Створення біологічно-активних продуктів на основі стабілізованого каротину біотехнологічного походження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна

УДК 665.3:547.979.8

Створення біологічно-активних продуктів на основі стабілізованого каротину біотехнологічного походження

03.00.20-біотехнологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук

Кричковська Лідія Василівна

Київ 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному технічному університеті "ХПІ" та Харківському державному медичному університеті.

Наукові консультанти: доктор біологічних наук, член-кор. НАН України Донченко Георгій Вікторович, зав. відділу біохімії коферментів Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України;

доктор біологічних наук, професор Жуков Віктор Іванович, зав. кафедри медичної біохімії Харківського державного медичного університету МОЗ України;

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Курдиш Іван Кирилович, зав. відділу мікробіологічних процесів на твердих поверхнях Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України;

доктор біологічних наук, професор, академік АН вищої школи Каліман Павло Авксентійович, професор кафедри біохімії Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна МОН України;

доктор сільськогосподарських наук, професор Шеремета Віктор Іванович, зав. кафедри генетики тварин та біотехнології Національного аграрного університету Кабінету Міністрів України.

Провідна установа: - Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України, відділ № 9 (м. Київ).

Захист відбудеться “ 22. “ грудня 2003р. о 14.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна за адресою: 01601, м. Київ-30, вул. Леонтовича, 9.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України за адресою: Київ, вул. Леонтовича, 9.

Автореферат розіслано 20 листопада 2003 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат біологічних наук О.В. Кірсенко

каротин мікробіологічний стабілізація антиоксидант

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть теми Каротиноїди є найбільш розповсюдженою, багаточисельною та важливою групою природних пігментів у рослинному та тваринному світах. З більш ніж 600 відомих на сьогодні каротиноїдів лише біля 50 відносяться до провітаміну А. Активність вітаміну А мають ті каротиноїди, до складу молекул яких входить кільце -іонона (3,4-дегідроіонона), зв'язане з аліфатичним ланцюгом, який містить систему супряжених подвійних зв'язків. Серед каротиноїдів найбільшу біологічну активність має -каротин, який має два -іононових кільця. Вважається, що крім найбільш вивченої функції як провітаміну А, каротиноїди самі по собі виконують захисні функції при дії вільних радикалів та ліпідних пероксидів, які руйнують клітинні мембрани, а також виконують роль неспецифічних активаторів імунної відповіді в організмі. Існують багаточисельні дані про участь каротиноїдів у клітинній диференціації, процесах росту. На сьогодні відомо про ендогенну та екзогенну антиоксидантну властивість каротиноїдів. В цій якості каротиноїди здатні знижувати не тільки пошкодження, індуковане різними зовнішніми генотоксинами, але й можуть бути засобами хіміопрофілактики розвитку пухлин [Сергеєв А.В., 1992; Britton G, 1995 та інш.].

Основною сировиною для одержання каротину є морква, гарбуз, обліпиха, люцерна, але сучасні успіхи біотехнології дозволяють в значній мірі вирішувати проблеми виробництва каротину з іншиї джерел. Каротиноїди містяться у багатьох мукорових грибах, для деяких видів яких характерен зверхсинтез і вони використовуються для промислового одержання каротину. Для мікробіологічного одержання каротину особливий інтерес викликають гетероталічні гриби порядку Muкorales: Phycomyces blakesleanus і Blakeslea trispora. Каротиноїди промислового біотехнологічного препарата з Blakeslea trispora представлені на 90% -каротином і на 10% - , -- каротинами та лікопіном [Колот Е.Н. и др., 1972; Eugster C., 1995; Кунщикова И.С., 2002 та інш.].

До теперішнього часу каротин, одержаний при культивуванні Blakeslea trispora, використовувався як харчовий продукт для забарвлення масла, маргарину, сиру, морозива і в невеликій кількості як вітамінний додаток в продуктах харчування. Продукти з каротином з тривалими термінами зберігання були відсутні внаслідок дуже швидкого окислення каротину по центральній та периферійним подвійним зв'язкам в присутності світла та тепла із зміною основних фізико-хімічних показників та утратою біологічних властивостей при окисленні 50% каротиноїдів. Окислення каротину має вільно-радикальний характер. Досі не знайдено ефективних методів стабілізації каротину від деструктивного руйнування, що не дає можливості застосовувати його в фармацевтичній промисловості для створення на його основі нових лікарських препаратів з лікувально-профілактичною дією [Батурін О.К., та інш., 1991; Болеева Л.З., 1994; James A. 1995]. Вирішення проблеми захисту каротину біотехнологічного походження на жирових основах від деструктивного руйнування внаслідок окислення відкриває широкі можливості для розробки нових фармацевтичних, харчових та інших продуктів з каротином, розширення сфери його застосування та збільшення промислового виробництва каротину мікробіологічного з біомаси мукорового гриба Blakeslea trispora в Україні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами науково-дослiдних робiт.

Робота виконувалась згiдно з постановою ДКНТ СРСР №245 вiд 13.06.80 “Розробити методи синтезу штучних аналогiв олiї облiпихи, наближених за своїми показниками до натуральної”, комплексним проектом КП НТП СЕВ (мiжнародний проект “Новi рослини”), постановою ДКНТ від 25.05.90 “Створити нові форми лікарських та ефіроолійних рослин з використанням біотехнологічних методів для отримання біологічно активних речовин, тема 0193U027853 від 21.03.91 “Обгрунтування науково-практичних положень застосування нових ліпідів з антиоксидантними властивостями при розробці ліків з профилактичною дією”, постановою ДКНТ №110 від 14.07.94 “Розробити біологічно-активний препарат з антисептичними та антиоксидантними властивостями на основі рослинної ефіро-олійної сировини”; в рамках республiканської програми “Розробка складу та технологiї отримання лiкувально-профiлактичних препаратiв на основi рослинної олії” 1994-2001гг., 0100U001088 від 13.01.99; “Наукове обгрунтування протиокиснювальної дії фенольних антиоксидантів у відношенні до каротиноїдів біотехнологічного походження”, 0102U000948 від 29.05.01 (наказ №422). Комплекс робiт виконано на базі Державного медичного університету та Національного технічного унiверситету “ХПІ”. Впровадження результатiв роботи здiйснено за госпдоговірною тематикою: тема №48320 вiд 27.03.86р. “Фiзико-хiмiчнi дослiдження структури та якостi препарату “Аєкол” та впровадження його у виробництво”; №48196 вiд 8.12.87р. “Дослiдження питання розширення показникiв застосування “Аєколу” та створення нової лiкарської форми”; №48629 вiд 21.09.89р. “Проведення НДР по розробцi та впровадженню у виробництво супозиторіїв на основi “Аєколу”; №48319 вiд 17.02.94р. “Експериментальне обгрунтування розширення дiї “Аєколу” як профiлактичного засобу при виразковiй хворобi”, та рішенням Іноваційного фонду України про впровадження “Аєколу” у виробництво в Україні (постанова від 6.04.94 р.). Всi роботи виконано пiд науковим керiвництвом i за безпосередньою участю автора дисертацiї.

Мета та задачі досліждення. Головна мета роботи - розробка прийомів стабілізації каротину мікробіологічного за допомогою природних та синтетичних фенольних антиоксидантів від окислювальної деструкції з метою збільшення терміну збереження його фізико-хімічної структури та біологічної активності для розробки нових ефективних каротинвмісних лікарськіх засобів та інших продуктів, які раніш не виготовлялись.

Для досягнення поставленої мети було сформульовано такі основні завдання:

1) вивчити регулючий вплив складу культурального середовища (під впливом мікроелементів, вітамінів, антиоксидантів та прооксидантів) на ліпідоутворення та каротиногенез біомасою мікрогрибу Blakeslea trispora (штамм 940 /-/ - 64/+/).

2) із використанням штамму 940/-/ 64/+/ дослідити вплив домішок, внесених до культурального середовища, на стабілізацію мікробіологічного каротину від окислення,

3) теоретично та експериментально обґрунтувати універсальність вибору природних та синтетичних антиоксидантів для захисту каротину мікробіологічного на різних жирових основах від окислювального руйнування для збільшення терміну його збереження,

4) дослідити дію нових перспективних антиоксидантів для стабілізації каротинвмістних лікарських засобів,

5) вивчити на різних моделях патологій збереження специфічної лікувальної дії стабілізованого мікробіологічного каротину після 2-х років збереження: ранозагоюючий та протизапальний ефект при травмах, перекисне окислення ліпідів за умов стресу різного походження (больовий, електрострумовий, травматичний) по рівню ТБК активних продуктів: (малонового діальдегіда в крові, мозку, печінці, слизових оболонках), дієнових коньюгатів, склад фосфоліпідів тканин мозку щурів за умов стресу, рівень активності супероксиддисмутази (СОД), рівню імунозахисту при ранах різного походження, гормонального стану тварин різного віку та інше,

6) на основі стабілізованого каротину біотехнологічного походження розробити склад та технологію виготовлення лікарських засобів на різних жирових основах, вивчити терапевтичну активність нових препаратів при тривалому збереженні в експериментах на тваринах на різних моделях захворювань, провести вивчення їх нещкідливості.

Об^, єкт дослідження каротин з біомаси мікрогриба Blakeslea trispora (штам 940/-/ -64/+/)/.

Предмет дослідження - динаміка каротиногенезу, ліпідоутворення при дії різних факторів під час культивування біомаси; показники окислення каротину та ліпофільних сполук, умови стабілізації каротину, характеристика нових каротинвмісних продуктів.

Методи дослідження - культивування біомаси Blakeslea trispora при дії різних факторів, фізико-хімічні методи визначення ступеня окислення каротину та ліпофільних сполук, біохімічні методи визначення ПОЛ при різних патологіях під впливом нових каротинвмісних препаратів.

Наукова новизна одержаних результатів: Обґрунтовано використання біологічно-активних речовин (мікроелементів, вітамінів В₁, В₂, Кз), антиоксидантів (бутилокситолуол, фенозанова кислота), прооксидантів (KMnO_4, Н₂0₂), для регулювання ліпідоутворення і нарощування біомаси Blakeslea trispora та каротиногенезу.

Досліджено вплив різних умов культивування біомаси Blakeslea trispora (внесення в середовище культивування ненасичених жирних кислот, зміна умов осмосу внесенням деяких мікроелементів, насичення середовища культивування вітамінами) на окислення каротину мікробіологічного та жирнокислотний склад.

Встановлена протиокислювальна активність природних антиоксидантів ( -токоферол,

2-метіл-1,4-нафтохінон, в-аланін-L-гістидин /карнозин/) при сумісному введенні з фенольними стабілізаторами (бутилокситолуол, фенозанова кислота та інщі) щодо каротину мікробіологічного на основі рослинних олій.

Визначено, що досліджена група антиоксидантів при певному дозовому співвідношенні не тільки стабілізує мікробіологічний каротин з біомаси мукорового гриба, але і захищає від окислення жирові основи для нього.

Вперше доведено, що застосована група антиоксидантів (-токоферол, 2-метил-1,4-нафтохінон, бутилокситолуол) проявляє свою дію як синергісти в стабілізації складної полівітамінної олійної системи, що дозволяє збільшити термін збереження мікробіологічного каротину з 6-ти місяців до 2 та більше років.

Доведено, що стабілізація каротину можлива не тільки в рослинних оліях, але й в твердих жирах при застосуванні запропонованої синергетично діючої групи антиоксидантів, встановлені стехіометричні коефіцієнти антиоксидантів у жирах, що дозволяє обгрунтовано вибирати жирову основу як носія каротинвмістної лікарської форми.

Вперше доведено збереження специфічної лікувальної дії стабілізованого каротину мікробіологічного похождення (після 2 років збереження) на моделях виразкової хвороби шлунку та інших патологіях (запалення, рани, травми та іш.) на прикладі процесів пероксидного окислення ліпідів в різних органах та тканинах по накопиченню ТБК - активних продуктів,- дієновіх коньюгатов (ДК), ферментативну (на прикладі процесів СРО) та неферментативну системи антиоксидантного захисту, рівню мітохондріального білка, тощо.

Показана синергетична дія стабілізованого каротину та природного антиоксиданту карнозину при корекцiї бiохiмiчних порушень в органiзмi (неферментативна регуляція перекисного окислення ліпідів, накопичення фосфоліпідів, холестерину) при стресах, ранах, та на моделях різних захворювань.

Практичне значення одержаних результатів:

1. Встановлено, що виготовлений бiотехнологiчним методом мікробіологічний каротин iз термiном зберiгання 6 мiсяцiв можна при застосуваннi антиоксидантiв вводити у твердi жири, емульсiї типу о/в, олiйнi розчини iз збiльшенням термiну зберiгання каротину в них до 2-3 рокiв.

2. В умовах промислового виробництва вітамінних заводів в Україні та Росії впроваджена технологія виготовлення каротинвмістивного засобу на основі рослинної олії, який за специфічною ефективністю аналогічний природним каротинвмісним оліям і застосовується для лікування гастроентерологічних, проктологічних та інших захворювань, повязаних з ураженням слизових оболонок та відповідає вимогам Фармакологiчного комiтету України.

3. На основі стабілізованого каротину мікробіологічного з біомаси мукорового грибу Blakeslea trispora розроблено:

- склад, нормативно-технічну документацію - ТФС 42-1682-95, промислові та пускові регламенти на каротинвмістивний засіб на основі рослинної олії -“Аєкол” (рег. №87/295/3); випуск за розробленою технологією розпочато у 1988 році на ХФЗ “Башбіофарм” (м.Уфа, Росія), за рішенням Іноваційного фонду України в 1994 році на ХФЗ “Червона зірка” (м. Харків, Україна), та на МП “Технолог” (м.Умань, Україна);

-с клад, нормативно-технічну документацію -ТФС 42-2032-90, промисловий регламент на каротинвмістний емульсійний засіб “Гіпозоль-А” в аерозольній формі для лікування інфікованих ран та хірургічних ускладнень (рег. №91/146/6); випуск розпочато у 1998 році на МП при ХФЗ “Здоровьє трудящіх” (м.Харків, Україна); ПО “Алтайвітаміни (м.Бійск, Росія);

- склад та технологію виготовлення каротинвмістного засобу “Капсекол” (ТФС 42-У..) у мяких желатинових капсулах для лікування гастроентерологічних захворювань. Нормативно-технічна документація на засіб розглянута комісією Фармкомітету України, отримано дозвіл на клінічні випробування;

- склад та технологію виготовлення каротинвмістного засобу на основі твердих жирів- супозиторії “Вітакол” та “Каровітал”, НТД на засіб подана на розгляд до Фармкомітету України;

- склад та технологічну інструкцію щодо промислового випуску продуктів бісквітної промисловості (вафлів з жировою начинкою з каротином та ефірною олією з подовженим терміном зберігання, дослідна партія виготовлена на Харківській бісквітній фабриці), отримано позитивне рішення Укркондитерпрому;

- склад парфумерного засобу - зубної пасти з каротином - з лікувально профілактичною дією для лікування пародонтозу, проведено клінічне випробування на базі стоматологічного інституту (м.Одеса).

4. Розроблено модифікацію методики одночасного аналiзу жиророзчинних компонентiв каротинвмістних олiйних препаратiв з використанням високоефективної рiдинної хроматографiї та модифікованих розрахунків спектрофотометричного аналізу багатокомпонентних полівітамінних систем.

Вирогідність наукових результатiв експериментальних дослiджень в лабораторних та виробничих умовах пiдтверджується статистичною обробкою даних та ефективним впровадженням результатів роботи на підприємствах України та Росії, рішеннями Фармкомітету України про клінічні випробування нових препаратів.

Особистий науковий внесок здобувача: Основнi iдеї працi висунутi автором самостiйно. В роботах, що опублiкованi у спiвавторствi, вiдображенi результати виконаних пiд науковим керiвництвом i при особистiй участi автора вказаних в авторефераті праць. В них автору належать: постановка задач, шляхів i методів їх розв'язання, аналiз результатiв, а також iдеї підвищення каротиногенезу та пошуки методів стабілізації каротину при культивуванні біомаси мікрогрибу Blakeslea trispora, використання каротину у рiзних сполуках, розробка складу і технологiй одержання продуктів на основі стабілізованого каротину в різниз галузях промисловості, ідея модифікації методики аналiзу жиророзчинних вiтамiнiв та каротину, вивчення фiзико-хiмiчних показникiв каротину при стабілізації, доклінічне вивчення каротинвмісних засобів, їх дія на біохімічні показники при лікуванні різних захворювань; вивчення впливу антиоксидантів на стабільність ліпідорозчинних сполук. Культивування біомаси з визначенням результатів проводились на КПК м. Верхне-Дніпровська Кунщіковою І.С., Кунщіковою Є.О.(3,21,22,23,25,29,37);

кліничне випробування препаратів - під керівництвом Пащука А.Ю (5,43,44), аппаратурне забезпечення методу ВЕРХ - Староверовим В.М. (7,41,45,51); приготування зразків препарату та визначення фізико-хімічних показників - Черненькою Л.А., Зябченковою А.К., Кричковською Я.В., Дементій Р. М. (8,9,20,31,38,39,42,50,53), консультативна допомога - Донченко Г.В., Жуков В.І.(2,3,5,22,31,36) Матеріали дисертаційної роботи використовуються в учбовому процесі медичних вузів (Харківського, Львівського, Запорізького).

Апробацiя результатів дисертації. Основнi результати роботи доповiдались i обговоренi на: 1У Всесоюзному симпозiумi з молекулярної рiдинної хроматографiї (м. Алма-Ата,1987р.), Всесоюзнiй конференцiї “Разработка и совершенствование технологических процессов, машин и оборудования для производства, хранения и транспорта продуктов питания” (м. Москва,1987р.), конференцiї “Исследование облепихи и облепихового масла” (м. Новосибiрськ,1987р.), конференцiї “Биоантиоксиданты” (м. Москва,1989р.), конференції “Реконструкция, стабилизация и репарация мембран (м. Москва, 1989), Мiжнароднiй конференцiї “Регуляция радикальных реакций” (м.Варна,1989р.), Всесоюзнiй конференцiї “Состояние и перспективы создания новых готовых лекарственных средств” (м.Харкiв,1990р.), Мiжнародних науково-технiчних конференцiях “Информационные технологии: наука, техника, технология, образование и здоровье” (м. Харкiв, 1996-2001 р.р.), Міжнародній конференції “Нові технології отримання та використання БАР” (м. Алушта, 2002р.), конференції по біотехнології (м. Харків, 2003р.)

За розробку препарату “Аєкол” автора вiдзначено срiбною медаллю ВДНГ СРСР та дипломом ВДНГ УРСР.

Публiкацiї: за темою дисертації опубліковано 57 праць: три монографiї, одну брошуру, 38 статей (35 в фахових виданнях, 17- одноосібні), тези доповiдей на міжнародних конференцiях, отримано 5 авторських свiдоцтв, 3 патенти України, 1 Росії..

Структура i обсяг роботи. Дисертацiйна робота складається iз розділів: “Вступ”, “Огляд літератури”, “Матеріали та методи досліджень”, “Результати досліджень та їх обговореннч”, “Висновки”, і “Додатки”, 320 сторінок, 64 рисунка, 88 таблиць. Список лiтератури з 340 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМIСТ РОБОТИ

У вступi обґрунтовано актуальнiсть проблеми та подано характеристику роботи.

В аналітичному розділі приведено аналiз стану проблеми, засоби промислового одержання каротину, порівняльна характеристика фiзико-хiмiчних показникiв рослинних олiй як можливих основ для створення каротинвмістивних продуктів, аналiз фiзико-хiмiчних показникiв каротинвмістивних олій, теоретичний аналiз біологічної дії каротинвмістивних олій.

У другому розділі наведено характеристику об'єктів дослiдження: каротин мікробіологічний з біомаси мукорового гриба Blakeslea trispora, рослиннi олiї (соняшникова, кукурудзяна, соєва), жиророзчиннi вiтамiни А, Е, К₃, фенольнi антиоксиданти (АО) -2,6-дитрет.бутил-4-метилфенол-(бутилокситолуол-БОТ), 3-трет.бутил-4-метилфенол (бутилоксианізол-БОА), та новi АО: 4-гидрокси-3,5-дитрет.бутил-феніл-бротоновая кислота (фенозан-кислота) та її похiднi; 1,4-та 1,5- дитрет.бутил-пірокатехін (пiрозан-1, пiрозан-2)б щодо їх стабiлiзуючої дiї у вiдношеннi каротину мікробіологічного, рослинних олiй, жирів та жиророзчинних вiтамiнiв. Дослiджувались також фiзико-хiмiчнi властивостi розроблених сполук, їх специфiчна активнiсть при тривалих термiнах зберiгання, вплив технологiчних факторiв виготовлення на цi параметри.

Методи дослідження: В роботі використано продуцент -каротину - мікрогриб Blakeslea trispora (штам 940/+/, 64/-/), культивування проводилось поверхневим та глибинним засобами. В процесі роботи проводились аналізи накопичення біомаси, ліпідоутворення, каротиногенезу та окислення каротину під впливом різних факторів. Біохімічні аналізі при ферментації біомаси виконували за описаними методиками (Бехтерева Я. М., 1980; Гаврилов А.С., 1984.; Колот Ф.Б., 1978; Куньщікова И.С., 1993), метилові ефіри жирних кислот одержували за методом [Carreau і Dubaco, 1978]. Мікробіологічний контроль розвитку біомаси в процесі ферментації проводили через 24,48,72 та 96 годин. Фракційний вміст ліпідів визначали з використанням газорідинної хроматографії (ГРХ), вміст каротину та вітамінів А, Е, Кз -високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ) [Староверов В.М. и др., 1990], спектрофотометрії та традиційних методів. Ступінь окислення каротину вимірювали спектрофотометрично, визначали по пероксідації (ПЧ), рівню кислотних чисел (КЧ), вмісту каротину в ліпідних сполуках при тривалому збереженні. Біологічну ефективність стабілізованого каротину вивчали на білих щурах при різних модельних патологіях (рани, травми, опромінювання та стреси іншого походження) з визначенням інтенсивності процесів пероксидного окислення ліпідів в різних органах та тканинах по накопиченню ТБК активних продуктів (МДА), дієновіх коньюгатов (ДК). Визначення ДК проводили спектрофотометрично після екстракції сумішшю гептан:ізопропанол по модифікованому методу [Косухин А.Б. и др., 1987]; малонового діальдегіду (МДА) [Ohкawa I., 1979], визначення антиокислювальної активності (АОА) ліпідних екстрактів проводили по манометричному визначенню витрат О₂ в системі окислення кумолу в присутності ініціатора-азобісізобутилонитрила [Кудрин А., 1986]; жирні кислоти визначали методом ГЖХ на хроматографі "Shimadzu GC-14B"; рівень ферментативного антирадикального захисту визначали по активності СОД [Nishikimi M., 1972]; ефективність ранозагоюючої дії препаратів - по інтенсивності синтезу білка (включенню радіоактивної мітки в загальний мітохондріальний білок) при виразковій хворобі, загальний білок визначали по Lowry et al., [1951], рівень холестерину та фосфоліпідів по Osborn N., [1974]. В роботi використано комплекс фiзико-хiмiчних методiв (КЧ, ПЧ) аналiзу об'єктiв дослiдження, що дозволило оцінити їх якісні i кiлькiснi змiни при тривалому збереженнi та в процесi промислового виготовлення. Використано як традиційні методики, так і сучаснi iнструментальнi методи, у тому числi окислення каротинвмiстних сполук в реакцiї iнiцiйованого окислення кумолу (РIОК), автоокислення, реакцiї окислення ціх сполук в тоцi кисню при рiзних температурних режимах та умовах зберiгання. Доклінічні іспити біологічної дії проводили на лабораторних білих щурах, мишах, кролях. При вивченні антиокcидантної дії препаратів використовували щурів, котрих піддавали гострому або хронічному стресам методом імобілізаціїї та дії єлектроструму [Гуляєва Н.А.,1988].

У третьому розділі розглянуто вплив зовнішніх факторів на каротиногенез та окислення каротину. Вивчалась дія різних факторів: мікроелементів (Na₂MnO₄2H₂0, MnSO₄H₂0, CuSO₄5H₂O, ZnSO₄ ^.7H₂O), вітамінів (Kз, B₆, B₁ та їх сумішів), антиоксидантів (-токоферолу, 2,6-дитрет.бутіл-4-метилфенолу), прооксидантів (Н₂О₂ та КMnО₄) на процес окислення каротину при культивуванні мікрогрибів.

Таблиця 1

Каротиногенез, ліпідоутворення, фізико-хімічні показники в біомасі Blakeslea trispora при дії мікроелементів та вітамінів

Умови культивування гриба	Вихід біомаси, г/л	Ліпіди, % від сухої біомаси	ПЧ %J2	КЧ, мг КОН	Вміст каротиноїдів, мг %
Контроль	5,00,1	20,81,0	0,060,02	3,60,3	380,419,3
Вітаміни (Кз,В1 ,В6)	7,10,1	16,01,1	0,070,04	3,70,3	492,417,7
Суміш мікроелементів	7,50,1	16,61,1	0,090,03	3,60,2	551,228,5
Na2MnO4+вітамін K3,	6,50,4	14,21,3	0,140,03	4,10,4	594,531,4
Мікроелементи + вітаміни	8,80,5	22,61,2	0,130,02	3,60,4	659,848,5

*р<0,05 по відношенню до контролю

Вихід каротину в біомасі збільшувався на фоні коливання рівня ліпідів (табл.1). Значне зниження ліпідоутворення відмічено при внесенні до середовища Na₂МnO₄ та вітаміну Кз. Зниження кількості ліпідів не впливало на динаміку окислення каротину з біомаси, рівень пероксидів при окисленні каротину з біомаси, котра вирощувалась в присутності антиоксидантів, був однаково високим в умовах контролю та досліду (табл.1).

Ураховуючи дані літератури [Ratray Y.1984] про те, що зміна окислювальних умов у середовищі культивування може позначитися на фізико-хімічній системі регуляції клітинного метаболізму мікроорганізмів, в середовище культивування Blakeslea trispora вносили антиоксиданти 2,6-дитрет-бутіл-4-метилфенол (0,02%) та прооксиданти - Н₂О₂ (0,01%); КМnО₄ (0,01%). Відомо [ ], що внесення в середовище культивування антиоксидантів- ізонікотініла гідразина або сантохіну супроводжується стимуляцією каротиногенезу, однак ці речовини можуть накопичуватися в біомасі і в процесі екстрагування переходити в кінцевий продукт, збільшуючи рівень його токсичності. Перекис водню, КМnО₄ та БОТ - були вибрані нами завдяки їх відносній дешевизни та нетоксичності. Трьохразове внесення до середовища культивування КМnО₄ приводило до збільшення каротиногенезу на фоні незначного підвищення ліпідоутворення, рівня біомаси та високих показників ПЧ (табл.2). Окислювальність каротиноїдів, одержаних в умовах культивування з прооксидантами та антиоксидантом БОТ, не зменшувалась (табл.2). Але рівень пероксидів при окисненні каротину з біомаси, що вирощувалась в присутності АО, був високим в умовах досліду та контролю.

При біотехнологічному отриманні мукорового грибу Blakeslea trispora двохфазність накопичення біомаси та каротиноїдів супроводжується відповідними змінами накопичення ліпідів.

Таблиця 2

Синтез каротиноідів, ліпідів та біомаси Blakeslea trispora під впливом прооксидантів та антиоксиданта БОТ

Показники	Контроль	КМnО4	Н2О2	БОТ	ПЧ, %J2
		3х0,01%	1х0,01%
Біомаса, г/л	5,00,3	6,20,4	7,80,08	7,40,8	7,50,6	0,080,00
Каротин, мг%	32830	34846	45751	42032	48547	0,070,00
Ліпіди, % від біомаси	14,01,1	19,11,5	14,01,3	19,12,1	18,62,9	0,080,00

*р<0,05 по відношенню до контролю

При порівнянні з початковою фазою росту (18-20 годин) у стаціонарній фазі спостерігалось значне збільшення ліпідоутворення. Розподіл жирних кислот супроводжується значною перевагою ненасичених жирних кислот (олеінової, лінолевої та ліноленової). Ліпіди вивчених штамів відрізняються переважним вмістом ненасичених жирних кислот з 18 атомами вуглецю у молекулі з перевагою лінолевої кислоти, вміст якої коливався у повній фазі дозрівання у межах 38-52% в залежності від статевої належності гриба. Введення в середовище ферментації бутилокситолуолу у концентрації 0,02% при різному співвідношенні азоту та вуглецю приводило до зміни рівня ненасичених жирних кислот, особливо значне коливання С_18:2 при співвідношенні С/N 40:8 та С_18:1, С_18:2 при співвідношенні С/N 35:6. (табл.3).

Зміна вмісту окремих жирних кислот в процесі розвитку Blakeslea trispora на середовищі з різним вмістом азотного живлення мала практично однозначний характер. Чим більше різниця співвідношення С/N, тим більше синтезується ненасиченої лінолевої кислоти на фоні зниження насичених жирних кислот, а також олеїнової кислоти, що може свідчити про протікання у період їх накопичення активних процесів десатурації жирних кислот

Таблиця 3

Вихід ліпідів в біомасі при різному співвідношенні С/N в присутності антиоксиданту БОТ

Ненасичені жирні кислоти	Співвідношення С/N, %
	40:9	40:8	35:6
С18:1	без зміни	95,310,3	85,09,4
С18:2	104,89,9	117,710,7	121,011,7*
С18:3	103,811,5	99,515,8	99,510,1

* р<0,05 по відношенню до контролю

Таким чином, регулюючи середовище культивування Blakeslea trispora внесенням різних компонентів можливо впливати на процес каротиногенезу, ліпідоутворення, нарощування біомаси, але зниження окислювальності каротиноідів при дії на середовище культивування досягнути при вивчених умовах не вдається. Рівень каротиноїдів при тривалому збереженні масляного розчину падає, фізико-хімічні показники через 2 роки збереження не відповідають вимогам ТУ на каротин (табл.4)

Таблиця 4

Показники “Каротину мікробіологічного” через 2 роки збереження

Вміст біологічно-активних компонентів	Вихідні	Через 2 роки	Фізико-хімічні показники каротину	Вихідні	Через 2 роки
Токофероли: заг.мг%	67,58	37,33,8*	КЧ, мг КОН	1,30,1	3,60,2*
-токоферол, %	91,610	55,15,2*	ПЧ, % І2	0,010,0	1,40,1*
Ліноленова Олеїнова Лінолева	19,52 18,72 57,16	13,31,8 16,71,9 53,66,3	Неомилені речовини, %	1,50,2	1,50,1
-каротин % до заг.	91,28	16,51,7*	Каротиноїди, заг., мг %.	22519	404,7*

* р<0,05 по відношенню до контролю

Не дивлячись на високу ступінь окислювальності висока біологічна дія, обумовлена складом каротину, робить актуальним питання розробки на його основі високоефективних лікарських засобів та продуктів з високою біологічною дією. Однак, каротин є чутливим до кисню, температури, світла (згідно ТУ 64-6-149-80 термін збереження дорівнює 6 місяцям), що досі не давало можливості його використання при розробці лікарських засобів, які повинні мати термін зберігання 2 та більше років. Створення високоефективних біологічно-активних каротинвмісних засобів можливе тільки при вирішенні проблеми захисту каротину та його носіїв від окислення. Проблема ускладнюється тим, що як носій каротину мікробіологічного застосовують рослинні олії, які теж значно окислюються з утворенням вільних радикалів, чим обумовленi короткi термiни зберiгання олiй (4-10міс. в залежності від упаковки). При незначнiй глибинi окислення змiнюються, головним чином, органолептичнi властивостi олiї, що знижує харчову цiннiсть продукту в процесi зберiгання та обмежує можливiсть використання олiй як основи при розробцi лiкувальних засобiв з каротином.

При аналiзi фактичного матерiалу з ефективностi природних антиоксидантiв, що використовують як антиоксиданти (АО) (токоферолiв, вiтамiнiв групи К, тощо) звертає на себе увагу те, що однi i тi ж самi АО можуть бути ефективними в одних системах i незначно гальмувати окислювальнi процеси в iнших, а також пооь-рiзному поводитись при сумiснiй присутностi в олiйних розчинах. Так, багатьма дослiдами доведена слабка антиокиснювальна дiя -токоферолу при його високiй бiологiчнiй дiї. Але критичний огляд робiт показує, що вклад реакцiї подовження ланцюгу при застосуваннi токоферолiв як антиоксидантiв виявляється рiзним в кожному конкретному випадку. Вiрнiше говорити про токофероли як антиоксиданти з високою потенцiйною активнiстю, яка буде себе проявляти чи не проявляти в залежностi вiд властивостей середовища, в якому вони застосовуються. Проблема ефективного застосування -токоферолу вирiшувалась нами при застосуваннi його разом з 2-метил-1,4-нафтохiноном (вiтамiном К₃) для захисту ліпідної системи вiд окислення при сумісній присутності їх з просторово-утрудненим фенольним АО - БОТ, 3-трет.бутил-4-метилфенолом (БОА), та новими АО, наслiдком чого виявлялось збiльшення термiну збереження каротинвмісних ліпідних сполук (табл.5). Треба зазначити, що при внесеннi до складу каротину на олiї жиророзчинних вітамінів з БОТ, дозволеного для застосування в харчовiй та медичнiй промисловостi, фiзико-хiмiчнi показники олiї на 24-ому мiсяцi свiдчили про збереження якостi (табл.5)



Таблиця 5

Фiзико-хiмiчнi показники каротину на олії в присутностi АО (автоокислення, Т=293К)

Зразки, (n = 11)	Кислотнi числа (мг КОН)
	Похiдн.	24 мiс.	Похiдн.	24 мiс.
Соняшникова олія	0,0180,	0,8500,07	0,220,02	4,590,03
+-каротин	0,021	0,9900,08	0,250,02	5,450,04
++вітамін Е	0,018	0,2300,03*	0,230,02	3,260,2
+++ вiт.К3	0,019	0,0700,006*	0,250,02	2,620,2*
++++БОТ	0.019	0,0190,002*	0,240,02	1,370,1*

* р<0,05 по відношенню до контролю без домішок

Для стабілізації ліпідних сполук додають суміші антиоксидантів, для котрих може відмічатися явище синергізму. Однак, механізм синергетичного ефекту не завжди зрозумілий. Виходячи з особливостей дії токоферолів імовірно, що ефективність вивчаємого просторово-утрудненого фенольного АО-2,6-дитрет.бутіл-4-метилфенола (БОТ) у системах, які мають токофероли, обумовлена взаємодією з ними. Різниця в константах швидкості інгібування БОТ та токоферолів (приміром на 2 порядка) дозволяє застосувати для вивчення механізму дії їх сумішей реакцію ініційованого окислення кумолу (РІОК), яку проводили при швидкості ініціювання W_i =6,010^-8 моль/л (Т=333-343 К), в якості ініціатора використовували азоізобутилонитрил (АІБН). Кількість поглиненого кисню вимірювали на газометричній установці. При введенні в реакцію суміші -токоферолу з БОТ в умовах, коли (InH)_сум.=1,510^-4 моль/л, Wi = 6,0 10^-8 моль/л с, -токоферол і БОТ не взаємодіють - час витрачання кожного АО відповідав його концентрації. При підвищенні швидкості ініціювання відмічалось незначне підвищення співвідношення концентрацій за рахунок -токоферолу. При багаторазовому збільшенні концентрації - токоферолу та швидкості ініціювання відмічалась помітна зміна співвідношення АО, що свідчить про регенерацію -токоферолу в цих умовах та про взаємодію між інгібіторами, що подовжує дію АО в складній ліпідній системі.

Рис. 1. Залежність індукційного періоду (t) інгібування окиснення каротину (1) і вітамінів (2) в соняшниковій олії при Т-333К від співвідношення антиоксидантів БОТ і ?-токоферолу

Деструктивне руйнування каротину при ініційованому окисненні з АО гальмувалось більш ефективно при застосуванні виявленої групи -токоферол +БОТ (рис. 1). При заміні БОТ на БОА в тих же співвідношеннях БОА меньш эфективний (рис. 2.)

Деструктивне руйнування каротину та вітаміну А на основі рафінованої дезодорованої олії значно гальмується до повної стабілізації процесу при збереженні зразків на протязі 2 років при введенні в полівітамінну ліпідну систему з каротином фенольного екранованого антиоксиданту БОТ більш ефективнішо, ніж при введенні БОА, що підтвержується і результатами високоефективної рідинної хро матографії (ВЕРХ).

Рис. 2 Залежність індукційного періоду (t) інгібованого окислення каротину і віт. А (Т-333К) від сумарної концентрації суміші АО

В загальній схемі процесу інгібованого окислення в реакції:

RO^.₂ + InH ROОH + In (5-5) In^. + RH InH + R^. (8)

In^. + RH InH + R (8)

із збільшенням концентрації АО все більш значну роль повинні відігравати реакції передачі ланцюга (-5), в яку не вступає 2,6-дитрет.бутил-4-метилфеноксильні радикали, звідкіля можна очікувати, що при застосувані 2-трет.бутил-4-метилфенолу (БОА), індукційний період буде зростати повільніше, ніж при внесенні в ліпідну систему БОТ. Отримані результати дозволяють зробити припущення, що введення в каротинвмістивну систему разом з -токоферолом БОТ приводить по реакції (5) до утворення 2-трет.бутіл-4-метоксифеноксильных радикалів, які взмозі приймати участь в передачі ланцюгу (-5), (8) та (8), внаслідок чого реакція 5 може не приводити до обриву кинетичного ланцюга окиснення і середне число молекул інгібітора, яке припадає на 1 реакцію обриву ланцюгу буде зростати, тому механізм синергетичноi дії БОТ з -токоферолом в захисті каротину на основі рослинної олії може полягати як в реакціях регенерації токоферолу, так і в утвореннi феноксильних радикалів. Токоферол при окисненні переходить у форму хінону.

Дія БОТ пов'язана з відщепленням протону від гідроксильної групи з утворенням стабільного радикалу Як тільки токоферол переходить в окислену хіноідну форму, його відновлення відбувається під дією Н+, утворення гідроперекисних форм каротину може блокуватись довгоживучими радикалами БОТ.

Таким чином, стабілізація каротинвмісної полівітамінної суміші просторово-утрудненим фенольним АО- БОТ у синергізмі з -токоферолом більш ефективна, ніж при застосуваннi БОА. Вивчення жирно-кислотного складу складу каротину з вітамінами та антиоксидантами через 2 роки збереження не виявив значного відхилиння від контролю, зміст ненасичених жирних кислот практично не змінювався.

У п^,ятому розділі розглянуто окиснення каротину в твердих жирових основах. Обєктом вивчення був: каротин мікробіологічний на основі: гідрованої соняшникової олії (ГСО), масла какао, жирової основи для супозиторіїв (сплав жирів: масла какао, харчового парафіну та кулінарного “Фрітюрного” жиру -СЖ), а також жирової основи Горьківського ХФЗ (ГХФЗ) з компонентами, експериментально обгрунтованими в процесі розробки рецептури та технології виготовлення супозиторіїв з каротином. В процесі автоокиснення жирових основ з каротином будували кінетичні криві накопичення перекисей, графічно відображали період індукції _0,1 (по часу досягнення ПЧ 0,1 в %І₂) для кожної основи. Жирові основи при підвищенні температури (Т-313К та більше) змінюють агрегатний стан (розплавлюються), що може супроводжуватись зміною швидкості та характеру окиснення основи та введенних до її складу компонентів. Для перенесення даних, отриманих при підвищених температурах, в природні умови збереження каротину, потрібно довести, що характер окислення не змінюється при переході основи з одного агрегатного стану в інший. Залежність швидкості реакції від температури виражається відомим рівнянням Ареніуса. З метою визначення чи виконується рівняння при переході основи в розплавлений стан проводили автоокислення жирових основ з каротином при Т-323-343К. Як характеристику швидкості процесу використовували час _0,1.

З гістограми видно, що жирові основи значно відрізняються між собою за значенням періоду індукції, для кожної основи з каротином він індивідуальний та відрізняється один від одного в 2-7 разів. При підвищенні температури період індукції жирової основи значно скорочується (4.2.). Залежність періоду індукції від t згідно з рівнянням Арреніуса виражаємо: =₀l^-Е/RT; логарифмуючи вираз, отримуємо lqt= lq₀ + Е/23R1/Т. Залежність періоду індукції від значення зворотньої температури 1/Т в дослідах добре спрямовується в координатах Ареніуса (lq₀ 1/Т10³). Отже, розплав жирової основи з каротином не призводить до зміни механізму процесу окислення, що дає можливість переносити результати, отримані при підвищених температурах, в умови зберігання каротинвмісних препаратів.

З метою обгрунтування вибору антиоксидантів проводили вимірювання серії кінетичних кривих при ініційованому окисненні основ ГСО, ГХФЗ та СЖ з каротином при внесенні антиоксидантів в різних концентраціях (табл. 6).

Таблиця 6

Значення основних показників АО при ініційованому окисленні каротину в жирах (333 ⁰ К)

Основа, Wi, моль/лс	АО 410-4моль/л	, хвилин	f, відносні одиниці	K7/k6, л/мольс	R, відносні одиниці
Гідрована. олія	БОТ	8,3	3,2	5,0	1,6
2.66106	БОА	5,4	2,1	42,8	7,5
Суміш жирів	БОА	17,5	2,7	60,5	8,5
1.010-6	БОТ	19,8	2,8	11,3	1,8
	-токоф.	19,5	1,5	201,0	13,5
Жирова основа ГХФЗ	БОА	22,4	2,4	77,0	8,7
0,710-6	БОТ	21,1	2,2	16,2	1,9
	-токоф.	17,2	1,9	134,1	11,2
Жирова основа ГХФЗ	БОТ+-токоф.	29,3	1,6	195	13,1
0,710-6	БОА+-токоф.	18,7	1,7	184	11,9

* р<0,05 по відношенню до контролю

Залежність від концентрації інгібітора та швидкості ініціювання виражаємо рівнянням: = fІnН/W_i, по якому можливо визначити значення f, період індукції прямопропорційний концентрації інгібітора, _max визначали при використанні отриманих даних константи швидкості інгібування (k₇/k₆) та стехіометричного коефіцієнту інгібування (f). В табл.6 приведені дані відносної антирадикальної активності _R вивчаємих АО.

Отримані кінетичні параметри - стехіометричний коефіцієнт інгібування (f) та константа k₇/k₆ дають більш повну наявність про ефективність АО та дозволяють виявити антирадикальну активність інгібіторів при створенні фармпрепаратів на основі твердих жирів. За значенням _R вивчених АО бачимо, що більш високу антирадикальну активність (АРА) показали: у СЖ та ГХФЗ - -токоферол; ГСО - БОА, при сумісній присутності -токоферолу та фенольних АО більша АРА виявлена у парі АО: -токоферол + БОТ в основі ГХФЗ.

Пошуки нової сировини для збагачення харчових властивостей продуктiв бiсквiтної промисловостi привели нас до використання каротину в твердих жирах разом з антиоксидантом тваринного походження - карнозином у сполученнi з -токоферолом в жировiй начинцi для бісквітних виробів. Антиокиснювальна активнiсть карнозину в синергiзмi з -токоферолом щодо каротину в жирах “Прима”, “Фрiтюрний”, “Кулiнарний”, “Кондитерський” вивчали на моделi РIОК (соокислення лiпiдiв кумолом при пiдвищених температурах з регiстрацiєю поглиненого кисню) та методом визначення ТБК-активних продуктiв перекисного окислення лiпiдiв, де субстратом окислення використовуються тканини мозку щурiв.

Продукцiю з внесеними бiологiчно-активними речовинами зберiгали два мiсяцi при пiдвищенiй температурi (310К). Експериментально було доведено, що введення до складу жирової начинки вафлiв групи антиоксидантiв (карнозин+-токоферол) у спiввiдношеннi 1:2гальмувало окислення каротину та жиру (рис. 4.).

Антиоксидантний захист каротину спостерiгали по кiлькостi каротиноїдiв в процесi зберiгання (рис.5.). Вимiрювання швидкостi поглинання кисню дозволило визначити активнiсть карнозину у синергiзмi з -токоферолом як сумарного антиоксиданта (табл.6).

Таблиця 7

Швидкiсть поглинання кисню в зразках жирiв з каротином при тривалому збереженні

Умови досліду	Швидкiсть поглинання О2, моль/л.с
	Жир кулiнарний	Жир фритюрний
	1 місяць	4 мiсяця	1 мiсяць	4 мiсяця
Контроль	0,45.10-6	4,52.10-5	0,50.10-6	3,23.10-5
АО	0,23.10-6	0,25.10-5*	0,25.10-6	0,50.10-5*

* р<0,05 по відношенню до контролю

Використання прискореного методу поглинання кисню дозволило зробити висновок про активнiсть карнозину в синергiзмi з -токоферолом при захистi каротину вiд окиснення в кулiнарних жирах. Отримані результати дають можливість розробляти рецептуру виробiв з пiдвищеною бiологiчною цiннiстю та лiкувально-профiлактичною протистресорною дiєю з термінами зберігання, відповідаючими сучасним умовам збереження.

У шостому розділі наведено приклади використання стабілізованого каротину мікробіологічного походження при розробці нових лікарських засобів. Каротин в облiпиховiй олiї за даними лiтератури вiдiграє провiдну роль при застосуваннi її як ранозагоючого препарату. Каротинвмiснi рослиннi олiї, маючи високий ступiнь лiкувальної дiї, в той же час мають короткий термiн зберiгання. При вирiшеннi питання розробки каротинвмістивної олiї, аналогічної за дією обліпиховій, треба було вирiшити проблему захисту жиророзчинних вiтамiнiв на основi рослинної олiї, теоретично та експериментально обгрунтовано вибранної як основи розробляємого лікарського засобу. Аналiз “Каротину мiкробiологiчного”, виробляємого на Свердловському та Верхньо-Днiпровському комбiнатах, виявив наявнiсть 91-94% -каротину від суми каротиноїдiв, що значно перевищує наявнiсть -каротину в олiї облiпихи (50 мг%), а також значну кількість біологічно-активних речовин, в тому числі ненасичених жирних кислот. Виходячи з вимог фармкомiтету, де лiкарський засiб повинен за фiзико-хiмiчними показниками та специфiчною активнiстю зберiгати свої якостi до 2 рокiв, треба було вирiшити 3 основних завдання: вибрати олiйну основу для каротину, складовi частини нових препаратів та вирiшити питання про захист жиророзчинних речовин вiд окислення при вирiшеннi технологiчних завдань.

Аналiз зразкiв облiпихової олiї та фармакопейного препарату “Облiпихова олія” виявив, що вони вiдносяться до групи олеiново-лiнолевих олiй та вiдрiзняються за складом жирних кислот (%), виявлених методом газорідинної хроматографії (С_18:1 - 12,1-14,2; С_18:2 18,8-21,2; С_18:3 -6,6-25,4); та каротиноїдам (185-223 мг%). При порiвнянні швидкості окислення облiпихової, соняшникової олiй iндукцiйний перiод був вищим у облiпихи (облiпихи - 19,8; соняшникової олiї - 8,1). До складу облiпихової олії входить група природних антиоксидантiв, що захищає її вiд швидкого окислення, однак термiн її зберiгання - 1 рiк. Вибiр соняшникової олiї як основи для каротинвмістного засобу було продиктовано як достатньою кiлькiстю в ній важливих для органiзму олеіново-лiнолевих кислот, так i її доступнiстю та дешевизною.

До складу препарату крім каротину мікробіологічного в рослинній олiї ввели жиророзчиннi вiтамiни: -токоферолацетат (Е), 2-метил-1,4-нафтохинон (К₃), ретинол ацетат (А) в кiлькостi, що сприяла підвищенню його лікарської дії та захисту каротину від окислення. Олiйний каротинвмісний полівітамінний розчин з АО назвали “Аєкол. Окислення каротинвмiсних олiй супроводжується ослабленням забарвлення, що пов'язано, в першу чергу, з окислювальною деструкцiєю каротиноїдiв, тому окиснення зразкiв з каротином та АО проводили в тоцi кисню при Т-333К до повного руйнування каротину. Почергове введення в каротин на рослиннiй олiї кожного з бiологiчно акивних компонентiв вiдображалось на тривалостi його окиснення (рис. 6).

Бiльш прискорене окислення каротину у присутностi ретинолацетату можна пояснити значною нестабiльнiстю останнього при порiвняннi перiоду полурозпаду вiтамiну А у рiзних рослинних олiях (кукурудзяна, соняшникова, соєва), коли було виявлено, що найбiльш високим цей показник був в зразках на основi кукурудзяної олiї (вiдповiдно 19,2 : 3,7:11,0).

Для стабiлiзацiї каротину та вiтамiну А в масляному розчинi було випробувано фенольнi антиоксиданти: 2,6-дитрет.бутил-4-метилфенол (БОТ) та 2-трет.бутил-4-метилфенол (БОА), якi дозволенi для використання в харчовiй та медичнiй практицi. Їх вносили до складу масляновiтамiнного комплексу (“Аєкол”) в концентрацiї 0,02%. Зразки штучного аналогу, виготовюленi на рiзних олiях, окислювали в умовах прискореного старiння до повноi деструкцiї каротиноїдiв (табл. 7).

Таблиця 8

Динаміка окислення “Аєколу” з фенольними антиоксидантами (Т=333К) на різних оліях

Основа “Аєкола” (олія)	Час повного окиснення () каротину (доба) при Т=333К
	БОТ		БОА
	Контроль	Дослiд		Контроль	Дослiд
Соняшникова	565,0	13410,1*	2,39	575,2	11210,5*	1,96
Соєва	403,3	787,9*	1,95	423,6	685,7	1,62
Кукурудзяна	454,0	634,3	1,40	444,8	596,1	1,34

* р<0,05 по відношенню до контролю

Не дивлячись на кращi показники стабiльностi ретинолацетату у кукурудзянiй олiї, (по даним літературни), стабiльнiсть жиророзчинних вiтамiнiв А, Е, К₃, провiтамiну А- каротину у присутностi бутилокситолуолу (високоефективна рідинна хроматографія) на основi соняшникової олiї була вище (табл.9).



Таблиця 9

Вплив БОТ на фiзико-хiмiчнi показники “Аєколу” при тривалому збереженнi

Дослiджуванi Показники	Аєкол без БОТ	Аєкол з БОТ
	Вихiднi Данi	Через 26 мiс. зберiгання	Вихiднi Данi	Через 26 мiс. Зберiгання
КЧ, мгКОН	0,89	1,85	0,91	1,23
Каротиноїди, мг%	227,0	178,9*	220	205
Вiтамiн Є, г/мл	0,0019	0,0016	0,0020	0,0016
Вiтамiн К3, г/мл	0,0006	0,0004	0,0006	0,0005
Вiтамiн А, МЕ/мл	3533	2220*	3500	2905*

Таким чином, одержана каротинвмістна олiйно-вiтамiнна сумiш при заданому спiввiдношеннi жиророзчинних вiтамiнiв та фенольного антиоксиданту, яка за фiзико-хiмiчними та органолептичними показниками наближалася до природних каротинвмістних олiй (обліпихової). Були напрацьованi зразки “Аєколу” на основi соняшникової олiї та закладенi на два роки зберiгання при кiмнатнiй температурi (20-22^оС), пiсля чого проведено аналiз основних показникiв згiдно до розробленого нормативного документу на препарат (ВФС 42-1648-95).

В сьомому розділі проведено вивчення біологічної активності препаратів на основі стабілізованого каротину мікробіологічного після довготермінового збереження. Сучасний аналіз механізмів розвитку біохімічних зрушень при різних патологіях включає розгляд вільно-радикальних порушень як одного з факторів патогенезу, який приводить до змін в клітинному метаболізмі, який торкається всіх сторін обміну речовин. Серед широкого класу речовин, які володіють антиоксидантними властивостями, -каротину та токоферолам відводиться важливе місце в захисті організму від ліпопероксідації. З цією їх якістю зв'язана велика кількість фізіологічних проявлень недостатності ціх вітамінів, яке проявляється у вигляді патологій, молекулярний механізм котрих тісно зв'язаний з перекисним окисленням ліпідів. Регуляція ліпідного метаболізму - актуальна проблема для лікувальної, профілактичної та екологічної медицини. Виходячи з вищевказаного терапевтичну активність препаратів на основі стабілізованого каротину мікробіологічного походження вивчали на моделях in vivo та in vitro при виразці травного тракту, опромінюванні, ранах та травмах.

Досліди терапевтичного впливу стабілізованого каротину мікробіологічного (Аєколу) після 2 років збереження проведені на білих щурах массою 180-220гр. Больовий стрес викликали електрострумовим ураженням (сила струму 3-4 мА) протягом 12 діб по 2 години. У сироватці крові виявляли первинні та вторинні продукти вільно-радикального окислення та рівень неферментативної супероксидперехоплюючої активності (СПА). З гомогенату мозку виділяли фосфоліпіди, холестерін та вивчали антиокислювальну активність (АОА) при соокисленні ліпідів з кумолом при Т-310К (метод імітує перекисне окислення в ліпідах мембран клітин) (табл. 10.)

Таблиця 10

Стан ПОЛ в органах при стресі під впливом Аєколу

Вивчаємі Показники	Умови дослідів (контроль 100%)
	Стрес	+?токоферол	+Аєкол-“Р”	+Аєкол-“А”
Холестерін	130,1±9,1*	76,1±5,4	62,4±3,4	65,1±2,3
Фосфоліпіди	91,4±6,4	100,2±10,3	109,1±3,5	115,2±10,4
ДК (кров) (мозок)	145,3±10,8* 75,3±4,3*	71,3±6,2* 51,4±4,3*	41,6±3,1** 34,5±1,8**	36,1±2,3* ...

Подобные документы

• Бета-каротин: принцип застосування, культивування мікроорганізмів, аналіз становища і перспектив у виробництві

  Обґрунтування вибору методу та місця впровадження біотехнологічного виробництва. Характеристика біологічного агенту, сировини та допоміжних речовин. Механізм біотехнологічного процесу виробництва бета-каротину. Стандартизація та контроль якості продукції.
  
  дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.06.2013
  

• Дослідження фенольного складу перспективних видів лікарських рослин

  Ознайомлення з результатами фітохімічного дослідження одного з перспективних видів рослин Українських Карпат - волошки карпатської. Розгляд залежності вмісту досліджуваних біологічно активних речовин від виду сировини. Аналіз вмісту фенольних сполук.
  
  статья [23,3 K], добавлен 11.09.2017
  

• Поширення, стан популяцій та охорона весняних ефемероїдів флори Київської області

  Фізико-географічні умови Київської області. Характеристики та проблеми збереження весняних ефемероїдів флори регіону. Методи вивчення популяцій ефемероїдів. Створення нових природно-заповідних об’єктів. Ефективність охорони весняних ефемероїдів.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 08.10.2014
  

• Оцінка маркерних ознак та зв’язок їх з точністю походження

  Основні особливості створення нового селекційного матеріалу, причини використання маркерних ознак в селекції при створенні нових популяцій. Сутність терміну "Marker-Assisted Selection". Аналіз генетичних маркерів м’ясної продуктивності свиней та корів.
  
  курсовая работа [401,4 K], добавлен 27.08.2012
  

• Загальна біотехнологія

  Оптимізація складу живильних середовищ для культивування продуцентів біологічно активних речовин, способи культивування. Мікробіологічний контроль ефективності методів стерилізації. Методи очищення кінцевих продуктів біотехнологічних виробництв.
  
  методичка [1,9 M], добавлен 15.11.2011
  

• Використання генетичної інженерії для створення нових сортів с/г рослин

  Використання методів біотехнології для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур. Розширення і покращення ефективності біологічної фіксації атмосферного азоту. Застосування мікроклонального розмноження. Створення трансгенних рослин.
  
  курсовая работа [49,7 K], добавлен 23.07.2011
  

• Фізико-хімічні методи одержання наноматеріалів

  Фундаментальні принципи, методи, перспективи розвитку і застосування нанотехнологій з використанням мікроорганізмів та продуктів їх життєдіяльності. Виробництво наноматеріалів за допомогою мікроорганізмів, використання їх специфічних властивостей.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.01.2016
  

• Походження людини

  Наукова, релігійна та космічна теорії походження людини. Теорія Дарвіна, обґрунтування положення про походження людини від людиноподібних мавп. Теологічна гіпотеза створення людини Богом. Припущення, що життя принесено на Землю з космічного простору.
  
  презентация [461,5 K], добавлен 09.10.2014
  

• Локалізація та розподіл ферментних систем у рослинній клітині

  Історія дослідження і вивчення ферментів. Структура і механізм дії ферментів. Крива насичення хімічної реакції (рівняння Міхаеліса-Ментен). Функції, класифікація та локалізація ферментів у клітині. Створення нових ферментів, що прискорюють реакції.
  
  реферат [344,3 K], добавлен 17.11.2010
  

• Екологічні ризики застосування продуктів біотехнології

  Перехід від класичної генетики Менделя до застосування молекулярної генетики на порозі XXI століття. Проблеми на шляху функціонування високопродуктивного сільського господарства. Роботи зі створення трансгенних рослин. Проблема збереження ідентичності.
  
  реферат [19,7 K], добавлен 16.01.2013
  

• Природні адсорбенти тваринного походження

  Адсорбція як поглинання кількості речовини з газоподібного середовища або розчину поверхневим шаром рідини. Розгляд основних властивостей адсорбентів: відсутністю каталітичної активності, механічна міцність. Аналіз сорбентів тваринного походження.
  
  курсовая работа [66,1 K], добавлен 12.03.2015
  

• Стимулятори клітинного поділу в рослинництві

  Механізми дії регуляторів росту рослин, їх роль в підвищенні продуктивності сільськогосподарських культур. Вплив біологічно-активних речовин на площу фотосинтетичної поверхні гречки, синтез хлорофілів в її листках, формування його чистої продуктивності.
  
  реферат [19,0 K], добавлен 10.04.2011
  

• Лікарські рослини родини айстрових

  Дослідження біологічної класифікації лікарських рослин родини айстрових - найбагатшої за кількістю видів серед еудікотів. Ботанічні характеристики ромашки аптечної (лікарської), пижму, кульбаби лікарської, полину гіркого, ехінацеї, череди трироздільної.
  
  контрольная работа [30,8 K], добавлен 24.08.2010
  

• Дія поверхнево активних речовин на живі організми

  Загальна характеристика поверхнево активних речовин, їх класифікація, молекулярна будова та добування. Вплив на мікроорганізми, організм людини та живі системи. Роль ендогенних поверхнево активних речовин в регуляції всмоктування поживних речовин.
  
  реферат [177,3 K], добавлен 18.11.2014
  

• Хімічна біотехнологія

  Застосування ферментів в промисловості. Протеїнази, амілази і амілоглікозидази. Іммобілізовані ферменти. Добування хімічних речовин з біологічної сировини. Добування металів за допомогою біотехнологій. Біогеотехнологія.
  
  реферат [196,6 K], добавлен 04.04.2007
  

• Інформаційні міжклітинні взаємодії. Клітинні рецептори та їхня участь у процесах міжклітинної сигналізації

  Класичний приклад контактної регуляції. Біологічно активні хімічні речовини, за допомогою яких здійснюється передача електричного імпульсу від нервової клітини через синаптичний простір між нейронами. Характеристика молекулярних рецепторів і трансмітерів.
  
  реферат [3,1 M], добавлен 06.09.2015
  

• Рівні структурної організації органічних речовин

  Характеристика організації органічних речовин. Молекулярний опис пристрою матерії, його зв’язок з полімерним рівнем структурної організації матерії. Полімерна організація хімічної форми руху матерії як предтеча клітинного рівня біологічної форми руху.
  
  презентация [819,1 K], добавлен 02.11.2014
  

• Роль гербарних зразків у розвитку біологічної науки на території України (друга половина ХІХ - початок ХХ ст.)

  Історія гербарної справи та флористичних досліджень в Україні. Вивчення таксономічного складу синантропної флори на основі рослинних зразків Й.К. Пачоського. Гербарні колекції в природничих музеях, їх значення для науково-просвітницької діяльності.
  
  статья [25,7 K], добавлен 07.08.2017
  

• Механізм дії високого тиску і температури на деякі мікроорганізми та вітаміни

  Біофізика процесів, що приводять до інактивації мікроорганізмів і зміни властивостей продуктів під високим тиском. Фізичний механізм впливу тиску на функціональну збереженість біосистем. Фізико-математичне моделювання процесу деградації вітаміну С.
  
  автореферат [63,6 K], добавлен 29.03.2009
  

• Жири та їх використання

  Реакція естерифікації з утворенням жиру. Тверді жири тваринного походження та їх застосування в якості продуктів харчування. Приготування мила обробкою жирів. Олія, отримана процесом холодного пресування. Властивості гідрогенізованих рослинних жирів.
  
  презентация [220,9 K], добавлен 17.03.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам