В настоящее время теория окислительного стресса является ключевой при объяснении механизмов негативного влияния различных экологических факторов на здоровье человека. В связи с этим возник интерес к изучению антиоксидантных свойств различных продуктов питания, биологически активных добавок и лекарственных препаратов. При этом в центре внимания оказалось растительное сырьё и продукты на его основе. На территории Кировской области произрастают растения, давно зарекомендовавшие себя как источники ценных биологически активных соединений, в том числе обладающих антиоксидантными свойствами. К этим растениям относятся различные виды семейства хвойных и облепиха. С учётом природы анализа, приоритетного внимания заслуживают электрохимические методы, в том числе метод инверсионной вольтамперометрии. Он позволяет смоделировать условия, приближающиеся к среде организма. Целью работы было – исследовать возможность определения антиоксидантов (АО) в среде фосфатного буферного раствора (рН = 6,8) в присутствии пероксида водорода на дисковом вращающемся электроде. Установлены метрологические характеристики методики определения АО в этанольных растворах методом стандартов по степени снижения пика пероксида водорода на вольтамперограмме после добавления АО. Полученные данные и предложенные методические подходы могут быть полезны в экологических исследованиях антиоксидантной активности различных растительных объектов и трактовке результатов, так как позволяют судить и о ценности сырья как источника АО, и о влиянии различных факторов на состояние растений.
1. Узбеков М.Г. Перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы при психических заболеваниях. Сообщение 1 // Социальная и клиническая психиатрия. 2014. Т. 24. № 4. С. 97–103.
2. Гаврилова О.А. Особенности процесса перекисного окисления липидов в норме и при некоторых патологических состояниях у детей (обзор литературы) // Acta Biomedica Scientifica. 2017. T. 2. № 4. C. 15–22.
3. Головко Т.К., Силина Е.В., Лашманова Е.А., Козловская А.В. Активные формы кислорода и антиоксиданты в живых системах: интегрирующий обзор // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 1. С. 17–26. doi: 10.25750/1995-4301-2022-1-017-026
4. Надеев А.Д., Зинченко В.П., Авдонин П.В., Гончаров Н.В. Токсические и сигнальные свойства активных форм кислорода // Токсикологический вестник. 2014. № 2. С. 22–27.
5. Абдурахманов Г.М., Гасангаджиева А.Г., Абдурахманова Э.Г., Магомедова А.Г. Состояние компонентов окружающей среды и заболеваемость злокачественными новообразованиями в Лакском районе республики Дагестан // Известия РАН. Серия географическая. 2008. № 4. С. 109–111.
6. Череватенко А.А. Экологические факторы риска для здоровья человека // Журнал фундаментальной медицины и биологии. 2018. № 3. С. 39–45.
7. Цейликман В.Э., Лукин А.А. Влияние окислительного стресса на здоровье человека // Между- народный научно-исследовательский журнал. 2022. № 3–1 (117). С. 206–211. doi: 10.23670/IRJ.2022.117.3.037
8. Rom O., Aviram M. Endogenous or exogenous antioxidants vs. pro-oxidants in macrophage atherogenicity // Curr. Opin. Lipidol. 2016. V. 27. No. 2. Р. 204–206. doi: 10.1097/MOL.0000000000000287
9. Kanwugu O.N., Glukhareva T.V., Danilova I.G., Kovaleva E.G. Natural antioxidants in diabetes treatment and management: prospects of astaxanthin // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2022. V. 62. No. 18. Р. 5005–5028. doi: 10.1080/10408398.2021.1881434
10. Буркова В.Н., Сергун В.П., Иванов А.А. Химический состав и фармакологическая активность водного экстракта пихты сибирской (Abies sibirica L.) // Химия растительного сырья. 2022. № 2. С. 19–34. doi: 10.14258/jcprm.20220210469
11. Фокина А.И., Адамович Т.А., Трефилова Л.В. Подходы к определению антиоксидантов в пробах хвои различных представителей семейства сосновые // Химия растительного сырья. 2026. № 2. С. 255–262. doi: 10.14258/jcprm.20260217651
12. Фокина А.И., Нилова А.Б., Фоминых Е.Г., Сазанов А.В. Методические подходы к потенциометрическому определению содержания антиоксидантов // Теоретическая и прикладная экология. 2025. № 2. С. 54–62. doi: 10.25750/1995-4301-2025-2-054-062
13. Тринеева О.В. Методы определения антиоксидантной активности объектов растительного и синтетического происхождения в фармации (обзор) // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017. № 4. С. 180–197.
14. Яшин А.Я. Методология определения антиоксидантной активности пищевых продуктов и биологических жидкостей // Аналитика. 2021. Т. 11. № 5. С. 370–384. doi: 10.22184/2227-572X.2021.11.5.370.384
15. Шарафутдинова Е.Н., Иванова А.В., Матерн А.И., Брайнина Х.З. Качество пищевых продуктов и антиоксидантная активность // Аналитика и контроль. 2011. Т. 15. № 3. С. 281–286.
16. Ziyatdinova G.K., Budnikov H.C. Natural phenolic antioxidants in bioanalytical chemistry: state of the art and prospects of development // Russ. Chem. Rev. 2015. V. 84. No. 2. Р. 194–224. doi: 10.1070/RCR4436
17. Geana E.I., Ciucure C.T., Tamaian R., Marinas I.C., Gaboreanu D.M., Stan M., Chitescu C.L. Antioxidant and wound healing bioactive potential of extracts obtained from bark and needles of softwood species // Antioxidants. 2023. V. 12. No. 7. Article No. 1383. doi: 10.3390/antiox12071383
В настоящее время большой популярностью пользуется идея о важной роли продукции пищевой, косметической, фармацевтической промышленностей, содержащей вещества, обладающие антиоксидантными свойствами. Причиной является теория о весомом вкладе антиоксидантов (АО) в борьбу с окислительным стрессом – состоянием, вызванным повышенным содержанием активных форм кислорода в организме. Возникновение окислительного стресса может быть обусловлено различными экологическими факторами. Наряду с продуктами питания, дополнительным источником поступления АО в организм могут быть биологически активные добавки (БАД), к числу которых относится БАД на основе зерномицелия ежовика гребенчатого. Правильная оценка содержания АО в фармацевтических препаратах и БАДах помогает обеспечить их сбалансированное употребление. В связи с этим задача по разработке новых и совершенствованию существующих методов определения веществ с антиоксидантными свойствами в различных объектах является актуальной. Благодаря природе анализа, приоритетного внимания заслуживают электрохимические методы, в том числе потенциометрический. Целью работы было – установить оптимальные условия применения потенциометрического метода для определения антиоксидантных свойств субстанций (экстракт ежовика гребенчатого и аскорбиновая кислота) в медиаторной системе K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]. Установлено, что при определении суммы АО в присутствии оксиданта (пероксид водорода) потенциометрическим методом с использованием медиаторной системы с рН 6,80 и соотношением концентраций (моль/дм3) K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]=0,00005/0,001 получаются хорошо повторяющиеся результаты (относительное стандартное квадратичное отклонение не превышает 5,0%), зависимость между аналитическим сигналом и количеством аналита имеет линейный характер, а результаты, получаемые методом «введено-найдено», отвечают требованию правильности. Полученные данные и предложенные методические подходы могут быть полезны для применения их в экологических исследованиях антиоксидантной активности различных растительных объектов и трактовке результатов.
Ключевые слова: антиоксиданты, потенциометрия, Hericium erinaceus, пероксид водорода, окислительно-восстановительные системы
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный агротехнологический университет»
Выделено 26 штаммов грибов рода Trichoderma из образцов дерново-подзолистой почвы, коры хвойных и лиственных деревьев, разлагающейся древесины, плодовых тел базидиомицетов. Антагонистическую активность этих штаммов изучали, используя образцы фитопатогенных грибов Alternaria alternata, Aureobasidium pullulans, Sclerotinia sclerotiorum, а также 8 штаммов р. Fusarium. Наибольшую антифунгальную активность из исследованных штаммов р. Trichoderma проявили 2 изолята (К-01П и К-02Т). Секвенированием участка генома ITS1-5.8S-ITS2 установили принадлежность этих штаммов к видам T. atroviride и T. koningii. Для дальнейших исследований отобрали штамм T. atroviride К-01П на основании его более высокой степени конидиогенеза, целлюлазной активности и широкого спектра антифунгального действия в сравнении с T. koningii К-02Т. Отобранный изолят К-01П проявил антагонистическую активность в отношении микромицетов рр. Fusarium, Aureobasidium, Alternaria. Дополнительные лабораторные исследования показали, что штамм Trichoderma atroviride оказался совместимым с бактериями-азотфиксаторами Azotobacter chroococcum, Rhizobium trifolii и Fischerella muscicola. Доказан синергизм их действия и фитостимулирующие свойства при инокуляции семян высших растений данными микробными ассоциациями. Выявлен консорциум штаммов T. atroviride + A. chroococcum, обладающий не только ростстимулирующими свойствами, но и способностью к разложению целлюлозы и растворению фосфатов на более высоком уровне, чем монокультура триходермы. У суспензии штамма К-01П с рекомендованным титром внесения 2 · 105 КОЕ/г показано отсутствие острой токсичности в биотестах на препарате «Эколюм» на основе Escherichia coli и ракообразных Daphnia magna.
Разработка экологичных и безопасных плёночных материалов на биооснове является перспективным направлением в области производства упаковки, в медицине и сельском хозяйстве. Среди биоразлагаемых полимеров на биооснове наибольший интерес вызывают композиции на основе желатина. В данном исследовании представлены результаты исследования плёнок на основе желатина с включением водных экстрактов из листьев облепихи, подорожника большого, хвои сосны. Плёнки получали методом полива из раствора, приготовленного на растительных экстрактах и дистиллированной воды в качестве контроля. Водные экстракты из растительного сырья получали в режиме отвара. С помощью физико-химических методов анализа определён качественный и количественный состав полифенольных соединений (сумма полифенолов, флаваноиды и дубильные вещества), входящих в состав экстрактов. Установлена антиоксидантная активность растительных экстрактов. Наибольшее количество антиоксидантов (64 мг/100 см 3 ) выявлено в экстрактах из листьев облепихи. Введение в состав желатиновых плёнок растительных экстрактов не вызывало существенных изменений в их термической стабильности, что подтверждено данными термогравиметрического анализа. Существенные изменения свойств по сравнению с контролем отмечены для образцов, содержащих экстракт листьев облепихи. Так, значение напряжения при разрыве составило 11,6 МПа, а удлинение при разрыве – 100% (11,4 МПа и 65% для контроля соответственно). Для всех исследованных образцов отмечено меньшее водопоглощение (200–223% по истечении 60 мин) по сравнению с контролем (254% по истечении 60 мин) и значения паропроницаемости, сопоставимые с контролем. Такое сочетание свойств плёнок совместно с высоким содержанием антиоксидантов в составе растительных экстрактов позволяет рассматривать данные материалы как перспективные для создания биоразлагаемой упаковочной плёнки, в том числе обладающей антибактериальной активностью.
Одним из последствий влияния неблагоприятных экологических факторов на человека является развитие в организме окислительного стресса. Существенную роль в борьбе с окислительными процессами играют антиоксиданты, в том числе аскорбиновая кислота (АК). Разработка методов количественного определения АК в фармацевтических препаратах и биологически активных добавках (БАД), содержащих несколько антиоксидантов и вспомогательные вещества, остаётся актуальной задачей.
Показана возможность применения кулонометрического с бипотенциометрической индикацией и прямого
потенциометрического методов анализа для определения АК в БАД. Установлено, что при использовании иода в качестве окислителя оба метода позволяют получать хорошо повторяющиеся результаты (относительное средне-квадратичное отклонение не превышает 2,0%). Зависимость аналитического сигнала от массы навесок препаратов (в области 80–120% от стандартной массы 0,1 или 0,2 г в зависимости от методики) имеет линейный характер с R не менее 0,99, а результаты, полученные методом «введено-найдено», отвечают требованию правильности. Доказано, что рутин, глюкоза и вспомогательные вещества не мешают определению АК предлагаемыми методами.
Ключевые слова: аскорбиновая кислота, глюкоза, рутин, кулонометрия, потенциометрия, определение
Изучено влияние растворов CuSO4 с концентрациями ионов Cu2+ равными 1, 2, 3, 4 и 5 мг/дм3 с добавлением глутатиона восстановленного (GSH) и без него на почвенную цианобактерию (ЦБ) Nostoc paludosum 18. Продолжительность экспозиции культуры с растворами составила 72 часа. В ходе эксперимента наблюдали за формированием биоплёнок ЦБ из гомогената, как за показателем восстановления исходной популяции; измеряли концентрацию растворённого O2 в суспензиях ЦБ; определяли долю клеток ЦБ, способных к образованию формазана из хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия, как показатель жизнеспособности культуры.
Под действием CuSO4 у культуры ЦБ нарушалась способность к формированию биоплёнок в растворах с концентрациями Сu2+ 1 мг/дм3 и более без добавления GSH и при концентрациях Сu2+, равных 3 и более мг/дм3, в присутствии трипептида. По изменению концентрации растворённого O2 не удалось диагностировать токсичность раствора с концентрацией 1 мг Cu2+/дм3 на протяжении всего эксперимента. У раствора с концентрацией 2 мг Cu2+/дм3 через трое суток экспозиции установлена средняя степень токсичности. Среднюю и слабую степени токсичности удалось выявить у растворов с концентрациями Cu2+, равными 3–5 мг/дм3, через сутки экспозиции. С увеличением концентрации Cu2+ происходило снижение дегидрогеназной активности ЦБ, по сравнению с контролем, на 50% и более. Растворы с GSH имеют меньшую степень токсичности, чем аналогичные растворы без добавления GSH. Наиболее приемлемой тест-функцией на действие ионов меди(II) с концентрациями их в растворе, превышающими ПДК, является дегидрогеназная активность ЦБ N. paludosum с титром 2•107 кл. /см3.