Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Перспективы использования метода гальваностатической кулонометрии для оценки интегральной антиоксидантной активности молока и кисломолочной продукции.
.pdf
Функционированием этой эффективной донорно-акцепторной
системы в живых организмах и ее участием в различных окислительновосстановительных процессах объясняется биологическая активность
витамина С.
Рис. 2.11. Донорно-акцепторные свойства аскорбиновой кислоты
В число обезвреживаемых им АФК входят: НОС1, О
НО
2
, RО
и НО, синглетный кислород.
2
-
, радикалы
2
Витамин С является важным компонентом биологической антиоксидантной системы, тесно взаимосвязанным с глутатионом и токоферолом [44].
В экспериментальных исследованиях [29, 150] было показано,
что АК может восстанавливать α-токоферильный радикал (-Тф-О),
тем самым возвращая α-токоферолу антиоксидантные свойства. Более
того, считается, что в гетерогенных системах, содержащих липидную и
водную фазу, пара аскорбиновая кислота/α-токоферол работает синергично и выводит радикалы из легкоокисляющейся липидной фазы (лф)
в водную (вф) [50], способствуя обрыву процесса СРО [11]:
ROO + -TФ-ОН → ROOH + -TФ-О,
-TФ-О + НО-АК-ОН →-TФ-ОН + НО-АК-О,
-TФ-О + НО-АК-О →-TФ-ОН + О=АК=О.
41
Для последующей регенерации аскорбиновой кислоты в организме задействованы специализированные ферментные системы, осуществляющие восстановление семидегидроаскорбата (НО-АК-О) и дегидроаскорбата (О=АК=О) [151].
Витамин С при достаточном количестве повышает устойчивость
других компонентов антиоксидантной системы молока: витаминов
,, А, Е, фолиевой и пантотеновой кислот, ряда гормонов [147]. Ас-
корбиновая кислота необходима для нормального образования гидроксилированных производных витамина D: его транспортной формы
25(ОН)D в печени и гормональной формы 1,25D в почках. Поэтому хорошая обеспеченность организма витамином С – абсолютно
необходимое условие реализации витамином D его антирахитической
активности: при дефиците аскорбиновой кислоты даже повышенные
дозы витамина D оказываются неэффективными [146].
Однако при дефиците витамина С в присутствии ионов железа
или меди аскорбат становится мощным прооксидантом: он переводит
ионы в восстановленное состояние и тем самым индуцирует разложение органических перекисей [151]:
Fe
2АК + 2О2 → (2О
-
+ 2Н+)→ Н2О2 + О
2
-
·
2
Cu
Большинство представителей земной фауны, но не человек способны биосинтезировать L-аскорбиновую кислоту из D-глюкозы через
промежуточные соединения – D-глюкуроновую кислоту, L-гулоновую
кислоту, L-гулолактон и 2-кето-L-гулонолактон (рис. 2.12) [50, 152].
Поэтому человек полностью зависит от поступления витамина
аскорбиновой кислоты с пищей. Единственным животным продуктом,
содержащим значительные количества витамина С, является молоко.
Количество витамина С в молоке колеблется от 3 до 20 мг/кг. Оно
зависит от индивидуальных особенностей животных, обычно повышается осенью и зимой, а понижается летом. В свежем молоке содержится
67–78 % восстановленной формы аскорбиновой кислоты, количество
дегидроаскорбиновой кислоты (ДАК) составляет 24–33 %. Образующаяся при обратимом окислении аскорбиновой кислоты ДАК, как и АК,
обладает свойствами витамина. L-дикетогулоновая кислота и продукты
дальнейшего ее окисления этими свойствами не обладают. Окисление
аскорбиновой кислоты в молоке ускоряется в присутствии металлов
(железа, меди), света, воздуха, а также при нагревании (рис. 2.13) [48].
42
Рис. 2.12. Биосинтез L-аскорбиновой кислоты
Рис. 2.13. Окисление аскорбиновой кислоты
Из всех составных частей молока витамин С наиболее сильно разрушается под действием света, поэтому по его содержанию судят об
интенсивности светового воздействия на молоко [139].
Витамин В6 (пиридоксин) [50]. Это группа соединений (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин), обладающих близкой биологической активностью (рис. 2.14) [44].
Все три соединения устойчивы к нагреванию, неустойчивы к действию окислителей, например перекисей.
43
Рис. 2.14. Формы витамина В
6
Наряду с ними активностью витамина В6 обладают их 5/-фосфаты. Метаболически активным коферментом является пиридоксальфосфат. В печени происходит быстрое окисление и фосфорилирование
других форм витамина в пиридоксаль-5/-фосфат. В этом процессе задействованы три фермента – пиридоксалькиназа, пиридоксамин (пиридоксин)-5/-фосфат-оксидаза и фосфогидролаза (неспецифичная), которые осуществляют превращение поступающих с пищей форм витамина
в циркулирующий пиридоксаль, который является коферментом очень
важных ферментов класса трансфераз, катализирующих переаминирование аминокислот в клетках молочной железы. Из печени витамин выводится связанным с альбумином. Пиридоксальфосфат, не связанный
с ферментами, быстро дефосфорилируется, а избыточный пиридоксаль
окисляется в тканях до пиридоксиновой кислоты, являющейся основным метаболитом витамина, выводимым с мочой [127].
Пиридоксин участвует в различных обменных процессах. С одной стороны, пиридоксин играет большую роль в биотрансформации
серосодержащих соединений (метионина, цистеина), в синтезе глутатиона и его превращениях, в сохранении токоферола, в переносе SHгрупп биомолекул, т. е. его функция в организме тесно связана с метаболизмом биоантиоксидантов, а с другой – сам он обладает свойствами
антиоксиданта, активно участвует в обмене липидов, в особенности ненасыщенных жирных кислот и липопротеидов [11].
Витамин В6 синтезируется растениями и многими видами микроорганизмов. Основная потребность в пиридоксине у жвачных животных удовлетворяется вследствие синтеза его микрофлорой желудочнокишечного тракта [139].
Содержание пиридоксина и его производных в молоке составляет
0,2–1,7 мг/кг. Осенью концентрация витамина в молоке выше, чем зимой и летом [48].
44
Современные нормы потребления во многих странах исходят из
цифры 15–16 мкг витамина В6 на грамм потребляемого белка. При
усредненном потреблении белка это дает значение рекомендованной
нормы для взрослого человека 1,4–1,6 мг/сут. [127].
Витамин В2 (рибофлавин). Рибофлавин (рис. 2.15) является частью
комплексной ферментной системы, участвующей в окислительно-восстановительных реакциях. Его антиоксидантные свойства, вероятнее всего,
реализуются путем его восстановления в семихинонную форму свободными радикалами. В дальнейшем семихинонные радикалы рабофлавина
диспропорционируют с образованием молекул рибофлавина [153].
Рис. 2.15. Строение рибофлавина
Однако при определенных условиях рибофлавин может являться
источником супероксид-аниона в результате одновалентного восстановления кислорода. При флюоресцентном освещении молока происходит окисление рибофлавином аминокислот – метионина, гистидина,
триптофана, тирозина и цистина, в результате чего также образуется
супероксид-анион [92].
Витамин РР (ниацин). Ниацин – общее обозначение пиридин-3-
карбоновой никотиновой кислоты и ее производных, проявляющих качественно биологическую активность никотинамида (рис. 2.16) [139].
Рис. 2.16. Строение никотиновой кислоты и ее амида
45
Никотиновая кислота и ее амид встречаются в природных продуктах, в том числе в молоке, в свободном состоянии и в составе коферментов НАД и НАДФ дегидрогеназ, участвующих в метаболизме
белка, при синтезе генетического материала, жирных кислот и холестерина, при продуцировании энергии и необходимы для нормального
функционирования центральной нервной системы.
Молоко характеризуется сравнительно малым количеством никотиновой кислоты и ее амида (0,7–1,5 мг/кг), однако его белки богаты
триптофаном, который в организме животного и человека метаболизируется до никотиновой кислоты [48].
Суточная потребность в никотиновой кислоте составляет 6,6 мг
на каждые 1000 калорий рациона [154].
2 . 2 . 4 . В и т а м и н оп о до б ны е ве щ е ст в а
Наряду с про- и витаминами молоко содержит ряд витаминоподобных веществ. Под термином «витаминоподобные вещества» понимают группу условно незаменимых факторов питания, напоминающих
по физиологическому действию витамины, но при дефиците которых
не наблюдается развития патологических изменений (витаминной недостаточности).
В настоящее время достоверно установлена антиоксидантная активность трех витаминоподобных веществ, присутствующих в молоке,
а именно: липоевая кислота, холин и мио-инозит [50].
Липоевая кислота (6,8-дитиооктановая кислота). Высокой био-
логической активностью обладают вещества, получившие название α- и
β-липоевых кислот. Нативная, только правовращающаяся форма липоевой кислоты обладает биологической активностью, входит в состав
фермента пируватдегидрогеназы [139].
Липоевая кислота может существовать как в окисленной, так и
в восстановленной форме (рис. 2.17) [13].
Антиоксидантные свойства липоевой (6,8-дитиооктановой) кислоты по биохимическому действию близки к витамину В1. Липоевая
кислота и ее амид (липамид) участвуют в процессе биологического
окисления в липидном и углеводном обмене в качестве коэнзима А,
влияют на обмен холестерина, снижая его уровень в крови, проявляют
46
липотропный эффект, в частности предупреждают ожирение печени [11]. Поступив в кровоток, липоевая кислота (липамид) легко восстанавливается в дигидролипоевую кислоту (дигидролипамид). Тем самым она функционирует как окислительно-восстановительная система.
В опытах in vitro, а также в острых и подострых опытах на различных
животных была обнаружена способность липоевой кислоты и липамида защищать молекулы гемоглобина от окислительного разрушения
при воздействии нитрита натрия, гидроксиламина и анилина и восстанавливать метгемоглобин. В частности, антиоксидантный эффект липамида был выше, чем у цистина и цистамина, и приближался к защитному действию селенита натрия [155]. Молоко содержит следы липоевой кислоты [10, 50].
Рис. 2.17. Окисленная и восстановленная формы липоевой кислоты
Холин. Холин представляет собой аминоэтиловый спирт, содер-
жащий три метильные группы у атомов азота (рис. 2.18), является сильным основанием, относительно стабилен, не разрушается при высокой
температуре (до 180 °С) [139].
Рис. 2.18. Строение холина
Холин является донором метильных групп, используемых при
синтезе незаменимой аминокислоты метионина, и участвует в обмене
белков. Он входит в состав ацетилхолина – химического медиатора
нервной системы – и таким образом участвует в передаче нервных импульсов. Входя в состав фосфолипидов, осуществляет липотропную
47
функцию, т. е. предохраняет печень от ожирения и способствует накоплению в ней гликогена.
Холин синтезируется растениями, в организме жвачных животных, большинством микроорганизмов и входит в состав многих пищевых продуктов. В продуктах животного происхождения содержится холина больше, чем в растительных. Содержание холина в молоке пропорционально содержанию фосфолипидов (лецитина, сфингомиелина),
основной частью которых он является. В молоке от 25 до 55 % холина
находится в свободном состоянии, остальной – в связанной форме,
обычно это фосфорный эфир холина [10].
Инозит. Инозит является шестиатомным циклическим спир-
том циклогексана (рис. 2.19). Он стоек к воздействию кислот и щелочей [44, 139].
Рис. 2.19. Строение инозита
Хотя этот витаминоподобный компонент питания не является
необходимым для человеческого здоровья, он играет важную роль:
инозит помогает в мобилизации жира из печени и из окружения внутренних органов при потере веса. Возможно, он также играет роль в
контроле некоторых химических посредников в отдельной клетке.
Инозит может улучшить передачу нервных сигналов у людей с диабетическим поражением нервов и нечувствительностью.
Наиболее распространен неактивный инозит. В молоке инозит
находится преимущественно в связанной форме.
Холин и мио-инозит являются составной частью фосфолипидов, которые входят в состав липопротеидных оболочек шариков жира молока
и частично связаны с белками молочной плазмы [138].
Фосфолипиды. Это соединения, представляющие собой сложные
эфиры фосфорной кислоты [156] (рис. 2.20).
48
Рис. 2.20. Структура фосфолипида
Фосфолипиды обладают свойствами антиокислителей [48].
Е. Б. Бурлакова [157], рассматривая физиологические механизмы поддержания стационарного уровня интенсивности окислительных реакций в липидах биомембран, показала, что скорость ПОЛ и их антиокислительная активность взаимосвязаны с химическим составом липидов.
Так, спектр фосфолипидов изменяется таким образом, что при усилении ПОЛ, которое сопровождается понижением АОА, мембраны обогащаются более устойчивыми к окислению фракциями фосфолипидов
(сфингомиелином, фосфатидилхолином). Это приводит к замедлению
скорости свободнорадикального окисления и снижению расхода антиоксидантов. Происходящее при этом относительное увеличение уровня
АОА способствует нормализации ПОЛ. Напротив, уменьшение скорости ПОЛ влечет за собой повышение в мембранах уровня легкоокисляемых фракций фосфолипидов (фосфатидилсерин, фосфатидилинозит),
содержащих больше высоконенасыщенных жирных кислот, что повышает скорость образования свободных радикалов. При их взаимодействии с антиоксидантами утилизируется избыток последних и восстанавливается исходный уровень окислительных процессов. Такие колебания в составе фосфолипидов позволяют поддерживать стационарный
уровень ПОЛ и биоантиоксидантов. Изменение состава фосфолипидов
влияет на функциональную активность мембранных ферментов [11].
С другой стороны, установлено [11], что фосфатиды (комплекс
фосфолипидов различного состава) выступают как синергисты по отношению к противоокислительному действию витамина Е, способствуя сохранению его восстановленной формы.
Для предотвращения антиоксидантной недостаточности, свойственной людям пожилого возраста, особенно страдающим атеросклерозом или хроническими неспецифическими заболеваниями легких,
целесообразно содержание фосфолипидов в рационе увеличить.
49
В настоящее время их количество рассматривают совместно с данными
о количестве холина и инозита, поскольку эти вещества являются составной частью фосфолипидов. Больше всего фосфолипидов, в основном лецитина (холинфосфатид), в яйце (3,3 %) [50]. Что касается молочной про-
дукции, богатым источником инозита является сметана (120 мг/100 г).
В практике фосфолипидные фракции нашли широкое применение в качестве антиоксидантов. Например, лецитин (холинфосфатид)
был одним из первых антиоксидантов, принятых в США в качестве пищевой добавки для стабилизации жиров и масел. В настоящее время
промышленное производство фосфатидов осуществляется из растительных масел. Кроме того, природные комплексы фосфатидов выпускаются в качестве лекарственных средств. Так, фосфолипиды (холинфосфатиды) являются главным действующим компонентом лекарства
эссенциале, которое применяется при острых и хронических заболеваниях печени, в том числе при циррозе, алкогольных интоксикациях, а
также рекомендуется при радиационном синдроме и для профилактики
преждевременного старения. В состав этого лекарства входят также витамин Е, никотинамид (витамин РР) и пиридоксин (витамин В6) [11].
2.3 . Н и з к о м о л е к у л я р н ы е к о м п о н е н т ы
а н т и о к с и д а н т н о й з а щ и т н о й с и с т е м ы м о л о к а
Глутатион (2-амино-5-{[2-[(карбоксиметил)амино]-1-(меркапто-
метил)- 2-оксоэтил]амино}-5-оксопентаноевая кислота (рис. 2.21) [160]
является трипептидом (L-гамма-глутамил-L-цистеинилглицин), биосинтез и катаболизм которого описываются так называемым глутамильным циклом [161].
Рис. 2.21. Структурная формула глутатиона
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]