ФИЗИКОХИМИЯ ПОВЕРХНОСТИ И ЗАЩИТА МАТЕРИАЛОВ, 2014, том 50, № 1, с. 42-48
ПРОЦЕССЫ РАЗДЕЛЕНИЯ НА МЕЖФАЗНЫХ ГРАНИЦАХ
УДК 541.183:543.544
ВЭЖХ В ИССЛЕДОВАНИИ РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СОСТАВА ВИН
© 2014 г. Е. В. Ульянова1, О. Г. Ларионов1, А. А. Ревина1, Д. В. Андриевская2
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук, Москва
2Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук, Москва
e-mail: k.uljanova@mail.ru Поступила в редакцию 25.06.2013 г.
В настоящее время представляет интерес изучение радиопротекторных свойств вин, связанных с их способностью регулировать окислительно-восстановительные процессы и противостоять окислительному стрессу, вызванному воздействием ионизирующего излучения и др. факторов в живых системах. Физико-химический подход, включающий использование такого метода как хроматография к исследованию влияния этих факторов, развит недостаточно. В данной работе метод ВЭЖХ был использован для идентификации продуктов у-радиолиза серотонина и других фенольных компонентов вин и расчета степеней превращения исходных соединений. Эти данные необходимы для оценки радиационной устойчивости биологически активных соединений, в том числе серотонина, поскольку в последнее время широко используются радиационно-химические методы стерилизации лекарственных препаратов на их основе. Определение продуктов радиационно-химических превращений биологически активных соединений играет важную роль в проблеме изучения механизма окислительно-восстановительных реакций в биологических системах разной степени организации.
Б01: 10.7868/80044185614010161
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что фенольные соединения, содержащиеся в винах, способны тормозить процессы перекисного окисления липидов клеточных мембран и тем самым препятствовать повреждающему действию свободных радикалов, а также замедлять преждевременное старение клеток в живых организмах [1]. Установлено, что содержание и активность фенольных соединений в винах одного сорта зависят как от способа приготовления, так и времени выдержки и условий хранения готовой продукции [2].
Серотонин, концентрация которого в вине обычно очень низкая, является нейромедиатор-ным амином, содержащим фенольный фрагмент. Некоторые авторы [3] считают это вещество нежелательным компонентом вина, хотя более распространено противоположное мнение, согласно которому серотонин называется "гормоном счастья", благотворно влияющим на состояние нервной системы организма. Известно, что вино является ни чем иным как культуральной жидкостью дрожжей 8. Сегеу181ае. В естественных условиях эти дрожжи формируют биопленки на кожуре винограда, слив и других плодов. Биосинтез расте-
ниями, в том числе и виноградной лозой, всех основных нейромедиаторных аминов был продемонстрирован в литературе [4]. Эти вещества, воспринимаемые дрожжами как рост-стимулиру-ющие регуляторы, накапливаются в их клетках (путем захвата из среды или биосинтеза de novo) в микромолярных количествах, но не выделяются в среду [5]. Если в процессе приготовления вино тщательно отфильтровывается от клеток дрожжей, то полученный продукт не должен содержать нейромедиаторов.
В данной работе метод ВЭЖХ был использован для определения продуктов радиолиза серотонина и других фенольных соединений (кверце-тина, рутина, (+)катехина), а также для оценки степеней превращения исходных веществ. Расчет степени превращения необходим для оценки радиационной устойчивости биологически активных соединений, в том числе серотонина, поскольку в последнее время широко используются радиационно-химические методы стерилизации лекарственных препаратов на их основе. Определение продуктов радиационно-химических превращений биологически активных соединений играет важную роль при изучении механизма
окислительно-восстановительных реакций в биологических системах разной степени организации.
ЭКСПЕРИМЕНТ
В качестве объектов исследования использовали образцы красных (Каберне-Совиньон, Мерло) и белых (Совиньон Блан, Шардоне) столовых сухих вин урожая 2005 г. и 2006 г. из разных винодельческих регионов, широко представленных на отечественном рынке. Для изучения радиацион-но-химических превращений серотонина использовали 1% раствор для инъекций серотонина адипината (ЗАО "ЛОРР", Москва).
Количественное определение индивидуальных фенольных соединений проводили методом ОФ-ВЭЖХ на жидкостном хроматографе "Agilent 1100 Series" с диодно-матричным детектором, предколонкой Hypersil ODS C18 (5 мкм, 20 х 2.1 мм) и колонкой Hypersil ODS C18 (3 мкм, 100 х 2.1 мм). Систему кондиционировали 30 минут. Элюенты: А — вода (pH = 3, H3PO4), B — ацетонитрил (pH = 3, H3PO4). Условия градиентного элюирования: 0-5 мин - 3% B, 5-22 мин - 3-100% В, 2225 мин - 100% В, 25-28 мин - 100-3% В, 2832 мин - 3% В. Расход элюента - 300 мкл/мин. Объем вводимой пробы 5 мкл. Детектирование фенольных соединений проводили при 230, 254, 280, 330 и 500 нм, спектр сканировали в диапазоне 200-700 нм [6]. Идентификацию фенольных соединений в образцах вин проводили сравнением времен удерживания и спектров оптического поглощения соответствующих стандартов с аналогичными данными для соединений, входящих в состав вин. Для расчета их содержаний использовали метод внешнего стандарта. Пробоподго-товку образцов не проводили, так как данная процедура привела бы к изменению состава анализируемых вин. Правильность выбранной методики подтверждена методом "введено-найдено", поэтому влияние других компонентов на измеряемые характеристики исключена.
Для исследования радиационно-химических превращений серотонина также использовали жидкостный хроматограф с диодно-матричным детектором, но с другой колонкой - Диасфер 110 С18 (6 мкм, 250 х 2 мм). Элюенты: А - вода (pH = 3, H3PO4), B - ацетонитрил (pH = 3, H3PO4). Режим изократического элюирования: 3% В. Расход элюента - 300 мкл/мин. Объем вводимой пробы 5 мкл. Детектирование серотонина и продуктов его радиолиза проводили при 230 нм, спектр сканировали в диапазоне 200-700 нм.
Для приготовления элюентов и растворов анализируемых соединений использовали: ацето-нитрил (0 сорт, НПК "Криохром", Россия); орто-фосфорную кислоту (хч); тридистиллированную
Таблица 1. Параметры количественного определения фенольных веществ в образцах вин
Аналит ПО, мг/л Линейный диапазон, мг/л Коэффициент корреляции
Рутин 0.6 1-30 0.9957
Кверцетин 0.060 0.100-100 0.9933
Галловая кислота 0.090 0.100-70 0.9998
Кофейная кислота 0.050 0.050-50 0.9942
+катехин 1.5 10-200 0.9951
воду, дополнительно очищенную на фильтрах Millipore, (Milli-P QG, Waters); этанол (96% extra pure, Merck, Германия).
Для определения способности вин противостоять окислительному стрессу использовали метод радиационно-химического моделирования окислительно-восстановительных реакций с участием свободных радикалов и активных форм кислорода, генерированных при воздействии ионизирующего излучения со средой и взаимодействующих с молекулами фенольных соединений.[7-8]. Для этого образцы вина в количестве 3 см3 подвергали у-об-лучению на установке 60Со РХМ- у-20 в присутствии кислорода воздуха при комнатной температуре в течение 3 часов. Доза облучения в соответствии с ферросульфатной дозиметрией составляла 2.5 кГр.
Для исследования радиационно-химических превращений серотонина его 0.01% водные растворы подвергали у-облучению на той же установке в течение 1-5 ч, но при значительно меньшем значении мощности дозы, т.к. концентрация серотонина в вине очень мала. Доза облучения, в соответствии с ферросульфатной дозиметрией, при этом составляла 0.356-1.78 кГр.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
С целью идентификации продуктов радиолиза фенольных соединений красных и белых вин были получены хроматограммы нескольких белых и красных вин до и после 1.5 часов радиолиза в присутствии растворенного кислорода.
В исследованных образцах вин были идентифицированы несколько фенольных соединений: рутин, кверцетин, кофейная, галловая кислота и (+)катехин.
В табл. 1 приведены линейные диапазоны определения кверцетина, рутина, (+)катехина, кофейной и галловой кислот, пределы обнаружения для
Таблица 2. Содержание фенольных веществ (мг/л) в образцах красных вин некоторых стран
Аналит Чили Франция Венгрия Италия
Рутин 3.0 ± 0.2 2.8 ± 0.7 <ПО 1.3 ± 0.4
Кверцетин 40.2 ± 0.7 10.7 ± 0.7 5.1 ± 0.3 11.3 ± 0.9
Галловая кислота 47.2 ± 0.5 34.1 ± 0.2 14.1 ± 0.1 20.1 ± 0.2
+катехин 59.3 ± 0.7 24.0 ± 0.7 10.8 ± 0.2 33.7 ± 0.7
данных фенольных соединений, рассчитанные по 38-критерию, а также коэффициенты корреляции полученных градуировочных прямых. Линейные диапазоны были определены после серии инжек-ций стандартной смеси, содержащей различные концентрации исследуемых веществ.
В табл. 2 представлены результаты количественного определения исследованных феноль-ных соединений, кроме кофейной кислоты, в красных винах четырех стран-производителей, которые были выбраны для апробации методики. Содержание кофейной кислоты в красных винах значительно ниже, чем в белых. Обнаружить данное соединение в исследованных образцах не удалось. Установлено, что вино производства Венгрии по сравнению с другими содержит очень ма-
ло фенольных соединений. Наиболее богато кверцетином и рутином чилийское вино.
Анализ спектров оптического поглощения красных вин позволил выделить четыре области поглощения, характерные для фенольных веществ: в УФ-области при X = 200—230 нм (танины), X = 240—290 нм (лейкоантоцианы, флавоно-ны, танины) X = 256—370 нм (оксикоричные и оксибензойные кислоты), и в видимой области поглощения при X = 420—580 нм (антоцианы). Для белых вин характерны полосы поглощения первых трех областей. [9]
Из хроматограммы на рис. 1 видно, что в образце белого вина Шардоне после облучения значительно снизилось содержание веществ с временами удерживания 13.12 и 18.71 мин., определенных при длине волны 280 нм. В образце другого белого вина из этого же сорта вин
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.