Гусарова О.В., Морозова Є. В., Мотроненко В.В., Борода М.А.

Національний технічний університет України „КПІ”

БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ: ЇХ ВИДИ, ФУНКЦІЇ ТА ВЛАСТИВОСТІ

Сьогодні промисловістю виготовляється широкий асортимент біологічно активних речовин медичного, харчового та сільськогосподарського призначення.

Метою даної роботи є огляд та аналіз літературних джерел присвячених біологічно активним речовинам з ціллю систематизації даних про основні види, властивості та функції біологічно активних речовин. Основний акцент робиться на таку властивість біологічно активних речовин, як їх біологічна активність.

Традиційне поняття біологічно активних речовин (БАР) як хімічних речовин, необхідних для підтримання життєдіяльності живих організмів, їх фізіологічної активності, не повною мірою відображає функції БАР [1].

На думку авторів [1] БАР це хімічні речовини, необхідні для підтримання життєдіяльності живих організмів, які мають високу фізіологічну активність при невеликих концентраціях по відношенню до певних груп живих організмів чи їх клітин, злоякісних пухлин вибірково затримуючи (чи прискорюючи) їх ріст чи повністю припиняючи їх розвиток.

На теперішній час відомий широкий спектр БАР різноманітного призначення, які можуть бути отримані або з природних живих організмів, або синтезовані з допомогою різноманітних хімічних перетворень. Це антибіотики, вакцини, ферменти, полісахариди, гормони, глікозиди, кормові та харчові добавки, білки, амінокислоти, вітаміни, алкалоїди, пестициди, дефоліанти та ін.

БАР бувають природні та синтетичні. Природні БАР утворюються в процесі життєдіяльності живих організмів. Вони можуть утворюватись у процесі обміну речовин, виділятись в оточуюче середовище (екзогенні) чи накопичуватись всередині організму (ендогенні).

До екзогенних природних БАР належать: коліни, фітонциди, антибіотики, маразміни, мікотоксини, духмяні речовини. До ендогенних БАР можна віднести: білки, жири, вуглеводи, амінокислоти, вітаміни, ферменти, гормони, барвники.

Вищезгадані природні БАР можуть бути отримані синтетичним шляхом. Ефективність синтезу БАР залежить від фізіологічних особливостей живих організмів та екологічних факторів.

Медичні препарати теж є БАР, ендо- чи екзогенними, законодавчо дозволені для профілактики і лікування захворювань людини. Ці речовини при певних концентраціях повинні мати чітко виявлені бактерицидну, антисептичну, наркотичну, дезинфікуючу чи інші дії. Терапевтичний ефект медичних препаратів здійснюють і БАР, які утворюються у організмі рослин, тварин і людини (алкалоїди, гормони, вітаміни, антибіотики) [1].

До БАР також належать пестициди та отрути, які шкідливо діють на живі організми, є токсичними та отруйними для них, наприклад алкалоїди (нікотин, анабазин, фізостигмін); піретрини (із квітів далматської ромашки), ротенон.

Основними функціями БАР є [2]:

– клітинний обмін речовин в організмі;

– перетворення речовин;

– синтез необхідних речовин;

– каталізація біореакцій в організмі.

Основними характерними властивостями БАР є [3, 4]:

– термолабільність,

– біологічна активність,

– вплив на них активаторів та інгібіторів,

– стерильність отримання та ін.

Однією з найважливіших властивостей БАР є їх біологічна активність. Вона залежить від рівня рН середовища, температури і може втрачатись у процесі нагрівання в результаті підвищення локальних значень температур, утворення нерівномірності потоків розчину, перегріву пристінного шару розчину понад температур термічної стійкості та тривалому часі обробки.

За одиницю біологічної активності хімічної речовини приймають мінімальну кількість цієї речовини, здатної пригнічувати розвиток чи затримувати ріст певного числа клітин, тканин стандартного штаму (біотесту) в одиниці поживного середовища [1].

Для кожного виду БАР існують свої методи визначення біологічної активності. Так, для ферментів, метод визначення активності Е полягає у реєстрації швидкості зникнення субстрату (S) (речовини, на яку діє фермент) чи швидкості утворення продуктів реакції ([Р]). Активність виражають у міжнародних одиницях (МЕ – це така кількість ферменту, яка при заданих умовах каталізує перетворення 1 мікромолю субстрату за 1 хв.). При проведенні досліджень активність дослідного зразка порівнюють з активністю стандартного зразка при однакових умовах і розраховують активність А в відповідних одиницях МЕ [5].

Для кожного вітаміну існує свій метод визначення активності (кількості вітаміну в дослідному зразку (наприклад, таблетках) в одиницях МЕ). Ці методи складні і вимагають використання високоточного, дорогого та складного обладнання (спектрофотометрів, флуорометрів та ін.), багатьох хімічних реактивів і проведення складних розрахунків [5]. При проведенні досліджень необхідно мати досвід роботи з обладнанням, хімічними речовинами, мати навички побудови калібрувальних графіків. До найбільш розповсюджених методів відносяться методи візуального титрування, високоефективної хроматографії та інверсійної вольтамперометрії [6].

При виробництві БАР на стадіях зазначених в технологічному регламенті проводять контроль якості отриманої продукції по різним критеріям. Серед них, одним з найголовніших, є задана для певного виду БАР біологічна активність. Тому при виробництві БАР дуже важливо правильно підібрати технологічні режими їх обробки, які б забезпечували максимальну якість при мінімальних затратах теплової енергії.

Висновки

Дослідження властивостей БАР та процесів пов’язаних з їх виробництвом є доцільним та актуальним, оскільки зараз виготовляється велика кількість різноманітних видів БАР, які використовуються у багатьох сферах життєдіяльності людини (харчова, медична, сільськогосподарська промисловості та ін.), а це у свою чергу потребує нових економічних, ефективних, екологічно безпечних та недорогих методів виробництва БАР та їх контролю.

Список літератури

1. Технология синтеза и биосинтеза биологически активных веществ: Учебное пособие / Громова Н. Ю., Косивцов Ю. Ю., Сульман Э. М. – Тверь: ТГТУ, 2006. – 84 с.

2. Пархоменко Ю.М., Донченко Г.В. Вітаміни в здоров’ї людини / Ю.М. Пархоменко, Г.В. Донченко. – К. : Академперіодика, 2006. – 182 с., 3 с. іл.

3. Баренбойм Г.М., Маленков А.Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска / Г.М. Баренбойм, А.Г Маленков. – М.: Наука, 1986. – 363 с.

4. Биотехнология / Волова Т. Г. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. – 252 с.

5. Государственная фармакопея СССР. XI издание. Выпуск 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье.

6. Определение содержания витаминов и биологически активных веществ в растительных экстрактах различными методами / Шелеметьева О.В., Сизова Н.В., Слепченко Г.Б. / Химия растительного сырья. – 2009. №1. С. 113–116.