10974 (Изучение антиоксидантной активности растений)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЛАВЯНСКИЙ-НА-КУБАНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Факультет биологии и химии

Специальность биология

Кафедра естественно-биологических

и медицинских дисциплин

Выпускная квалификационная работа.

Изучение антиоксидантной активности растений

Выполнила Научный руководитель

Студентка 5 курса доцент,к.т.н.

Ольшанская Елена Петровна Избранова Светлана Иосифовна

_______________ __________________

Подпись Подпись

г. Славянск – на – Кубани

2008 г

Оглавление

Введение

Глава 1. Антиоксидантная активность растительных материалов

1.1 Антиоксиданты растительных материалов

1.1.1 Общая характеристика растительных антиоксидантов

1.1.2 Аскорбиновая кислота как антиоксидант

1.2 Биологическое описание растений, обладающих антиоксидантной активностью

1.2.1 Лимон обыкновенный (Citrus limon)

1.2.2 Калина обыкновенная (Viburnuv opulus L.)

1.2.3 Шиповник коричный (Rosa majalis)

1.3 Растения чая (Thea)

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Объекты

2.2 Материалы исследования

2.3 Методы исследования

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение. Изучение антиоксидантной активности растений

3.1 Определение содержания витамина С в калине обыкновенной в период созревания

3.2 Определение антиоксидантной активности растительных материалов

3.3 Определение содержания полифенольных соединений в различных сортах чая

3.4 Влияние компонентов чая на антиоксидантную активность

Методическая часть. Урок биологии в 8-м классе по теме: "Витамины"

Выводы

Список литературы

Приложения

Введение

Кислород является мощным окислителем, реакции окисления с его участием – источник энергии для многих живых организмов. С другой стороны, в процессе метаболизма образуются соединения кислорода, которые разрушают структуру и вещества клетки. В результате в клетке и во всем организме нарушается обмен веществ. Роль антиоксидантов - связать и вывести из организма свободные радикалы.

В организме имеется собственная система борьбы с излишним количеством свободных радикалов, но она ослабляется под воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды. Известно, что многие растения содержат вещества, обладающие антиоксидантной активностью.

Большое внимание в настоящее время уделяется биофлавоноидам – большой группе соединений с полифенольной структурой. Имеются сведения о их антиоксидантной активности. Антиоксиданты растительного происхождения широко используют в медицине и пищевой промышленности в виде экстрактов и натуральных масел.

Объектом изучения являются плоды калины обыкновенной, шиповника коричного и лимона обыкновенного, различные сорта чая.

Предметом изучения является антиоксидантная активность исследуемых материалов.

Целью нашей работы явилось изучение антиоксидантной активности растений.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности калины обыкновенной, лимона, шиповника, чая и их антиоксидантную активность;

2. Определить содержание аскорбиновой кислоты в настоях плодов калины обыкновенной в период созревания;

3. Определить содержание аскорбиновой кислоты в плодах лимона обыкновенного, шиповника коричного и различных сортов чая;

4. Определить содержание полифенольных соединений в различных сортах чая;

5. Изучить влияние компонентов чая на антиоксидантную активность.

Гипотеза работы – если исследуемые растения обладают антиоксидантной активностью, то количество антиоксидантов зависит от вида растения.

Теоретическая значимость - в результате проделанной работы определено содержание аскорбиновой кислоты в калине обыкновенной, лимоне обыкновенном, шиповнике коричном, различных сортах чая.

Практическая значимость – установлено, что компоненты чая снижают антиоксидантную активность, поэтому не рекомендуется употреблять чай после приема пищи.

Глава 1. Литературный обзор. Изучение антиоксидантной активности растительных материалов

Антиоксиданты — вещества, замедляющие или предотвращающие окисление органических соединений. Они защищают организм от негативных воздействий свободных радикалов. Антиоксидант соединяется со свободным радикалом и ставит заслон разрушительному действию лишнего электрона. С помощью ферментной защитной системы организм преобразует клеточный оксидант в воду и кислород (нерадикал) [1].

1.1 Антиоксиданты растительных материалов

В организме имеется собственная система борьбы с излишним количеством свободных радикалов, но она ослабляется под воздействием загрязненной среды, курения, прямых солнечных лучей и нуждается в поддержке. Было обнаружено, что многие растения содержат вещества флавоноиды – большую группу соединений с полифенольной структурой, которые связывают свободные радикалы, т.е. являются антиоксидантами.

1.1.1 Общая характеристика растительных антиоксидантов

В организме постоянно образуются свободные радикалы, поэтому от них должна существовать антиоксидантная защита, являющаяся одним из важнейших компонентов иммунитета в целом. Важно дополнять свой пищевой рацион природными веществами – антиоксидантами , которые усиливают защиту от свободных радикалов, повышают тем самым иммунитет, устойчивость организма к воздействию неблагоприятных внешних факторов, замедляют процессы старения [8].

Важнейшими антиоксидантами являются: витамины С, Е, β-каротин, селен, биофлавоноиды (витаминоподобные вещества, содержащиеся в кожуре растений – апельсины, лимоны, томаты и прочее). Многие растительные экстракты, витамины, аминокислоты, минералы, микроэлементы обладают антиоксидантными свойствами или непосредственно, или опосредованно, так как входят в состав ферментов-антиоксидантов[3].

В растениях было обнаружено около 5000 флавоноидов – антиоксидантов с широким спектром целебного воздействия. Они обладают сосудорасширяющими, противоопухолевыми, противовоспалительными, бактерицидными, иммуностимулирующими и противоаллергическими свойствами [1].

Антиоксиданты, обнаруженные в растениях, являются полифенолами. Многие травяные добавки — сибирский женьшень (адаптоген), гингко билоба (стимулятор умственной деятельности), чертополох морской (защищает печень), куркума длинная (противовоспалительное действие) и черника (зрение, ревматоидный артрит) — помимо своих основных свойств, являются еще и антиоксидантами. В травяных экстрактах биоактивные ингредиенты освобождены от клеточных стенок – за счет этого они легче усваиваются организмом. Чтобы добавка давала максимальный эффект, она должна содержать строго стандартизированное количество биоактивных веществ: сибирский женьшень — 0,5% элеутерозида Е, гингко билоба — 24% флавокгликозидов, морской чертополох – 80% силимарина, куркума длинная — как минимум 80% куркуминоидов, черника — 25% антоцианидинов. Необходимо выбирать только такие травяные добавки, в которых точно соблюдены все эти показатели [31].

Характеристика антиоксидантов.

Бета-каротин. Каратиноидный предшественник витамина А. Связывает атомарный кислород и пероксильные радикалы. Защищает уязвимую (липидную) оболочку клетки. Содержится в апельсинах, желтых овощах, тыкве, моркови, в сладком картофеле и темно-зеленых овощах, например, в брокколи [50].

Витамин Е (d-альфа токоферол). Главный жирорастворимый антиоксидант. Защищает жирные кислоты внутри и вокруг клеток от свободных радикалов и липидного окисления. Содержится в растительном масле, приготовленном методом холодного прессования; в пшеничных ростках, хлебе и крупах из цельного зерна. [50]

Экстракт зеленого чая. Полифеноловый антиоксидант, богатый катехинами, связывает анионные радикалы, супероксиды, перекись водорода. Экстракт должен содержать как минимум 50 процентов катехинов и полифенолов. Рекомендуемая доза — 300-700 мг в день [50].

Экстракт чертополоха морского. Главный защитник печени. Экстракт должен содержать 70 или больше процентов силимарина. Рекомендуемая доза — 300-600 мг в день [50].

Экстракт гингко билоба. Защищает клеточные мембраны от липидного окисления, особенно миелиновую оболочку нервов и клеток мозга. Экстракт, полученный из листьев дерева гингко билоба, содержит 24 процента флавогликозидов. Рекомендуемая доза — 120мг в день [50].

Экстракт виноградных косточек. Мощный антиоксидант, содержащий 95% процианидов (полифеноловые олигомеры), которые обладают свойством связывать свободные радикалы и подавлять активность коантиновой оксидазы, фермента, включающего цепное производство кислородных радикалов. Экстрагируется из косточек красного винограда. Рекомендуемая доза 50-100 мг в день [50].

Экстракт китайского лимонника. Растение с ярко выраженной способностью защищать печень и обладающее антиоксидантным свойством. Рекомендуемая доза — 200-300 мг в день [50].

Ликопен. Мощный картиноид, связывающий атомарный кислород и пероксильные радикалы. Защищает липидную оболочку клетки. Содержится в помидорах. Рекомендуемая доза — 5-10 мг в день [50].

Альфа-липоидная кислота. Липоикная кислота не является витамином, но она существенна для жизнедеятельности организма. Она защищает клетки и преобразует окисленный глютатион в его более функциональную форму. Рекомендуемая доза — 50-100 мг в день [50].

Селен. Основной минеральный антиоксидант и дезактиватор свободных радикалов. Участвует в синтезе фермента глютатионной перексидазы. Рекомендуемая доза — 200-400 мг в день (I-селенометионинная форма) [50].

Любой организм можно рассматривать как образец работы сбалансированной и отлаженной антиоксидантной системы, состоящей из многих компонентов - это и витамины (витамины С, Е, Р), и ферменты (глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза), и микроэлементы (селен, цинк), и полифенольные соединения (флавоноиды), и серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин), а также трипептид глутатион. Это только некоторые соединения, обладающие антиокислительным действием. Химическая природа этих соединений разнообразна, среди них есть как водо- так и жирорастворимые компоненты. Основной принцип, на котором строится действие антиоксидантной системы живого организма - это синергизм. Он заключается в том, что компоненты системы работают сообща, восстанавливая друг друга и усиливая эффективность действия [1] .

Природные антиоксидантные системы, выработанные в ходе эволюции, прошли испытание "на прочность" в течение многих миллионов лет. Поэтому выглядит вполне логичным учесть опыт природы и использовать в косметических средствах естественные антиоксидантные комплексы, выделенные, например, из растений. Причин тому несколько:

1. Широкий выбор растений, обладающих не только антиоксидантным действием, но и другими полезными для кожи свойствами. Поэтому из растительного сырья можно готовить полифункциональные препараты;

2. При использовании растений нет риска инфекционного заражения, как в случае использования животного сырья;

3. Доступность растительного сырья [1].

1.1.2 Аскорбиновая кислота как антиоксидант

α-Лактон 2,3-дегидро-L-гулоновой кислоты

Витамин С - мощный антиоксидант. Он играет важную роль в регуляции окислительно-восстановительных процессов, участвует в синтезе коллагена и проколлагена, обмене фолиевой кислоты и железа, а также синтезе стероидных гормонов и катехоламинов. Аскорбиновая кислота также регулирует свертываемость крови, нормализует проницаемость капилляров, необходима для кроветворения, оказывает противовоспалительное и потивоаллергическое действие [3].

Витамин С является фактором защиты организма oт последствий стресса. Усиливает репаративные процессы, увеличивает устойчивость к инфекциям. Уменьшает эффекты воздействия различных аллергенов. Имеется много теоретических и экспериментальных предпосылок для применения витамина С с целью профилактики раковых заболеваний. Известно, что у онкологических больных из-за истощения его запасов в тканях нередко развиваются симптомы витаминной недостаточности, что требует дополнительного их введения [41].

Витамин С улучшает способность организма усваивать кальций и железо, выводить токсичные медь, свинец и ртуть.

Важно, что в присутствии адекватного количества витамина С значительно увеличивается устойчивость витаминов В1, В2, A, E, пантотеновой и фолиевой кислот. Витамин С предохраняет холестерин липопротеидов низкой плотности от окисления и, соответственно, стенки сосудов от отложения окисленных форм холестерина [3].