Изучение растворимости магнетита в условиях, имитирующих пищеварительные процессы желудочно-кишечного тракта

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

¦Q о
УДК664(075. 8)
Вивчено розчинтсть ультрадисперсного порошку магнетиту — постачальника негумового залгза — в умовах, що {мгтують процес травлення у шлунково-кишковому трактг, в залежностг в1д часу розчинення та рН сере-довища. Наведено результа-ти спектрофотометрично-го та атомно-абсорбцшного методов аналгзу. В результата проведених дослгджень вста-новлено, що у модельних сере-довищах ШКТ розчинтсть магнетиту збгльшувалася? з зро-станням часу шкубаци Ге?04
Ключовг слова: ультради-сперсний магнетит, розчинтсть, процеси травлення
?-?
Изучена растворимость ультрадисперсного порошка магнетита — поставщика негемового железа — в условиях, имитирующих пищеварительный процесс желудочно-кишечного тракта в зависимости от времени растворения и рН среды. Приведены результаты спектрофотоме-трического и атомно-абсорб-ционного методов анализа. В результате проведенных исследований установлено, что во всех модельных средах ЖКТ растворимость магнетита увеличивалась с возрастанием времени инкубации Ге?04
Ключевые слова: ультрадисперсный магнетит, растворимость, процессы пищеварения
¦о о
ИЗУЧЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ МАГНЕТИТА В УСЛОВИЯХ, ИМИТИРУЮЩИХ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
И.В. Цихановская
Кандидат химических наук, доцент* Контактный тел.: (057) 733−79−94
A.Ю. Денисова
Мастер производственного обучения** Контактный тел.: 066−362−90−40 E-mail: 19nastyfa4ka19@mail. ru
О.Б. Скородумова
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой**
Контактный тел.: (057) 733−78−18 E-mail: o_skorodumova@mail. ru
Е.Я. Левитин
Доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой
Кафедра неорганической химии Национальный фармацевтический университет ул. Блюхера, 4, Харьков, Украина, 61 002 Контактный тел.: (057) 67−92−07 E-mail: neorganic@ukrfa. kharkov. ua
B. А. Ковален ко
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Кафедра гигиены питания и микробиологии Харьковский государственный университет питания и торговли ул. Клочковская, 333, Харьков, Украина, 61 051 Контактный тел.: (057) 349−45−80
А.В. Александров
Кандидат химических наук, доцент* Контактный тел.: (057) 733−79−94
З.В. Барсова
Ассистент*
Контактный тел.: (057) 733−79−94E-mail: zoya_barsova@mail. ru
*Кафедра химии, нефтеорганического синтеза и химических
технологий
**Кафедра технологии пищевой промышленности Украинская инженерно-педагогическая академия ул. Университетская, 16, г. Харьков, Украина, 61 003
32^
с
1. Введение
Организм человека только в незначительной степени может регулировать поступление железа из пищи и не контролирует его расходование. При отрицательном балансе обмена железа вначале расходуется железо из «депо» (латентный дефицит железа), затем возникает тканевый дефицит железа, проявляющийся в виде нарушения ферментативной активности и дыхательной функции в тканях, после чего развивается железодефицитная анемия.
Восполнение дефицита железа в организме человека обычно выполняется комплексно, путем приема железосодержащих препаратов, а также с помощью специальной диеты. Известно, что в овощах содержится достаточно высокое количество негемового железа. Негемовое железо находится в свободной ионной форме двухвалентногое II) или трехвалентного железае III). Степень его усвоения ниже, чем гемового, и зависит от целого ряда факторов. Из продуктов питания усваивается только двухвалентное негемовое железо.
В связи с вышесказанным представляется целесообразным использовать в качестве поставщика двухвалентного железа ультратонкий порошок магнетита, представляющий собой двойной оксид двух- и трехвалентного железа.
Магнетит — малотоксичное вещество, обладающее сорбционными свойствами. Частицы магнетита способны адсорбировать на своей поверхности токсины различного патогенеза. Однако при приеме магнетита во внутрь возможно частичное его растворение в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ).
2. Цель работы
0,2 М HCl с 0,1 мас.% панкреатина, 0,1 мас.% желудочного сока и 0,1 мас.% желчи.
Таблица 1
Условия протекания процессов пищеварения в различных отделах ЖКТ
Отдел ЖКТ рН пищеварительных соков Время пребывания пищеварительных соков в отделах ЖКТ, час Количество пищеварительных соков, мл
Желудок 1,6 — 2,0 1,0 20 — 150
Двенадцатиперстная кишка 4,5 — 5,1 0,5 30 -7 0
Тонкий кишечник 7,2−7,5 4 400
Целью исследований являлось изучение растворимости порошка магнетита в условиях, имитирующих пищеварительный процесс желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) человека.
3. Экспериментальные исследования и обсуждение результатов
Для исследований готовили ультрадисперсный порошок магнетита методом соосаждения из растворов солей двух- и трехвалентного железа.
Параметры модельного эксперимента были выбраны с учетом условий процесса пищеварения ЖКТ человека [1]: температуры (37 °С), рН пищеварительных соков, количества и времени пребывания пищеварительных соков в определенном отделе ЖКТ (табл. 1).
Контроль рН растворов проводили с помощью стеклянного электрода ЕВЛ 61 — 03 и иономера универсального ЭВ-74.
Для моделирования условий отдела желудка получали рН среды 1,8 введением 0,2 М раствора соляной кислоты и желудочного сока, содержащего фермент пепсин.
Для моделирования отдела двенадцатиперстной кишки достигали рН 5, введением 0,2 М раствора HCl, а также введением пищеварительного сока двенадцатиперстной кишки, который готовили смешением
Необходимый для отдела тонкого кишечника рН 7,2 обеспечивали введением 0,2 М раствора гидрокарбоната натрия, а также смешением 0,2 М №НС03 с 0,1мас.% панкреатина, 0,1мас.% желчи и 0,1мас.% желудочного сока.
Для изучения растворимости Fe3O4 в исходные растворы, имитирующие различные отделы ЖКТ, добавляли при перемешивании точные навески высокодисперсного магнетита. Полученные смеси выдерживали в термостате при температуре 37 °C в течение 180 минут при постоянном перемешивании. Через каждые 30, 60, 150 и 180 минут проводили отбор проб, в которых определяли концентрацию Fe (III). Определение концентраций ионов железа (III) в исследуемых растворах проводили спектрофотометрическим методом [2] (КФК-2-УХЛ) при длине волны света 1 = 490 нм.
Для определения концентрации двухвалентного железа в анализируемых пробах его переводили в Fe3+ кипячением в присутствии концентрированной азотной кислоты. Пробу охлаждали до комнатной температуры, нейтрализовали избыток кислоты раствором гидрокарбоната натрия и определяли Fe (III) спектрофометрически и Fe (общ) — атомно-абсорбци-онной спектроскопией (спектрофотометр «Сатурн» с атомизацией в воздушно-ацетиленовом пламени [2,3], давление 0,2 МПа, температура пламени — 2250 ° С., длина волны для Fe — 248,3 нм).
Результаты спектрофотометрического метода анализа приведены в таблице 2 и на рисунке. Независимо от рН среды с увеличением времени выдержки магнетита в модельных растворах наблюдается увеличение концентрации перешедших в раствор ионов железа.
Наиболее активно магнетит растворяется в кислой среде (рН 1,8, раствор соляной кислоты). При уменьшении кислотности (до рН 5) растворимость Fe3O4 снижается на 6,35 мас.%. По-видимому, сильно кислая среда в большей степени способствует образованию комплексных соединений железа. Однако в присутствии ферментов (пепсин, химотрепсин и др.) даже при рН 1,8 наблюдается снижение растворимости магнетита, что, возможно, связано с ингибирующим действием ферментов на процесс растворения магнетита в соляной кислоте.
Таблица 2
Определение концентрации Fe2+ и Fe3+ в модельных растворах ЖКТ спектрофотометрическим методом
Концентрация ионов Fe,
Отдел Время, Ферменты рН моль/л •Ю-3
ЖКТ мин Fe2+ Fe3+ до окисления Fe3+ после-окисления
30 0,2 М HCl 2,5 4,9 7,4
Желудочный сок 2,1 1,0 3,1
60 0,2 М HCl 3,9 8,5 12,4
Желудок Желудочный сок 1,8 3,5 3,9 7,4
150 0,2 М HCl 7,7 11,1 18,8
Желудочный сок 5,3 4,4 8,7
180 0,2 М HCl 10,5 13,1 23,6
Желудочный сок 11 24,2 35,2
0,2 М HCl 3,5 8,3- 11,8
30 Панкреатин, Желуд. сок, желчь 2,4 2,1 4,5
0,2 М HCl 5,1 11,5 16,6
Двенадцати- 60 Панкреатин, Желуд. сок, желчь 5 3,0 2,5 5,5
перстная 0,2 М HCl 8,1 12,0 20,1
кишка 150 Панкреатин, Желуд. сок, желчь 3,1 4,8 7,9
0,2 М HCl 12,1 14,3 26,4
180 Панкреатин, Желуд. сок, желчь 3,2 6,4 9,6
0,2 М NaHCO3 0,35 0,6 0,95
30 Панкреатин, жел. сок, желчь 0,4 0,8 1,2
Тонкий кишечник 60 0,2 М NaHCO3 0,7 1,1 1,8
Панкреатин, жел. сок, желчь 72 0,6 1,1 1,7
0,2 М NaHCO3 0,8 1,2 2,0
150 Панкреатин, жел. сок, желчь 0,8 1,6 2,4
0,2 М NaHCO3 0,9 1,8 2,7
180 Панкреатин, жел. сок, желчь 1,0 1,9 2,9
Определение концентрации Fe3 в растворах магнетита спектр офотоиетрнчесысч методом
¦Отд^д яшуда^+чпядты)
¦ОТД^З ДЕЭКДЦППКр-тНН
нодш {HCl)
нпдун{-Ёкр МтЛТК)

¦Отд^дтлнытл
ХШППДД^ффХСЕТН)
30
60
150 1В0
БрЁ) сл рвстЕпреяня.: :ее
Рис. 1. Зависимость концентрации Fe3+ от времени растворения магнетита
В модельной среде двенадцатиперстной кишки присутствие ферментов также несколько снижает растворимость магнетита.
В слабо щелочной среде наблюдается низкая растворимость магнетита как в присутствии раствора гидрокарбоната натрия, так и в его смесях с ферментами.
Незначительное повышение концентрации ионов железа в присутствии ферментов, по-видимому, связано с образованием водорастворимых комплексов железа с желчными кислотами.
Результаты спектрофотометрического метода анализа подтверждены атомно-аб-сорбционной спектроскопией.
4. Выводы
В результате проведенных исследований установлено, что во всех модельных средах ЖКТ растворимость магнетита увеличивалась с возрастанием времени инкубации Fe3O4: в растворе соляной кислоты (рН= 1,8): 1,2 мас.% (30мин.) -2,38мас.% (60мин.) — 2,51 мас.% (150мин.) — 7,45 мас.% (180мин.)-в растворе соляной кислоты (рН = 5): 1,810−2 мас.% (30мин.) — 3,1210−2 мас.% (60мин.) — 4,36−10−2 мас.% (150мин.) -1,1мас.% (180мин.)-в желудочном соке: 0,510−2 мас.% (30мин.) — 9,210−2 мас.% (60мин.) — 12,310−2 мас.% (150мин.) -0,3 мас.% (180мин.) — в пищеварительном соке двенадцатиперстной кишки: 3,7240−2 мас.% (30мин.) -5,5640−2мас.% (60мин.) — 5,83−10−2 мас.% (150мин.) — 1,55 мас.% (180мин.) — в 0,2 М растворе №НС03 (рН= 7,2): 0,11 мас.% (30мин.) — 0,13мас.% (60мин.) -0,18 мас.% (150мин.) — 0,21 мас.% (180мин.) — в 0,2 М растворе №НС03 с ферментами: (рН = 7,2) — 0,13 мас.% (30мин.) — 0,19 мас.% (60мин.) — 0,27 мас.% (150мин.) — 0,35мас.% (180мин.).
Увеличение растворимости магнетита со временем пребывания в модельных средах связано с прохождением химических реакций, приводящих к образованию растворимых аква — и гидроксоком-плексов железа.
Однако общее количество растворенного железа не превышает 35 -10−3 моль/л, что позволяет предложить использование ультрадисперсного магнетита в качестве пищевой добавки, обеспечивающей компенсацию железодефицита человека не-гемовым железом.
Литература
1. Фармакотерапия [Текст]: учебник/ под ред.Б. А. Самури. — Х. :Прапор,
2. Изд-во НфаУ, 2000. — Т.1. — 672с.
3. Марченко З. Фотометрическое определение элементов [Текст] З. Марченко: пер. с пол.И. В. Матвеевой. — М. :Мир, 1971. — 502 с.
4. Прайс В. Аналитическая атомно — абсорбционная спектроскопия [Текст]/ В. Прайс: пер. с англ.Б. В. Львова. — М.: Мир, 1976. — 360с.
Abstract
The paperproposed to usemagnetiteas biologicallyactive substancesin food. The human bodyonlyto a small extentcan control theintake of ironfrom food andhas no control overits expenditure. With a negativebalanceof iron metabolisminitiallyconsumesiron, thenthere istissueiron deficiency, which is manifested inthe form of disruptionof enzymatic activity andrespiratory functionin tissues, and then iron deficiency anemia develops. The solubility ofultrafine powdersof magnetitehas been studiedunder conditions simulatingthe processesof the gastrointestinaltract. The model parametersof the experimentwere chosen in accordancewith the termsof the humangastro-intestinal digestion, temperature, pH, digestive juices, as well as the timewhen digestive juicesare in the digestivetract. It is shownthat the solubilityof magnetitedepends on the durationof the experiment andpHmedium. The results of spectrophotometricand atomic absorptionspectrometry analysis are shown Keywords: ultrafine magnetite, solubility, digestion
¦a o
Розрахован термодинамiчнi характеристики комплексу хiмiчних реакцш, як склада-ють конкретн способи видо-бування ткелю з вторинног сировини. Наводяться висновки, що важливi для вибору кращого способу з метою його подальшо-го впровадження у виробництво. Запропонован технологiчнi умови проведення хМчних реакцш, як складають вибраний споЫб
Ключовi слова: вiдновлення, нкель, уротротн
?-?
Рассчитаны термодинамические характеристики комплекса химических реакций, которые составляют конкретные способы получения никеля из вторичного сырья. Приводятся выводы, которые важны для выбора лучшего способа с целью его дальнейшего внедрения в производство. Предложены технологические условия проведения химических реакций, составляющих выбранный способ
Ключевые слова: восстановление, никель, уротропин
¦Q О
УДК 666. 29. 022:546. 74
АНАЛИЗ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НИКЕЛЯ ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ
А. А. Юрчен ко
Аспирант
Кафедра химической технологии неорганических веществ,
катализа и экологии* Контактный тел.: (057) 755−75−85 Е-mаil: Annet_new@bk. ru
A. Н. Буте н ко
Доктор технический наук, профессор Кафедрa общей и неорганической химии* Контактный тел.: (057) 707−68−20
B.А. Л обой ко
Кандидат технический наук, доцент Кафедра автоматизации химико-технологических систем и
экологического мониторинга* Контактный тел.: (057) 707−66−76
А. В. Кобзе в
Кандидат технический наук, доцент Кафедра химической технологии неорганических веществ,
катализа и экологии* Контактный тел.: (057) 707−66−97
*Национальный технический университет «Харьковский
политехнический институт» ул. Фрунзе, 21, г. Харьков, Украина, 61 002

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой