CC BY
46
УДК 615.322:582.287.237
М. А. Сысоева, В. Р. Хабибрахманова, В. С. Гамаюрова,
Г. И. Халиуллина
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОЛЯ ВОДНЫХ ИЗВЛЕЧЕНИЙ ЧАГИ VII. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БОРАТНОГО БУФЕРА
Проведено разделение хромогенов водного извлечения чаги с помощью электрофореза на бумажном носителе. Подобраны условия для разделения фракций при применении горизонтального электрофореза с использованием боратного буфера.
Электрофорез, широко применяют для разделения смесей индивидуальных соединений, а также и для фракционирования высокомолекулярных соединений. Его успешно используют для фракционирования гумусовых веществ почвы [1].
Дисперсной фазой золя водного извлечения чаги является полифенолоксикарбоно-вый комплекс (ПФК) - ассоциат полимеров, мономерных соединений и зольных элементов [2]. Водные извлечения чаги имеют интенсивную окраску благодаря содержанию в них ПФК. Его, также как и гумусовые кислоты, можно отнести к полианионам. Об этом свидетельствуют физико-химические характеристики этих объектов, такие как ИК, ЭПР спектры и ряд других свойств [3-7].
Гумусовые вещества на форетограммах передвигаются со старта по направлению к аноду и разделяются при этом на фракции, образуя зоны, количество которых зависит от природы вещества и условий проведения электрофореза. Так, при кратковременном электрофорезе с применением буфера слабощелочной реакции (рН 8,6) и при напряжении 110—300В природные и искусственно приготовленные гуминовые кислоты разделяются на три-четыре фракции.
Исследование водных извлечений чаги с помощью элекрофореза в среде боратного буфера важно, поскольку этот метод позволит разделить золь на фракции подвижные в электрическом поле.
Целью проведения исследования является подбор условий разделения хромогенов водного извлечения чаги на фракции при применении горизонтального электрофореза с использованием боратного буфера с рН 8,6.
В щелочной среде боратного буфера водное извлечение чаги должно изменить структуру золя. Известно, что ассоциат ПФК после выделения и высушивания лучше растворяется в слабо щелочной среде, чем в воде. Меланины, входящие в состав ассоциата ПФК хорошо растворимы в щёлочных растворах [4]. Кроме этого, вероятно, мицеллы ас-социата ПФК в щелочной среде будут иметь другую гидратную оболочку, что будет также способствовать высвобождению слабо ассоциированных частиц из мицеллы. Электрофорез может способствовать этому процессу, при условии наличия заряда на отделяющихся частицах.
Электрофорез водного извлечения чаги в боратном буфере в исследованном диапазоне силы тока и напряжения даёт яркие зоны на электрофоретограммах. На них преобладают хромогены, движущиеся в сторону анода. Это свидетельствует о том, что в щелочной
среде более подвижны индивидуальные соединения и частицы несущие отрицательный заряд, типа полианионов, как у гуминовых и фульвовых кислот.
Данные обсчёта электрофоретограмм с помощью денситометра приведены на рис. 1-4.
Яркость, 103
-1(100 В) ■
■ 2(200В)
Яркость, 103
ед
д
1 \
■ V— Л
/ * \ «■ \
, 1 % V4
0,2
0,4 ^ 0,6 0,8
Яркость, 103
б
Рис. 1 - Электрофорез водного извлечения чаги при 5 мА: а - элек-трофоретограмма при 100В; денситограммы при 100 и 200В; б - элек-трофоретограмма и денситограмма при 250В; в - электрофоретограмма при 350В; денситограммы при 350В и 400В
а
0
1
1(350В).......... 2(400В)
в
Электрофоретограммы водного извлечения чаги, полученные при силе тока 5мА, результаты их обсчета с использованием денситометра приведены на рис. 1. Как показано на рис. 1, с увеличением напряжения от 100В к 200В и времени проведения электрофореза увеличивается смещение индивидуальных соединений и частиц, двигающихся в сторону анода, а также снижение количества соединений и частиц, подвижных в сторону катода. Оптимальным напряжением, при этой силе тока является 250В, рис. 1б. В этом режиме электрофореза, и далее с ростом напряжения при 350 и 400В, движение частиц в сторону катода затруднено и имеет такой же вид, как и на рис. 1б. Яркость зон, на денситограмме по направлению к аноду, снижается от 32 единиц при 250В до 9 единиц при 400В. Но в последнем случае на ней наблюдается больше зон с оптимумами при Кг 0,2-0,6; 0,6-0,75 и 0,75-0,9. Можно предположить, что при силе тока в 5мА использование различного на-
пряжения при электрофорезе приводит к отделению от мицеллы ассоциата ПФК различных частиц, отличающихся по молекулярной массе и по заряду на их поверхности. Это обуславливает столь различное их распределение по электрофоретограмме.
Рис. 2 - Электрофорез водного извлечения чаги при 10 мА: а - электрофоретограмма при 150В; денситонограммы при 100 и 150В; б - электрофоретограмма при 250В; ден-ситонограммы при 250В и 400В
Наиболее характерные электрофоретограммы и денситограммы водного извлечения чаги при 10мА приведены на рис. 2. При малом напряжении, на рис. 2(а), также как и при электрофорезе при силе тока в 5мА, рис.1а, превалирует движение частиц к аноду. Их количество и дальность продвижения по электрофоретограмме возрастает по сравнению с режимом при 5мА и при увеличении напряжения от 100 к 150В. Начиная с 200В электрофоретограммы, в катодном направлении, имеют вид близкий к виду, представленному на рис. 1б, с максимальной яркостью менее двух единиц. Движение частиц в направлении анода при высоких напряжениях показано на рис. 2б. Яркость зон на электрофоретограм-мах в этом направлении возрастает от 15 единиц при 200В до 27 единиц при 250В, затем снижается до 14 единиц при 350В и опять повышается до 25 единиц при 400В. На всех электрофоретограммах максимальная яркость наблюдается при Кг около 0,4.
Как показано на рис. 3, электрофоретограммы водного извлечения чаги, полученные при силе тока в 15мА, имеют похожую картину распределения хромогенов от линии старта к аноду и катоду, как и снятые при 10мА. В этом случае, при всех использованных режимах, максимум яркости на них, в отличие от электрофоретограмм снятых при 10 мА, смещается далее по направлению к аноду до Кг 0,5. В этой области оптимальная яркость несколько ниже, чем при 10мА получена на электрофоретограмме при более высоком напряжении в 300В.
Рис. 3 - Электрофорез водного извлечения чаги при 15 мА: а - электрофоретограм-ма при 200В; денситонограммы при 100, 150, 200В; б - электрофоретограмма при 350В; денситонограммы при 250, 300, 350В
Наиболее интересные результаты получены при проведении электрофореза водного извлечения чаги при силе тока 20мА и напряжении в 150 и 200В, приведённые на рис. 4. Если при 150В на электрофоретограмме намечается разделение зоны двигающейся по направлению к аноду на две, и со старта уходит не так много хромогенов, то при 200В этот процесс оптимально разрешается. Кроме высокой подвижности двух фракций с Кг 0,3 и 0,6 (яркость около 20 единиц) по направлению к аноду, заметна ярко окрашенная зона с Кг
0,07 (14,5 единиц) смещённая в сторону катода. При увеличении напряжения, как показано на рис. 4б, электрофоретограммы имеют вид схожий с результатами, полученными при 10 и 15мА.
Использование различных режимов проведения электрофореза водного извлечения чаги в слабощелочных условиях боратного буфера позволило выявить условия позволяющие разделить хромогены золя на фракции подвижные в электрическом поле. Оптимальным режимом при проведении электрофореза водного извлечения чаги можно считать режим с силой тока в 20мА и напряжением в 200В. Он позволяет разделить хромогены на две фракции подвижные в сторону анода и одну в сторону катода. В отличие от гуминовых кислот полифенольные соединения золя водного извлечения чаги подвижны, как в сторону анода, так и в сторону катода.
Рис. 4 - Электрофорез водного извлечения чаги при 20 мА: а) электрофоретограм-ма при 150В; денситонограммы при 150 и 200В; б) электрофоретограмма при 250 В; денситонограммы при 250 и 400 В
Экспериментальная часть
Для экстракции использовали сырье чаги, приобретенное в аптечной сети, производитель ЗАО «Фирма Здоровье». Вытяжки получали проведением процесса ремацерации [3].
Для проведения электрофореза использовали электрофоретическую камеру SE-1 и источник питания «Эльф-4». Для электрофореграмм использовали медленно фильтрующую бумагу.
Электрофорез водного извлечения чаги проводили в боратном буфере при силе тока в 5, 10, 15 и 20мА, снимали электрофоретограммы при напряжении 100, 150, 200, 250, 300, 350 и 400В. После разделения электрофоретограммы обрабатывались парами аммиака [8].
Обсчет электрофоретограмм проводили с использованием программы «Sorbfil TLC».
Литература
1. КононоваМ.М. // Почвоведение. 1961. № 3. С. 11-17.
2. Шиврина А.Н. // Продукты биосинтеза высших грибов и их использование. М.-Л.: Наука, 1966. С. 49-57.
3. Сысоева М.А., Кузнецова О.Ю., Гамаюрова В. С. и др. // Вестник Казанского технол. ун-та. Казань. 2003. №2. С.172-179.
4. Кукулянская Т.А. //Прикладная биохимия и микробиология. 2002. Т. 38. №1. С. 68-72.
5. СоловьевВ.А. // Высшие грибы и их физиологически активные соединения. Л.: Наука, 1973. С.35-39.
6. ОрловД.С. // Гуминовые вещества в биосфере. М.: Наука, 1993. С. 227-232.
7. Шиврина А.Н. // Почвоведение. 1962. № 11. С. 51-60.
8. Бабицкая В.Г. // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. № 4. С. 439-444.
9. ЗапрометовМ. Н. Основы биохимии фенольных соединений. М.: Высшая школа, 1974. 214 с.
© М. А. Сысоева - канд. хим. наук, доц. каф. пищевой биотехнологии КГТУ; В. Р. Хабибрахма-нова - асс. той же кафедры; В. С. Гамаюрова - д-р хим. наук, проф., зав. каф. пищевой биотехнологии КГТУ; Г. И. Халиуллина - студ. КГТУ.
