотря на более низкое значение константы обрыва цепей (к7) в углеводородах (~ в 100 раз) у ионола, под его влиянием, периоды полного торможения и, следовательно, его эффектив-ность всегда выше. Все эти факты позволяют констатировать другой механизм действия а-токоферола в гетерогенной среде, зависящий от соотношения концентраций микроэлементов и биоантиоксиданта.

Представленные результаты позволяют также утверждать, что прогностические возможности торможения цепных процессов по величине к7 в условиях, моделирующих биомембраны, существенно ниже, чем при гомогенном окислении. В реальных условиях пероксидного окисления ли-пидов биомембран к7 может оказаться бесполезной.

В целом, снижение антиоксидантной активности а-токоферола и даже промотирование процесса по сравнению с ионолом, вероятно, обусловлено, прежде всего, его участием в реакциях продолжения цепей (реакция 10). Поскольку аутоускорение связано с квадратичным механизмом разветвления, а в присутствии а-токоферола оно значительно замедляется, то, возможно, это также связано с участием ингибитора в бимолекулярном распаде гидропероксидов (реакция 11).

Представленные результаты с очевидностью свидетельствуют о разных механизмах влияния а-токоферола на процесс окисления модельной системы в зависимости от его концентрации. В терминах состава биомембран этот механизм определяется соотношением концентраций КС и биоантиоксидантов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложена водно-липидная система для моделирования процессов свободнорадикального каталитического окисления липидов биомембран и тестирования антиоксидантов. В состав системы входит смесь эфиров высших ненасыщенных жирных кислот (липидов) и воды в соотношении 1:3 (у/у), с добавками (1-3)-1(Г3 моль/л цетилтриметилам-мония бромида в качестве эмульгатора и комплексов (1-3)-Ю-3 моль/л меди (П) с 2-5-кратным избытком а-аланина в качестве катализатора при оптимальном для комплексообразования рН (8-10).

2. По результатам исследования дисперсных свойств модельной системы обнаружено 2 типа частиц со средним диаметром (8,8±1)10'9 м и эквивалентным радиусом (1,4±0,1 )■ 10"6 м. Предложены две схемы структуры дисперсных частиц в виде мицелл и липосом. Сделаны предположения о локализации компонентов в процессе окисления.

3. В процессе окисления липидов модельной системы обнаружены различия кинетической активности координационных соединений меди (П) с а-аминокислотами в зависимости от структуры последних. Показана высокая каталитическая активность комплексов меди (И) с а-аланином и высокая ингибирующая активность комплексов меди (II) с фенилаланином. Установлено увеличение кинетической активности комплексов меди (II) с а-аминокислотами в ряду: фенилаланин<лейцин<гистидин<серин<треонин<лизшквалин<аланин; Последовательность аминокислот в ряду объясняется электронными и структурными факторами.

4. По кинетическим кривым окисления, спектроскопическим исследованиям изменений концентраций продуктов окисления и меди (I и II) в липидной и водной фазах во времени предложен механизм каталитического окисления компонентов в модельной системе. Показано участие комплексов меди (I и II) в реакциях зарождения и продолжения цепей, возможное участие в окислении вторичных продуктов и каталитическом окислении 2,6-дитретбутил-4-метилфенола (ионола).

5. Методом ингибиторов доказан радикально-цепной механизм окисле-

ния липидных компонентов в модельной системе. Показано, что в

концентрациях 1104 моль/л и выше, ионол участвует как сильный ин-

гибитор только в реакциях обрыва цепей. Определена скорость ини-

циирования и рассчитана длина цепей, равная 95±5.

6. По кинетическим параметрам установлен сложный механизм действия важнейшего биоантиоксиданта а-токоферола и изменение механизма в зависимости от его концентрации. Показано, что во всем интервале исследуемых концентраций (10~4-10~7) моль/л, а-токоферол менее эффективно ингибирует окисление липидов, по сравнению с ионолом. Установлены 4 различных типа кинетических кривых окисления компонентов модельной системы в зависимости от концентраций а-токоферола, соответствующих торможению, отсутствию эффекта торможения, 5-образному характеру кинетических кривых и ускорению окисления. Характер кинетических кривых объяснен участием а-токоферола в конкурирующих реакциях обрыва, продолжения цепей, его окисления до токоферилхинона, участия последнего в разветвлении цепей.

ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

в изданиях, рекомендованных ВАК

1) Крайник В.В. Моделирование процессов окисления липидов биомембран / В.В. Крайник, Л.А. Журавлева, В.Н. Ушкалова // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. - 2008. - № 5. - С. 31-38.

2) Крайник В.В. Спектроскопическое исследование процессов окисления в присутствии комплексов меди / В.В. Крайник, В.Н. Ушкалова, В.Г. Катанаева И Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2009. № 6. С. 101-105.

3) Крайник В.В. Исследование механизма каталитического окисления водно-липидной системы / В.В. Крайник, В.Н. Ушкалова // Журнал физической химии. - 2010. Т. 84. - № 5. - С. 998-1000.

в других изданиях

4) Крайник В.В. Антиоксидантная активность координационных соединений меди и а-аминокислот / В.В. Крайник, Г.А. Наурусова // Ломоносов-2007: Материалы XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам. М.: изд-во МГУ. - 2007 -С. 457.

5) Крайник В.В. Разработка методов биоадекватного тестирования средств ан-тиоксидантотерапии / В.В. Крайник, Л.А. Журавлева, В.Н. Ушкалова // Химия и медицина: Тезисы докладов VI Всероссийского научного семинара с Молодежной научной школой. - Уфа: Гилем. -2007. - С. 63-64.

6) Крайник В.В. Кинетика каталитического окисления водно-липидных систем /

B.В. Крайник, Л.А. Журавлева, Г.А. Усманова, В.Н. Ушкалова // Успехи современного естествознания. Тезисы докладов III научной международной конференции «Современные проблемы науки и образования. - 2008. - № 5. -

C.115-116.

7) Крайник В.В. Тестирование антиоксидантов в водно-эмульсионной среде / В.В. Крайник, Г.А. Усманова // Ломоносов-2008: Материалы XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам. М.: изд-во МГУ. -2008. - С. 628.

8) Журавлева Л.А. Кинетические подходы к проблеме тестирования антиоксидантов. С. 2 Водно-липидная модель / Л.А. Журавлева, В.В. Крайник, В.Н.

Ушкалова // Современные проблемы науки и образования. М.: Академия естествознания. - 2008. -№3._- С. 154-162.

9) Крайние В.В. Кинетика окисления этилолеата в присутствии координационных соединений меди с аминокислотами // Окисление, окислительный стресс и антиоксиданты: Всероссийская конференция молодых ученых и III школа им. академика Н.М. Эммануэля: Доклады и тезисы. М.: РУДН. - 2008. - С. 200-201.

10) Журавлева JI.A. Поиск средств антиоксидантотерапии кинетическими методами / JI.A. Журавлева, В.В. Крайних, Г.А. Усманова, В.Н. Ушкалова // European academy of natural history. -№4. - 2008. - C. 58-60.

11) Журавлева Jl.А. Оценка антиоксидантной активности некоторых лекарственных препаратов кинетическим методом. / Л.А. Журавлева, В.В. Крайник // Наука и инновации XXI века: Материалы IX Открытой окружной конференции молодых ученых. Изд-во СурГУ. 2009. С. 101-104.

12) Журавлева Л.А. Разработка и оценка эффективности кинетического способа тестирования водорастворимых антиоксидантов / Л.А. Журавлева, В.В. Крайник // Iм Международная научно-практическая конференция «Наука и бизнес: пути развития» Science and business: development ways. Тезисы докладов. Тамбов: ТАМБОВПРИНТ. - 2009. - С. 191-196.

13) Крайник В.В. Спектроскопическое исследование каталитического окисления водно-липидной системы / В.В. Крайник, В.Н. Ушкалова // Всероссийская научная конференция «Химическая кинетика окислительных процессов. Окисление и антиокислительная стабилизация». XII Всероссийская научная конференция по химии органических и элементоорганических пероксидов «Пероксиды-2009». Тезисы докладов. Уфа: изд-во БГУ. - 2009. - С. 96-98.

Подписано в печать 22.09.2010. Тираж 100 экз. Объем 1,0 уч.-изд. л. Формат 60x84/16. Заказ 1293.

Издательско-полиграфический комплекс Тюменской государственной сельскохозяйственной академии 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Введение

Глава 1 Развитие представлений о процессах жидкофазного окисления липидов

1.1 Кинетика и механизм жидкофазного окисления углеводородов

1.2Кинетика жидкофазного окисления в присутствии ингибиторов

1.3 Особенности механизма окисления ненасыщенных жирно-кислотных компонентов липидов

1.3.1 Состав липидов биомембран

1.3.2 Свободнорадикальное окисление липидов биомембран и его роль в развитии патологий

1.3.3Формирование представлений о биоантиоксидантах и торможении свободнорадикального окисления липидов

1.4 Формирование физико-химических представлений о дисперсных системах липидов

1.4.1 Роль поверхностно-активных веществ в мицеллообразовании и представления о мицеллярном и межфазном катализе

1.4.2Влияние белков и аминокислот на процессы мицеллообразования

1.4.3 Структура и дисперсность липидов биомембран

1.5 Особенности кинетики окисления водно-липидных систем 29 1.5.1 Роль структурных факторов в процессах окисления липидов 30 1.5.2Координационные соединения меди и их роль в свободнорадикальном окислении липидных систем

Актуальность темы. Известно, что процессы окисления органических веществ молекулярным кислородом протекают по цепному механизму с вырожденным разветвлением, открытым в 1934 г. Н. Семеновым и К. Хиншель-вудом.

Изучение закономерностей таких процессов обусловили прогресс во многих областях жизни и деятельности человека. На этой основе совершенствуются процессы хранения, оценки качества пищевых продуктов, полимеров, лекарственных препаратов, моторных топлив и масел. С развитием радиационной химии были обнаружены неферментативные свободнорадикаль-ные процессы окисления, которые присутствуют в нормальной клетке и меняют свою интенсивность под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды. В последнее время сформирована научная гипотеза, согласно которой, молекулярный механизм развития многих заболеваний, вызванных радиационным поражением, старением, неблагоприятными воздействиями окружающей среды и условиями труда, обусловлен изменением интенсивности свободнорадикального окисления липидов биомембран. Возник интерес к антиоксидантотерапии, как средству профилактики и лечения таких патологий.

Очевидно, что теоретической основой для разработки методов диагностики, профилактики и лечения таких патологий, а также способов торможения окислительной деструкции липидосодержащих продуктов, должны служить закономерности окисления компонентов в сложных водно-липидных системах. Актуальным является изучение особенностей кинетики и механизма окисления в таких системах путем сравнения с кинетикой более простых систем.

Часть работы выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (госконтракт № П1595).

Целью настоящей работы является изучение особенностей кинетики окисления водно-липидных систем, моделирующих биомембраны, в соответствии с классической схемой свободнорадикального окисления углеводородов и их производных, торможения этих процессов антиоксидантами.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: . выбор компонентного состава модельной водно-липидной системы; . подбор оптимального диапазона рН комплексообразования меди (II) с ааминокислотами; . исследование дисперсных характеристик модельной системы; . исследование кинетики и механизма окисления модельной системы в присутствии координационных соединений меди (И) с а-аминокислотами и выбор каталитической системы среди наиболее устойчивых и активных комплексов; изучение особенностей кинетики и механизма действия синтетических и природных антиоксидантов; уточнение на основе экспериментальных исследований классической схемы окисления молекулярным кислородом.

Научная новизна. Установлена кинетическая активность координационных соединений (КС) меди (II) с а-аминокислотами в процессах окисления компонентов водно-липидной системы молекулярным кислородом. Выявлен ряд активности аминокислот, обусловленный электронными эффектами в молекулах лигандов, различиями в структуре образующихся комплексов и дисперсных частиц.

Предложено уточнение классического механизма окисления применительно к многокомпонентным водно-липидным системам. Доказано участие КС меди (II) с а-аминокислотами в реакциях зарождения и продолжения цепей. Показано снижение энергии активации процессов образования и распада продуктов окисления липидов в присутствии КС меди (II).

Установлен различный характер влияния стандартного синтетического ингибитора (ионола) и природного антиоксиданта (а-токоферола) на процесс окисления модельной системы в зависимости от их концентрации, обусловленный участием ингибиторов не только в реакциях обрыва цепей, но и в реакциях зарождения и разветвления цепей.

На основании совокупности экспериментальных данных показаны низкие прогностические способности константы скорости обрыва цепей для сложных многокомпонентных каталитических водно-липидных систем, моделирующих состав биомембран.

Практическая значимость. Предложен состав модельной водно-липидной системы для тестирования антиоксидантов. Система содержит эфиры высших ненасыщенных жирных кислот и воду в соотношении 1 :3 по объему) с добавками (1-3)-10 моль/л эмульгатора цетилтриметилам-мония бромида и КС (1-3)-10 моль/л меди (II) с (2-6)-10" моль/л а-аланином в качестве катализатора.

Предложен способ торможения процессов каталитической деструкции водно-липидных систем путем добавления двух-пятикратного избытка фени-лаланина или лейцина, или гистидина;

Обнаруженные закономерности связи каталитической активности КС меди (II) с a-аминокислотами со строением лигандов, а также предполагаемые причины снижения эффективности стандартных ингибиторов, могут быть использованы для объяснения процессов, протекающих при свободно-радикальном окислении липидов в реальных биологических системах.

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на VI и VII открытой окружной конференции «Наука и инновации XXI века» (Сургут, 2006 и 2007 гг.), Международной конференции «Ломоно-сов-2007, 2008» (Москва, 2007 и 2008 гг.), VI Всероссийском научном семинаре «Химия и медицина» (Уфа, 2007 г.), Всероссийской конференции им. академика Н.М. Эмануэля «Окисление, окислительный стресс и антиокси-данты» (Москва, 2008 г.), Всероссийской научной конференции «Химическая кинетика окислительных процессов. Окисление и антиокислительная стабилизация». (Уфа, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, включая 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и содержит введение, четыре главы, выводы и список использованной литературы. В тексте содержится 36 рисунков и 11 таблиц. Список цитируемой литературы включает 184 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложена водно-липидная система для моделирования процессов сво-боднорадикального каталитического окисления липидов биомембран и тестирования антиоксидантов. В состав системы входит смесь эфиров высших ненасыщенных жирных кислот (липидов) и воды в соотношении о

1:3 (у/у), с добавками (1—3)-10 моль/л цетилтриметиламмония бромида в качестве эмульгатора и комплексов (1—3)-10-3 моль/л меди (II) с 2-5-кратным избытком а-аланина в качестве катализатора при оптимальном для комплексообразования рН (8-10).

2. По результатам исследования дисперсных свойств модельной системы обнаружено 2 типа частиц со средним диаметром (8,8±1)-10"9 м и эквивалентным радиусом (1,4±0,1)-10"6 м. Предложены две схемы структуры дисперсных частиц в виде мицелл и липосом. Сделаны предположения о локализации компонентов в процессе окисления.

3. В процессе окисления липидов модельной системы обнаружены различия кинетической активности координационных соединений меди (II) с а-аминокислотами в зависимости от структуры последних. Показана высокая каталитическая активность комплексов меди (II) с а-аланином и высокая ингибирующая активность комплексов меди (II) с фенилаланином. Установлено увеличение кинетической активности комплексов меди (II) с а-аминокислотами в ряду: фенилаланин<лейцин<гистидин<серин<треонин<лизин<валин<аланин; Последовательность аминокислот в ряду объясняется электронными и структурными факторами.

4. По кинетическим кривым окисления, спектроскопическим исследованиям изменений концентраций продуктов окисления и меди (I и II) в липидной и водной фазах во времени предложен механизм каталитического окисления компонентов в модельной системе. Показано участие комплексов меди (I и II) в реакциях зарождения и продолжения цепей, возможное участие в окислении вторичных продуктов и каталитическом окислении 2,6-дитретбутил-4-метилфенола (ионола).

5. Методом ингибиторов доказан радикально-цепной механизм окисления липидных компонентов в модельной системе. Показано, что в концентрациях 1-10"4 моль/л и выше, ионол участвует как сильный ингибитор только в реакциях обрыва цепей. Определена скорость инициирования и рассчитана длина цепей, равная 95±5.

6. По кинетическим параметрам установлен сложный механизм действия важнейшего биоантиоксиданта а-токоферола и изменение механизма в зависимости от его концентрации. Показано, что во всем интервале исследуемых концентрации (1(Г4-10-7) моль/л, а-токоферол менее эффективно ингибирует окисление липидов, по сравнению с ионолом. Установлены 4 различных типа кинетических кривых окисления компонентов модельной системы в зависимости от концентраций а-токоферола, соответствующих торможению, отсутствию эффекта торможения, ¿'-образному характеру кинетических кривых и ускорению окисления. Характер кинетических кривых объяснен участием а-токоферола в конкурирующих реакциях обрыва, продолжения цепей, его окисления до токоферилхинона, участия последнего в разветвлении цепей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение химических реакций, протекающих в живых организмах, представляет огромный интерес для различных областей химии, биологии, физики и медицины. Эти реакции имеют ряд существенных особенностей, отличающих их от подавляющего большинства других реакций: протекают в водно-эмульсионной среде с участием биологических катализаторов - белков и их комплексов с катионами ¿/-элементов[30; 53].

Для понимания механизмов биологически важных реакций важнейшую роль играет изучение модельных систем, т.е. реакций, которые не являются биологическими в прямом смысле слова, однако моделируют некоторые особенности биологических процессов. Исследование модельных реакций позволяет установить определенные закономерности сложных биологических процессов на более простых реакциях, что в значительной мере облегчает изучение реальных биологических объектов.

Несмотря на изобилие литературы, посвященной свободнорадикально-му окислению липидов, только ряд работ представляет рациональную и воспроизводимую информацию. В большинстве случаев, теоретическое обоснование и практические результаты исследования пероксидного окисления в биомембранах базируются либо на результатах модельных экспериментов по окислению жирно-кислотных компонентов в гомогенной среде в условиях автоокисления или гомолитического инициирования [24; 32; 36]; либо определяются кинетическими моделями, где окисление протекает в плохо контролируемых и воспроизводимых условиях [65; 126; 127].

Представляется актуальным для развития представлений о механизме свободнорадикального окисления липидных систем и внедрения этих результатов в практику дальнейшее приближение существующих моделей к реальным системам. В настоящей работе исследована кинетика окисления водно-липидных систем, включающих не только дисперсную систему липидов, но и комплексы меди с а-аминокислотами, антиоксиданты.

Глава 2

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Получение и очистка реагентов

Препараты аминокислот: DL-аланин (х.ч.), L-валин (х.ч.), L-лейцин (ч.), L-серин (ч.д.а.), DL-треонин (х.ч.) перекристаллизовывают из водно-этанольной смеси. DL-yft-фенил-а-аланин (х.ч.), L-гистидин (ч.д.а.), L-лизин (х.ч.), хлорид меди (И) (х.ч.), цетилтриметиламмоний бромид (х.ч.), олеиновую кислоту (ч.) используют без дополнительной очистки. Гидрохинон (х.ч.) очищают вакуумной возгонкой. Ионол (ч.) очищают двукратной кристаллизацией из абсолютного этанола [177]. А-токоферол фирмы "Sigma" используют без дополнительной очистки.

В качестве липидного компонента использована смесь жирных кислот оливкового масла, этерифицированных этанолом в кислой среде по стандартной методике [177]: смешивают 1 моль высшей ненасыщенной кислоты, 5 молей абсолютного этанола и 0,2 моля концентрированной серной кислоты и кипятят без доступа влаги воздуха 5 часов с обратным холодильником. По окончании реакции отгоняют главную массу избыточного спирта и выливают остаток в пятикратный объем ледяной воды. Органический слой отделяют, а водный трижды экстрагируют петролейным эфиром. Объединенные органические слои нейтрализуют концентрированным раствором соды, промывают водой до рН 7 и сушат безводным сульфатом натрия. Полученную смесь эфиров подвергают вакуумной перегонке, в приемник собирают фракцию с температурой кипения 160-164°С при 1 мм рт. ст.

Определение жирнокислотного состава окисляемого субстрата проводят с помощью газового хроматографа «Trece GC Ultra» с масс-селективным детектором DSG-II (компании Thermo Electron) на капиллярной колонке FFAP. Газ-носитель гелий. При выполнении ГХ-МС анализа подбирают условия, обеспечивающие эффективное разделение и идентификацию определяемых компонентов пробы:

Объем пробы 0.04 мкл;

Программируемый режим термостата от 40 (задержка 4 мин) до 200 °С со скоростью 4 град/мин;

Температура испарителя 200°С;

Температура переходной камеры 200°С;

Температура квадруполя 200°С;

Скорость газа носителя 1 мл/мин;

Диапазон масс квадруполя - 40-500 а.е.м.;

Время анализа 55 мин.

2.2 Подбор оптимального рН комплексообразования

Первоначально определяют рН растворов, при которых достигается наибольшая степень окрашивания комплекса [178]. Для этого измеряют спектры поглощения растворов, содержащих хлорид меди (II) и двукратный избыток аминокислоты (АК) при различных значениях рН от 4 до 12. Строят график зависимости оптической плотности максимумов полос при данных значениях рН от рН растворов Amax=f(pH). По графику определяют интервал значений рН, который соответствует практически постоянным значениям оптической плотности растворов. Этот интервал является оптимальным для комплексообразования. Для поддержания необходимого значения рН применяют гидроксид натрия и хлороводородную кислоту. рН измеряют иономе-ром И-130.2М, откалиброванным по двум буферным растворам: калий фта-левокислый (рН 4,01 при 25°С) и тетраборат натрия (рН 9,18 при 25°С).

Растворы готовят по точной навеске на бидистилляте.

Спектры поглощения записывают на спектрофотометре СФ-2000, /=1см.

2.3 Методики окисления

Механизм действия координационных соединений и ингибиторов исследуют кинетическим и спектроскопическим методами.

Кинетический метод: в 1 мл липидного субстрата добавляют по 1 мл водных растворов цетилтриметиламмония бромида и координационного соединения (КС) хлорида меди с а-аминокислотами с конечными концентрациями в растворе: медь (1-3)-1(Г3, а-аминокислота (5-10)-10~3, эмульгатор (1о

5)-10 моль/л, добавляют раствор ингибитора, пробу доводят водой до 4 мл, термостатируют при температуре 60±2°С, насыщают молекулярным кислородом. Волюмометрически, при непрерывном перемешивании определяют объем поглощенного кислорода во времени. В аналогичных условиях определяют поглощение кислорода во времени в контрольной пробе (без добавок аминокислот или ингибитора).

Катализатор (хлорид меди) и эмульгатор (цетилтриметиламмоний бромид) подобраны экспериментально и соответствуют их максимальной эффективности [12, 137].

Принцип работы манометрической установки. На рис. 2.1 изображена схема манометрической установки, включающая ячейку вместимостью 5 мл со стеклянной рубашкой для термостатирования, ультратермостат ЦТ-15с точностью ±0,2°С, магнитную мешалку, систему соединительных трубок и кранов, кислородную подушку, манометр. В качестве манометрической жидкости используют водный раствор хлорида натрия.

Необходимым условием корректности кинетического исследования является выбор режима окисления таким образом, чтобы скорость процесса не зависела от скорости перемешивания. Перемешивание осуществляют с помощью магнитной мешалки, снабженной измерителем числа оборотов. Рабочая скорость перемешивания составляет 1200 об/мин [137].

Поглощениие кислорода (ЖС2) в моль-л^-с"1 рассчитывают с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона: ж Р-АУ

2 Я-Т-г-У (2-1)

-1 ь ¥ пробы л где А У— объем поглощенного кислорода, м ;

Р — давление кислорода, Па;

Я - универсальная газовая постоянная, Дж-моль^-К"1;

Т— температура, К; У пробы - объем пробы, л; т - время окисления, с.

Рис.2.1 Манометрическая установка:

1 - ячейка; 6 - бюретка;

2 — магнитная мешалка; 7 - склянка с запорной жидкостью;

3 - отвод; 8 - кислородная подушка;

4 - двухходовой кран; 9 - рубашка к термостату;

5 - трехходовой кран;

Спектроскопический метод: окисление молекулярным кислородом пробы, стоящей из липидного субстрата, ЦТМАБ, КС меди (II) с а-аланином и воды осуществляют в термостатированной ячейке при 25°, 37°, 60°С и оптимальном перемешивании. Конечная концентрация в растворе: липидный субстрат - 0,7; эмульгатор - (1-5)-10"3; медь - (2-3)-10"2; а-аланин - (4-5)-10"2 моль/л соответственно.

Во времени отбирают по 100 мкл пробы. Органическую фазу отделяют, экстрагируя гексаном, сушат безводным сульфатом натрия и записывают спектры в области поглощения продуктов окисления в диапазоне 200-300 нм. Водную фазу разбавляют водой до 1,5 мл и записывают спектры в области поглощения соединений меди в диапазоне 400-900 нм.

Для изучения действия катализатора в органической фазе исходную пробу объемом 4 мл центрифугируют в течение 15 мин при 3000 об/мин, отбирают 0,35 мл органической фазы, добавляют 1 мл гексана, сушат и записывают спектры в области 400-900 нм.

Определение содержания меди в образцах в процессе окисления про/ водят методом атомно-абсорбционной спектроскопии. С этой целью исходную пробу объемом 4 мл центрифугируют в течение 15 мин при 3000 об/мин, органическую фазу разбавляют гексаном, водную фазу — водой.

Изменения концентрации катионов катализатора в водной фазе изучают методом градуировочной кривой на атомно-адсорбционном спектрометре ЗЫтайги «АА-6300» при длине волны X = 324,8 нм в пламени воздух-ацетилен.

Изменения концентрации катионов катализатора в органической фазе изучают методом добавок на атомно-адсорбционном спектрометре Апа1уШуепа «Соп1х АА 700» при А, = 324,8; газ — аргон.

2.4 Исследование дисперсных характеристик

Определение критической концентрации мицеллообразования (ККМ) проводят по точке, соответствующей излому на кривых зависимостей свойств растворов от концентрации [100, 101, 104]. В настоящей работе использованы методы Ребиндера, рефрактометрический, метод измерения удельной электропроводности.

Согласно методу Ребиндера (метод наибольшего давления пузырька), исследуют поверхностное натяжение растворов ПАВ (о) и строят изотермы поверхностного натяжения от концентрации. Поверхностное натяжение определяют из соотношения: сг0-Р где (2.2) о а - поверхностное натяжение воды, Н/м.

Параллельно, для исследования ККМ используют и рефрактометрический метод. По перегибу зависимости показателя преломления от концентрации исследованных растворов судят о величине ККМ. Показатель преломления растворов измеряют на рефрактометре ИРФ-22.

ККМ определяют также по графикам зависимости удельной электропроводности водных растворов от концентрации ПАВ. Измерение УЭП водных растворов ПАВ осуществляли с помощью кондуктометра Ш 8733 фирмы Наппа.

Определение размера капель эмульсии и характеристику распределения их по размерам проводят микроскопическим методом [93]. Пробу разбавляют 10%-ным раствором желатины, переносят на предметное стекло и исследуют с помощью микроскопа МИКМЕД-1 фирмы «ЛОМО». Радиус капель рассчитывают, пользуясь ценой деления шкалы окулярной сетки.

Средний радиус капли (мкм) определяют по формуле: Г = + ГДе я: - цена деления шкалы окулярной сетки при данном увеличении, мкм; п - число делений шкалы, в которое укладывается капля.

Затем подсчитывают процентное содержание капель () по отношению к их общему количеству по формуле: а = ~Ш (2.4)

ЕМ где

N - количество капель данного размера;

ЕЫ - суммарное число капель.

По полученным данным стоят зависимость г=/(0). Эквивалентный радиус капель, соответствует максимальному количеству капель определенного размера в данной дисперсной системе (гмакс).

Определение толщины поверхностного слоя ПАВ рассчитывают по формуле: о Ло -М

8 = —-, где Р

8 - толщина поверхностного слоя ПАВ, м;

Г„ - предельная адсорбция, моль/м ;

М- молярная масса ПАВ, г/моль; о р - плотность ПАВ, при , г/м

Предельную адсорбцию находят по изотермам адсорбции, построенным с учетом уравнения Гиббса:

С da

Г ----, где

RTdC

Г - адсорбция, моль/м ; л

С — концентрация ПАВ, моль/м

2.5 Статистическую обработку результатов проводят с применением пакета прикладных программ Statistics for Windows.

Экспериментальные данные получены в 3-6 повторностях. Статистически обработанные данные представлены в виде M±SD, где М - среднее арифметическое, SD — стандартное отклонение.

Глава 3

ХАРАКТЕРИСТИКА МОДЕЛЬНОЙ ВОДНО-ЛИПИДНОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Выбор компонентного состава модельного субстрата

Подбор компонентов осуществлялся на основе известных данных о составе биомембран.

Как известно, липиды в живой клетке и биологическом материале сосредоточены в биомембранах [30; 52; 54-58]. Состав липидов биомембран очень разнообразен и зависит от многих факторов. Тем не менее известно [52; 37], что олеиновая, линолевая, стеариновая, пальмитиновая кислоты входят в состав большинства известных типов липидов всех живых организмов.

Поэтому, в качестве липидного компонента использована смесь эфиров жирных кислот оливкового масла.

На рис. 3.1 представлена хроматограмма по полному ионному току образца синтезированного липидного субстрата. Сравнение экспериментальных спектров с библиотечными позволило идентифицировать состав пробы. Следует отметить, что экспериментальные спектры совпали на 90% с библиотечными данными, что свидетельствует о правильности идентификации. эг4 эо4 ггч во 4 о-=

65-: В 5 й в°-= а

5 404 зз 4 э—

Т1те

Рис. 3.1. Хроматограмма липидного субстрата (ГХ-МС)

В табл. 3.1 представлен компонентный состав модельного липидного субстрата.

1. Семенов H.H. Цепные реакции. М.: Наука, 1986. 535 с.

2. Эмануэль Н.М. Кинетика и механизм реакций жидкофазного окисления углеводородов //Известия АН СССР. Сер. хим. 1974. № 5. С. 1056-1072.

3. Эмануэль Н.М. Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М.: Высшая школа. 1984. 400 с.

4. Эмануэль Н.М. Химическая и биологическая кинетика // Успехи химии. -1981. Т. 50. №10. С. 1721-1809.

5. Эмануэль Н.М., Денисов Е.Т., Майзус З.К. Цепные реакции окисления углеводородов в жидкой фазе. М.: Наука, 1965. 375 с.

6. Денисов Е.Т. Саркисов О.М., Лихтенштейн Г.И. Химическая кинетика: Учебник для вузов. М.: Химия, 2000. 568 с.

7. Van der Vlugt J.I., Meyer F. Homogeneous copper-catalyzed oxidations // Top Organomet Chem. 2007. Vol. 22. P; 191-240.

8. Uchida K., Kawakishi S. Reaction of a histidyl residue analogue with hydrogen peroxide in the presence of copper (II) ion // J. Agrie. Food Chem. 1990. Vol. 38. P. 660-664.

9. Ю.Филиппова Т.В., Либерова Т.В., Милаева Е.Р., Копраненков В.Н., Кузнецов М.В. Особенности действия фталоцианинов и тетраазапорфинов металлов в реакциях распада гидропероксидов // Кинетика и катализ. 1995. Т. 36. №2. С. 232-238.

10. П.Кокшарова Т.В., Химич И.С. Каталитическая активность координационных соединений 3¿/-металлов с дифенилтиокарбазидом // Журн. общ. хим. 2002. Т. 72. №8. С. 1261-1262.

11. Decker E.A., McClements D.J. Transition metal and hydroperoxide Interactions. // Int. News Fats, Oils and Relat. Mater. 2001. Vol. 12. №. 3. P. 251-256.

12. З.Журавлева JI.А. Разработка и оценка эффективности кинетических моделей тестирования биоантиоксидантов: дисс. на соиск. уч. степ, к.х.н. Тюмень, 2006. 175 с.

13. H.Chufan Е.Е., Puiu S.C., Karlin K.D. Heme-copper/dioxygen adduct formation, properties, and reactivity. // Acc. Chem. Res. 2007. Vol. 40. P. 563-572.

14. Benedet J.A., Shibamoto T. Role of transition metals, Си (II), Fe (II), Cr (II), Pb (II), and Cd (II) in lipid peroxidation // Food Chem. 2001. Vol. 107 № 1. P. 165-168.

15. Темкин O.H. Гомогенный металлокомплексный катализ. Кинетические аспекты. М.: Академкнига, 2008. 918 с.

16. Liakopoulou-Kyriakides M., Hadjispyrou S., Zarkadis A. Cu (Ill)-Polypeptide complexes exhibiting SOD-like activity // Amino Acids. 1999. Vol. 16. P. 415423.

17. Якупова JI.P., Хайруллина B.P., Герчиков А.Я., Саффиулин Р.Д, Баймура-това Г.Р. Кинетические закономерности жидкофазного окисления 1,4-диоксана в присутствии ингибиторов // Кинетика и катализ. 2008. Т. 49. №3. С. 387-391.

18. Huang D., Ou В., Prior R.L. The chemistry behind antioxidant capacity assays // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. № 6. P. 1841-1856.

19. Денисов E.T., Эмануэль H.M., Азатян B.B. Ингибирование цепных реакций. Черноголовка: ИХФ РАН, 1997. 370 с.

20. Roginsky V.A., Lassi Е.А. Review of methods to determine chain-breaking activity in food // Food chem. 2005. Vol. 92 № 2. P. 235-254.

21. Roginsky V.A. Chain-breaking antioxidant activity of natural polyphenols as determined during the chain oxidation of methyl linoleate in Triton X-100 micelles // ABB. 2003. Vol.414. P. 261-270.

22. Денисов Е.Т. Константы скорости гемолитических жидкофазных реакций. М.: Наука, 1971.711 с.

23. Denisov Е.Т., Denisova T.G. Handbook of antioxidants: bond dissociation energies, rate constants, activation energies and enthalpies of reactions. N.Y., Boca Ration: CRC Press, 2000. 289 p.

24. Denisov E.T., Denisova T.G., Pokidova T. S. Handbook of Free Radical Initiators Wiley. New York, 2003. 289 p.

25. Журавлева JI.A., Ушкалова B.H. Исследование антиоксидантных свойств капотена кинетическим методом // Химико-фармацевтический журнал. Москва: изд-во ФОЛИУМ, 2006. Т. 40. № 11. С. 11-14.

26. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Шергин С.М. Биохимия окислительного стресса. Оксиданты и антиоксиданты. Новосибирск, 1994. 203 с.

27. Ушкалова В.Н., Ионидис Н.В., Кадочникова Г.Д., Деева З.М. Контроль перекисного окисления липидов. Новосибирск: Изд-во НГУ, 1993. 181 с.

28. Сторожок Н.М., Храпова Н.Г., Бурлакова Е.Б. Межмолекулярные взаимодействия природных липидов в процессе окисления // Химическая физика. 1995. Т. 14. №11. С. 29—46.

29. Карташева З.С., Коверзанова Е.В., Касаикина О.Т., Кашкай A.M. Влияние поверхностно-активных веществ на распад гидропероксида кумила. // Нефтехимия. 2001. Т. 41. №3. С. 222-227.

30. Silvestre М.Р.С., Chaiyasit W., Brannan R.G., McClements J.D., Decker E.A. Ability of surfactant headgroup size to alter lipid and antioxidant oxidation in oil-in-water emulsions // J. Agric. Food Chem. 2000. Vol. 48. № 6. P. 20572061.

31. Касаикина O.T., Карташева 3.C., Писаренко JI.M. Влияние поверхностно-активных веществ на жидкофазное окисление углеводородов и липидов // Журн. общ. хим. 2008. Т. 78. №8. С. 1298-1309.

32. Ушкалова В.Н., Иоанидис Н.В., Кадочникова Г.Д. и др. Свободно-радикальное окисление липидов в эксперименте и клинике: Сб. науч. тр. Ч. 1. Тюмень : Изд-во ТюмГУ, 1997. 132 с.

33. Renthall R., Velasquez D. Self-association of helical peptides in a lipid environment // J. of Protein Chem. 2002. Vol. 21. № 4. P. 255-264.

34. Fantini J. How sphingolipids bind and shape proteins: molecular basis of lipid-protein interactions in lipid shells, rafts and related biomembrane domains // CMLS. Vol. 60. №. 6. 2002. P. 1027-1032.

35. Эмануэль H.M., Лясковская Ю.Н. Торможение процессов окисления жиров. М.: Пищепромиздат, 1961. 360 с.

36. Frankel E.N. Secondary products of lipid oxidation // Chem. And Phys of lipids. 1987. Vol. 4. № 24. P. 73-85.

37. Frankel E.N. Chemistry of free radical and singlet oxidation of lipids // Chem. and Phys. of Lipids. 1987. Vol. 44. № 24. P. 73-85.

38. Aprea E., Biasioli F., Sani G., Cantini C., Mark T.D., Gasperi F. Proton transfer reaction-mass spectrometry headspace analysis for rapid detection of oxidative alteration of olive oil // J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. №20. P. 76357640.

39. Frankel E.N., Neff W.E., Plattner R.D. Chemical lonization-mass spectrometry of secondary oxidation products from methyl linoleate and linolenate // Lipids. 1986. Vol. 21 № 5. P. 333-337.

40. Morita M., Tokita M. Courses of aldehyde formation during linoleate autoxidation and some information about precursors and mechanism // Chem. and Phys. of Lipids. 1993. Vol. 66 №1-2. P. 13-22.

41. Blank I., Lin J., Vera F.A., Welti D.H., Fay L.B. Identification of potent odorants formed by autoxidation of arachidonic acid: structure elucidation and synthesis of (E,Z,Z)-2,4,7-tridecatrienal // J. Agric. Food Chem. 2001. Vol. 49 № 6. P. 2959-2965.

42. Chen J. F., Tai C.-Y., Chen Y. C., Chen В. H. Effects of conjugated linoliec acid on the degradation and oxidation stability of model lipids during heating and illumination // Food Chem. 2001. Vol. 72. P. 199-206.

43. Biaglow J. E., Manevich Y., Uckun F., Held K.D. Quantitation of hydroxyl radicals produced by radiation and copper-linked oxidation of ascorbate by 2-deoxy-o-ribose method // Free Radical Biology and Medicine. 1997. Vol. 22. P.1129-1138.

44. Корниенко И.В., Клецкий M.E., Внуков B.B., Корниенко И.Е., Олехнович Л.П. Межмолекулярные комплексы активных форм кислорода с аминокислотами. Теоретическое изучение // Журн. общ. хим. 2002. Т. 72. № 8. С.1325-1329.

45. Rufian-Henares J.A., Delgado-Andrade С., Morales F.J. Assessing the antioxidant and prooxidant activity of phenolic compounds by means of their copper reducing activity // Eur Food Res Technol. 2006. Vol. 223. P. 225-231.

46. Cho Y. J. Ability of chelators to alter the physical location and prooxidant activity of iron in oil-in-water emulsions // J. Food Sci. 2003. Vol. 68. P. 19521957.

47. Геннис P. Биомембраны: молекулярная структура и функции / пер. с англ. М.: Мир, 1997. 624 с.

48. Камкин А.Г., Киселева И.С. Физиология и молекулярная биология мембран клеток. М.: Академия, 2008. 585 с.

49. Loura L.M.S., Ramalho J.P.P. Fluorescent membrane probes' behavior in lipid bilayers: insights from molecular dynamics simulations // Biophysical Reviews. 2009. Vol. 1. № 3. P. 141-148.

50. Сим Э. Биохимия мембран / пер. с англ. М.: Мир, 1985. 110 с.

51. Тимашев С.Ф. Физикохимия мембранных процессов. М.: Химия, 1988. 240 с.

52. Banaszak Holl М.М. Cell plasma membranes and phase transitions / in book Phase transitions in cell biology. 2008. P. 171-181.

53. Ушкалова B.H. Стабильность липидов пищевых продуктов. М.: Агро-промиздат, 1988. 153 с.

54. Pencer J., Jackson A., Kucerka N., Nieh М-Р., Katsaras J. The influence of curvature on membrane domains // European Biophysics J. 2008. Vol. 37. № 5. P. 665-671.

55. Kazachkov M., Chen Q., Wang L. Zou J. Substrate preferences of a lysophosphatidylcholine acyltransferase highlight its role in phospholipid remodeling // Lipids. 2008. Vol. 43. №. 10. P. 895-902.

56. Крайник B.B., Журавлева JI.A., Ушкалова B.H. Моделирование процессов окисления липидов биомембран // Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2008. №5. С. 31-38.

57. КШс N., Ozden M., Kalkan A. Lipid peroxidation levels in patients with acute brucellosis // Clinical and Exp. Medicine. 2005. Vol. 5. № 3. P. 117-121.

58. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Сорос. образоват. журн. 2000. С. 13-19.

59. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. М.: Наука, 1975. 326 с.

60. Bradberry S. Copper//Medicine. 2007. Vol. 35 № 11. P. 608-616.

61. Удрис Г.А., Нейланд Я.А. Биологическая роль меди. Рига: Зинатне, 1990. 189 с.

62. Burns C.S., Aronoff-Spencer E., Legname G., Prusiner S.B., Antholine W.E., Gerfen G.J., Peisach J., Millhauser G.L. Copper coordination in the full-length, recombinant prion protein / Biochemistry. 2003. Vol. 42. № 22. P. 6794-6803.

63. Rees M.D., Kennett E.C., Whitelock J.M., Davies MJ. Oxidative damage to extracellular matrix and its role in human pathologies // Free Radical Biology and Medicine. 2008. Vol. 44. № 12. P. 1973-2001.

64. Nagababu E., Mohanty J.G., Bhamidipaty S., Ostera G.R., Rifkind J.M. Role of the membrane in the formation of heme degradation products in red blood cells //Life Sciences. 2010. Vol. 86. № 3-4. P. 133-138.

65. Gorelik S., Kanner J. Oxymyoglobin oxidation and membrane lipid peroxidation initiated by iron redox cycle: prevention of oxidation by enzymicand nonenzymic antioxidants // J. Agric. Food Chem. 2001. Vol. 12. P. 59455950.

66. Громовая В.Ф., Шаповал Г.С., Миронюк И.Е. Исследование антирадикальной и антиокислительной активности биологически активных карбо-новых кислот. // Журн. общ. хим. 2002. Т. 72. № 5. С. 828-831.

67. Fisher А.Е.О., Naughton D.P. Metal ion chelating peptides with superoxide dismutase activity // Biomedecine & Pharmacotherapy. 2005. Vol. 595 № 4. P. 158-162.

68. Kitazawa M., Iwasaki K. Reduction of ultraviolet light-induced oxidative stress by amino acid-based iron chelators // BBA General Subjects. 1999. Vol. 1473. P. 400-408.

69. Lucio M., Nunes C., Gaspar D., Ferreira H., Reis S. Antioxidant activity of vitamin E and Trolox: understanding of the factors that govern lipid peroxidation studies in vitro // Food Biophysics. 2009. Vol. 4. № 4. P. 312-320.

70. Geßl H., Hoppe P.P., Elmadfa I. Reduzierung der lipidperoxidation in gefroren gelagertem forellenfilet durch supplementierung des futters mit vitamin E // Zeitschrift für Ernährungswissenschaft. 1995. Vol. 34. № 3. P. 198-205.

71. Tang J., Faustman C., Hoagland T.A., Mancini R.A., Seyfert M., Hunt M.C. Interactions between mitochondrial lipid oxidation and oxymyoglobin oxidation and the effects of vitamin E // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. № 15. P. 6073-6079.

72. Hidalgo F.J., Leoän M.M., Zamora R. Effect of tocopherols in the antioxidative activity of oxidized lipid-amine reaction products. // J. Agric. Food Chem. 2007. Vol. 55. № 11. P. 4436-4442.

73. Boon C.S., Xu Z., Yue X., McClements D.J., Weiss J., Decker E.A. Factors affecting lycopene oxidation in oil-in-water emulsions // J. Agric. Food Chem. 2008. Vol. 56. №4. P. 1408-1414.

74. Pekkarinen S.S., Stockmann H., Schwarz K., Heinonen I.M., Hopia A.I. Antioxidant activity and partitioning of phenolic acids in bulk and emulsified methyl linoleate // J. Agric. Food Chem. 1999. Vol. 47. 3036-3043.

75. Medina I., Lois S., Alcantara D., Lucas R., Morales J.C. Effect of lipophilization of hydroxytyrosol on its antioxidant activity in fish oils and fish oil-in-water emulsions // J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. № 20. P. 97739779.

76. Frankel E. N., Huang S.-W. Evaluation of antioxidant activity of rosemary extracts, carnosol and carnosic acid in bulk vegetable oils and fish oils and their emulsion // J. Sci. Food Agric. 1996. Vol. 72. P. 201-208.

77. Yu В., Lu Z.-X., Bie X.-M., Lu F.-X., Huang X.-Q. Scavenging and antifatigue activity of fermented defatted soybean peptides // Eur Food Res Technol. 2008. Vol. 226. P. 415-421.

78. Demetriades K., McClements D. J. Influence of pH and heating on physicochemical properties of whey protein-stabilized emulsions containing a nonionic surfactant // J. Agric. Food Chem. 1998. Vol. 46. P. 3936-3942.

79. Dickinson E., Hong S-T. Surface coverage of p-lactoglobulin at the oil-water interface: influence of protein heat treatment and various emulsifiers // J. Agric. Food Chem. 1994. Vol. 42. P. 1602-1606.

80. Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии / под ред. К. Мит-тела. М.: Мир, 1980. 340 с.

81. Абрамзон A.A., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Синтез, анализ, применение. Л.: Химия, 1988. 200 с.

82. Абрамзон A.A., Боброва Л.Е., Зайченко Л.П. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / под ред. A.A. Абрамзона и Е.Д. Щукина. 2-е изд., испр. и доп. Л.: Химия, 1984. 392 с.

83. Потешнова М.В. Свойства прямых мицелл и микроэмульсий в трехкомпо-нентной системе вода-толуол-ТВИН-80: дисс. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. М., 2005. 126 с.

84. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. СПб.: AHO НПО «Профессионал», 2005. 838 с.

85. De S., Aswal V.K., Goyal P.S., Bhattacharya S. Role of spacer chain length in dimeric micellar organization, small angle neutron scattering and fluorescence studies // J. Phys. Chem. 1996. Vol. 100. P. 11664-11671.

86. Русанов А.И., Гринин А.П., Куни Ф.М., Щекин A.K. Наноструктурные модели мицелл и домицеллярных агрегатов // Журн. общ. хим. 2002. Т. 72 №4. С. 651-666.

87. Штыков С.Н. Поверхностно-активные вещества в анализе. Основные достижения и тенденции развития. // Журн. аналит. хим. 2000. Т. 55 № 7. С.679-686.

88. Шабловский Я.О. Термодинамические закономерности мицеллообразова-ния в водных растворах поверхностно-активных веществ // Журн физ. хим. 2008. Т. 82. № 2. С. 276-282.

89. Арутюнян Р.С., Григорян Дж.Д. Распределение водорастворимых мономеров в водно-толуольной системе и их влияние на физико-химические свойства системы // Журн. физ. хим. 2002. Т. 76. №5. С. 846-850.

90. Микроэмульсии: Структура и динамика: пер. с англ. / под ред. С. Фри-берга и П. Ботореля. М.: Мир, 1990. 320 с.

91. Фендлер Е., Фендлер Дж. Мицеллярный катализ в органических реакциях: кинетика и механизм / Методы и достижения в физико-органической химии. М.: Мир, 1973. С. 222-361.

92. Baxova L., Cibulka R., Hampl F. Organocatalytic sulfoxidation in micellar systems containing amphiphilic flavinium salts using hydrogen peroxide as a terminal oxidant // J. of Molecular Catalysis A: Chemical. 2007. Vol. 277. № 1-2. P. 53-60.

93. Березин И.В., Мартинек К., Яцимирский А.К. Физико-химические основы мицеллярного катализа. //Успехи химии. 1973. Т.42. № 10. С. 17291756.

94. Мартинек К., Яцимирский А.К.,Левашов А.В., Березин И.В. Кинетическая теория и механизмы мицеллярных эффектов в химических реакциях. / Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии. М.: Мир, 1980. С.224-246.

95. Яцимирский А.К., Осипов А.П., Мартинек К., Березин И.В. Влияние поверхностно-активных веществ на кинетику реакции в водном растворе.

96. Распределение реагентов между мицеллярной и водной фазами. // Колло-идн. журн. 1975. Т. 37. № 3. С.526-532.

97. Паничева Л.П., Паничев С.А., Турнаева Е.А., Турнаев В.А., Юффа А.Я. Кинетические аспекты окисления алкилароматических углеводородов в эмульсиях// Кинетика и катализ. 1996. Т. 37. № 3. С. 402—407.

98. Yasuhiro F. Effect of droplet size distribution on reaction heat in a liquidliquid heterogeneous reaction process // J. of Hazardous Materials. 2004. Vol. 115. № 1-3. P. 111-114.

99. Fiamegos Y.C., Stalikas C.D. Phase-transfer catalysis in analytical chemistry //Analytica Chimica Acta. 2005. Vol. 550. № 1. P. 1-12.

100. Юфит C.C. Механизм межфазного катализа. M.: Наука, 1984. 264 с.

101. Межфазный катализ. Химия, катализаторы и применение. / под ред. Старкса Ч.М. М.: Химия, 1991. 158 с.

102. Ильин М.М. Термодинамический анализ влияния низкомолекулярных поверхностно активных веществ на структурообразующие свойства белков: авт. дисс. на соиск. уч. степ. к. х. н. Москва, 2005. 24 с.

103. Арутюнян Н.Г., Арутюнян Л.Р., Григорян В.В., Арутюнян Р.С. Влияние аминокислот на критическую концентрацию мицеллообразования поверхностно-активных веществ различной природы // Коллоид, журн. 2008. Т. 70. № 5. С. 715-717.

104. Singh S.K., Kundu A., Kishore N. Interactions of some amino acids and glycine peptides with aqueous sodium dodecyl sulfate and cetyltrimethylammonium bromide at T=298.15 K: a volumetric approach // J. Chem. Therm. 2004. Vol. 36. P. 7-16.

105. Lark B.S., Patyar P., Banipal T.S., Kishore N. Densities, partial molar volumes, and heat capacities of glycine, Z-alanine and ¿-leucine ia aqueus magnesium chloride solurions at different temperatures // J. Chem. Eng. Data. 2004. Vol. 49. P. 553-565.

106. Dickinson E., James J.D. Influence of competitive adsorption on flocculation and rheology of high-pressure-treated milk protein-stabilized emulsions // J. Agric. Food Chem. 1999. Vol. 47 № 1. P. 25-30.

107. Badarayani R., Kumar A. Effect of tetra-n-alkylammonium bromides on the volumetric properties of glycine, alanine and glycylglycine at T=298.15 К // J. of Chem. Therm. 2004. Vol. 36. P. 49-58.

108. Lark B.S., Patyar P., Banipal T.S. Temperature effect on the viscosity and heat capacity behaviour of some amino acids in water and aqueous magnesium chloride solutions. // J. of Chem. Therm. 2007. Vol. 39. № 3. P. 344-360.

109. Lark B.S., Patyar P., Banipal T.S. Thermodynamic studies on the interactions of diglycine with magnesium chloride in aqueous medium at different temperatures // J. of Chem. Therm. 2006. Vol. 38. № 12. P. 15921605.

110. Крисилова A.B., Елисеева T.B., Селеменев В.Ф., Крисилов А.В., Орос Г.Ю. Влияние боковых заместителей а-аминокислот на их сорбцию ка-тионообменной мембраной // Журн. физ. химии. 2009. Т. 83. № 10. С. 1948-1952.

111. Александрович Е.В. Изыскание антиоксидантов в ряду производных тиобарбитуровой кислоты: авт. дисс. на соиск. уч. степ, к.х.н. Благовещенск, 1995. 20 с.

112. Зайцев В.Г. Модельные системы перекисного окисления липидов и их применение для оценки антиоксидантного действия лекарственных препаратов: авт. дисс. на соиск. уч. степ, к.б.н. Волгоград, 2001. 23 с.

113. Park E.Y., Murakami Н., Matsumura Y. Effects of the addition of amino acids and peptides on lipid oxidation in a powdery model system // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. № 26. P. 8334-8341.

114. Elias R.J., McClements D.J., Decker E.A. Antioxidant activity of cysteine, tryptophan, and methionine residues in continuous phase p-lactoglobulin in oil-in-water emulsions. // J. Agric. Food Chem. 2005. Vol. 53. № 26. P. 1024810253.

115. McClements D.J., Decker E.A. Lipid oxidation in oil-in-water emulsions: impact of molecular environment on chemical reactions in heterogeneous food system. // J. Food Sci. 2000. Vol. 65. P. 1270-1282.

116. Alaiz M., Zamora R., Hidalgo F.J. Addition of oxidized lipid/amino acid reaction products delays peroxidation initiated in a soybean oil // J. Agric. Food Chem. 1995. Vol. 43. P. 2698-2701.

117. Kellerby S.S., McClements D.J., Decker E.A. Role of proteins in oil-in-water emulsions on the stability of lipid hydroperoxides // J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. № 20. P. 7879-7884.

118. Keceli Т., Gordon M. H. Ferric ions reduce the antioxidant activity of the phenolic fraction of virgin olive oil // J. Food Sci. 2002. Vol. 3. P. 943-947.

119. Nuchi C.D., McClements D.J., Decker E.A. Impact of Tween 20 hydroperoxides and iron on the oxidation of methyl linoleate and salmon oil dispersions // J. Agric. Food Chem. 2001. Vol. 49. № 10. P. 4912^916.

120. Mozuraityte R., Rustad Т., Storm I. The role of iron in peroxidation of polyunsaturated fatty acids in liposomes // J. Agric. Food Chem. 2008. Vol. 56 № 2. P. 537-543.

121. Yuji H., Weiss J., Villeneuve P., Lopez Giraldo L.J., Figueroa-Espinoza MC., Decker E.A. Ability of surface-active antioxidants to inhibit lipid oxidationin oil-in-water emulsion // J. Agric. Food Chem. 2007. Vol. 55. № 26. P. 11052-11056.

122. Журавлева JI.А., Крайник B.B., Ушкалова B.H. Кинетические подходы к проблеме тестирования антиоксидантов. С. 2 Водно-липидная модель // Современные проблемы науки и образования. М.: Академия естествознания. 2008. №3. С. 154-162.

123. Писаренко Л.М., Кондратович В.Г., Касаикина O.T. Влияние катион-ных поверхностно-активных веществ на окисление лимонена // Изв. РАН, Сер. Хим. 2004. №Ю. С. 2110-2113.

124. HU М., McClements D.J., Decker Е.А. Impact of whey protein emulsifiers on the oxidative stability of salmon oil-in-water emulsions // J. Agric. Food Chem. 2003. Vol. 51. P. 1435-1439.

125. Alamed J., Chaiyasit W., McClements D.J., Decker E.A. Relationships between free radical scavenging and antioxidant activity in foods // J. Agric. Food Chem. 2009. Vol. 57. № 7. P. 2969-2976.

126. Frankel E.N., Huang S.-W., Aeschbach R., Prior A. Antioxidant activity of rosemary extract and its constituens, carnosic acid, carnosol, and rosemarinic acid, in bulk oils and oil-in-water emulsion // J. Agric. Food Chem. 1996. Vol. 44. P. 131-135.

127. Frankel E. N., Huang S.-W., Kanner J., German J. B. Interfacial phenomena in the evaluation of antioxidants: bulk oils emulsions // J. Agric. Food Chem. 1994. Vol. 42. P. 1054-1059.

128. Chen J.H., Ho C.-T. Antioxidant activities of caffeic acid and its related hydroxycinnamic acid compounds // J. Agric. Food Chem. 1997. Vol. 45. P. 2374-2378.

129. Mei L., Choi S. J., Alamed J., Henson L., Popplewell M., McClements D. J., Decker E. A. Citral stability in oil-in-water emulsions with solid or liquid octadecane// J. Agrie. Food Chem. 2010. Vol. 58. № 1. P. 533-536.

130. Andjelkovic M., Van Camp J., De Meulenaer В., Depaemelaere G., Socaciu

131. C., Verloo M., Verhe R. Iron-chelation properties of phenolic acids bearing catechol and galloyl groups //Food Chem. 2006. Vol. 98. P. 23-31.

132. Chvatalova K., Slaninova I. Brezinova L., Slanina J. Influence of dietary phenolic acids on redox status of iron: ferrous iron autoxidation and ferric iron reduction. Food Chem. 2008. Vol. 106. P. 650-660.

133. Тихонов И.В. Антиоксидантная активность полифенолов при окислении стирола и метиллинолеата в растворе: авт. на соиск уч. степ канд хим наук. Иваново, 16 с.

134. Kristinova V., Mozuraityte R., Storr0 I., Rustad T. Antioxidant activity of phenolic acids in lipid oxidation catalyzed by different prooxidants // J. Agrie. Food Chem. 2009. Vol. 57. P. 10377-10385.

135. Schwarz K., Frankel E.N., German J.B. Partition behaviour of antioxidative phenolic compounds in heterophasic systems // Fett / Lipid. 1996. Vol. 3. P. 115-121.

136. Huang W. S., Frankel E. N. Antioxidant activity of tea catechins in different lipid systems //J. Agrie. Food Chem. 1997. Vol. 45. P. 3033-3038.

137. Rogers M.S., Hurtado-Guerrero R., Firbank S.J., Halcrow M.A., Dooley

138. D.M., Phillips S.E., Knowles P.F, McPherson MJ. Cross-link formation of the cysteine 228-tyrosine 272 catalytic cofactor of galactose oxidase does not require dioxygen // Biochemistry. 2008. Vol. 47. № 39). P. 10428-10439.

139. Boswell C.A., Sun X., Niu W., Weisman G.R., Wong E.H., Rheingold A.L., Anderson C.J. Comparative in vivo stability of copper-64-labeled crossbridged and conventional tetraazamacrocyclic complexes // J. Med. Chem. 2004. Vol. 47. № 6. P. 1465-1474.

140. Colaneri M.J., Vitali J., Peisach J. Aspects of structure and bonding in copper-amino acid complexes revealed by single-crystal EPR/ENDOR spectroscopy and density functional calculations // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113. P. 5700-5709.

141. Кочергина Л.А., Дробилова O.M. Термодинамические параметры реакций комплексообразования иона меди(П) с (3-аланином в водном растворе // Журн. физ. хим. 2008. Т. 82. № 9. С. 1729-1733.

142. Кочергина Л.А., Дробилова О.М. Термохимия реакций комплексообразования ионов 3¿/-переходных металлов с L-серином в водном растворе // Журн. физ. хим. 2009. Т. 83. №11. С. 2030-2038.

143. Стаценко О.В., Болотин С.Н., Панюшкин В.Т. Комплексообразование меди (II) с L- DL-треонином по данным спектроскопии ЭПР // Журн. общ. Хим. 2004. Т. 74. № 8. С. 1388-1400.

144. Болотин С.Н., Панюшкин В.Т. Исследование методом ЭПР комплексообразования меди (II) с аминокислотами при различных рН // Журн. общ. хим. 1998. Т. 68. №6. С. 1034-1038.

145. Стаценко О.В. Некоторые особенности комплексообразования оксиа-минокислот с медью (II) по данным спектров ЭПР: авт. на соиск. уч. степ, к.х.н. Краснодар, 2003. 22 с.

146. Васильев В.П., Зайцева Г.А., Гарфутдинова Л.В. Взаимодействие Си (II) с глицином и гистидином в воде // Журн. физ. хим. 1995. Т. 69. № 3. С. 506-510.

147. Буков Н.Н. Координационная химия ¿/-и/- элементов с полидентант-ными лигандами: синтез, строение и свойства: авт. на соиск. уч. степ, к.х.н. Краснодар, 2007. 31 с.

148. Болотин С.Н., Буков Н.Н., Волынкин В.А., Панюшкин В.Т. Координационная химия природных аминокислот. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 240 с.

149. Altunl Y., Koseoglu F. Stability of copper (II), nickel (II) and zinc (II) binary and ternary complexes of histidine, histamine and glycine in aqueous solution//J. of Solution Chem. 2005. Vol. 34. № 2. P. 213-231.

150. Крюкова Н.П., Фролов В.Ю., Колоколов Ф.А., Болотин С.Н., Панюш-кин В.Т. Синтез и исследование комплексных соединений меди (И) с ас-парагиновой кислотой, серином и валином // Журн. общ. хим. 2005. Т. 75 №т4. С. 541-544.

151. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. М.: Высшая школа, 1985. 455 с.

152. Берсукер И.Б. Строение и свойства координационных соединений. Введение в теорию. JL: Химия, 1971. 312 с.

153. Яцимирский К.Б., Крисс Е.Е., Гвяздовская B.JI. Константы устойчивости комплексов металлов с биолигандами: справочник. Киев: Наук. Думка, 1979. 228 с.

154. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии. М.: Мир, 1979. 376 с.

155. Гарновский А.Д., Васильченко И.С., Гарновский Д.А. Современные аспекты синтеза металлокомплексов. Основные лиганды и методы. Ростов-на-Дону: ЛаПО, 2000. 355 с.

156. Бумбер А.А., Корниенко И.В. Полярографический метод в изучении антиоксидантной активности аминокислот и белков // Журн. общ. хим. 2001. Т.71. № 8. С. 1387-1390.

157. Pazos М., Andersen M.L., Skibsted L.H. Amino acid and protein scavenging of radicals generated by iron/hydroperoxide system: an electron spin resonance spin trapping study // J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. P. 10215-10221.

158. Park E.Y., Morimae M., Matsumura Y., Nakamura Y., Sato K. Antioxidant activity of some protein hydrolysates and their fractions with different isoelectric points // J. Agric. Food Chem. 2008. Vol. 56. № 19. p. 9246-9251.

159. Faraji H., McClements DJ., Decker E.A. Role of continuous phase protein on the oxidative stability of fish oil-in-water emulsions // J. Agric. Food Chem. 2004. Vol. 52. P. 4558—4564.

160. Hidalgo F.J., Leoä M.M., Zamora R. Antioxidative activity of amino phospholipids and phospholipid/amino acid mixtures in edible oils as determined by the rancimat method // J. Agric. Food Chem. 2006. Vol. 54. № 15. P. 5461-5467.

161. Общий практикум по органической химии / под ред. А.Н. Коста. М.: Мир, 1965. 678 с.

162. Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа. 5-е изд., перераб. Л.: Химия, 1986. 432 с.

163. Рао Ч.Н. Электронные спектры в химии. М.: Мир, 1964. 264 с.

164. Свердлова О.В. Электронные спектры в органической химии. 2-е изд., перераб. Л.: Химия, 1985 248 с.

165. Справочник химика / под ред. Б.П. Никольского. Л.: Химия, 1967. Т. 4. 920 с.

166. Крайник В.В., Ушкалова В.Н. Исследование механизма каталитического окисления водно-липидного субстрата // Журн. физ. хим. 2010. Т. 84. № 5. С. 998-1000.

167. Крайник В.В., Ушкалова В.Н., Катанаева В.Г. Спектроскопическое исследование процессов окисления в присутствии комплексов меди / Вестник ННГУ им. Н.И: Лобачевского. 2009. № 6. С. 101-105.