Stabilizarea Cremelor Cosmetice cu Antioxidanti Naturali (catehine)

REZUMAT

Lucrarea de licență este dedicată studiului proceselor de oxidare a lipidelor din componența cremelor cosmetice și studiului activității antioxidante a reducătorilor naturali (catehine) extrași din ceai verde în vederea împiedicării proceselor de degradare a lipidelor din componența uleiurilor.

Lucrarea dată este structurată în trei capitole. Introducerea conține actualitatea temei, scopul lucrării și obiectivele principale. Primul capitol conține informații din literatură despre mecanismul de oxidare a lipidelor din componența cremelor cosmetice, procesul de inhibiție a radicalelor lipidelor cu utilizarea antioxidanților, cauzele formării radicalilor liberi și informații referitor la activitatea antioxidantă a catehinelor extrași din ceai verde.

În capitolul 2 este descrisă metodica determinării indicelor de calitate a uleiului de cătină albă folosit în prezenta lucrare, metodica extracției și separării lichid-lichid cu n-hexan a catehinelor din ceai verde, precum și metodica preparării în condiții de laborator a cremei cosmetice.

În capitolul trei sunt prezentate rezultatele și concluziile finale ale acestei lucrări: variația indicelui de peroxid la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton la concentrație diferită a H2O2, Fe2+, în prezența antioxidanților.

SUMMARY

This work is devoted to the study of lipid oxidation processes in the composition of cosmetic creams and the antioxidant activity of natural reductants (catechins) extracted from green tea to prevent processes of lipid degradation from the composition of oils.

This work is divided into three chapters. The introduction contains the topicality of the theme, the main purpose of the work and thesis objectives. The first chapter contains information about lipids oxidation mechanism in the composition of cosmetic creams, the inhibition of the radical lipids with the use of antioxidants, causes of free radicals formation and some information about the activity of catechins antioxidant extracted from green tea.

In the second chapter the following methods are described:

The method of quality indexes determination of buckthorn oil; the method of extraction and liquid-liquid separation of the green tea catechins with n-hexane and method of a cosmetic cream preparation in the laboratory.

The third chapter presents the results and conclusions of this work: variation of peroxide index under catalytic oxidation of buckthorn oil under the action of Fenton reagent in different concentrations of H2O2, Fe2+ , in the presence of antioxidants.

Cuprins

Introducere…………………………………………………………………………………………6

Capitolul 1: Investigații bibliografice………………………………………7

Lipide. Generalități. Clasificare……………………………………….7

Lipidele…………………………………………………………7

Clasificarea lipidelor……………………………………………7

Lipidele utilizate în cremele cosmetice…………………………8

Cremele cosmetice…………………………………………….……….9

Mecanismul de oxidare a lipidelor……………………………………12

Procesul de inhibare a radicalilor liberi cu antioxidanți……………….13

Radicali liberi………………………………….………………………14

Surse de radicali liberi în organism…………………………….15

Tipuri de RL……………………..……………………………..15

Antioxidanții. Generalități. Clasificare……………………………….18

Antioxidanții……………………………………………………18

Clasificarea antioxidanților naturali……………………………18

Catehinele………………………………………………………19

Capitolul 2. Materiale și metode de cercetare…………………………..….23

2.1. Materii prime…………………………………………………………..23

2.2. Materiale și reactivi……………………………………………………24

2.3. Metode de cercetare……………………………………………………24

2.4. Evaluarea calității uleiului de cătină albă………………………….…..25

2.4.1. Metodica determinării indicelui de aciditate……………………26

2.4.2. Metodica determinării indicelui de iod……………………….….26

2.4.3. Metodica determinării indicelui de peroxid…………………..….27

2.4.4.Metodica extracției și separării lichid-lichid cu n-hexan a

catehinelor din ceai verde…………………………………………29

2.4.5.Metodica determinării sumei compușilor fenolici………………..29

2.4.6. Metodica preparării cremei cosmetice…………………………..30

Capitolul 3. Rezultate și discuții…………………………………………….31

3.1. Cercetarea indicilor de calitate a uleiului de cătină albă…………………31

3.2. Variația IP la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea

reagentului Fenton la concentrație diferită a H2O2……………………….33

3.3. Variația IP la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton la concentrație diferită a Fe2+………..………..34

3.4. Determinarea conținutului de polifenoli în extract……………………….35

3.5. Variația IP la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton în prezența antioxidanților (Catehine)…………37

3.6. Variația IP la oxidarea catalitică a cremei cosmetice sub acțiunea

Reagentului Fenton în prezența antioxidanților (Catehine)…………38

Concluzii……………………………………………………………………………………………..40

Bibliografie………………………………………………………………………………………….41

Anexe…………………………………………………………………………43

INTRODUCERE

Trăim într-un univers tot mai agresiv la figurat si la propriu – de la poluare și schimbările de climă pînă la bombardamentul mediatic și electromagnetic. Mecanismele de apărare ne-au orientat în ultimii ani spre moduri de viață alternativă. În cosmetică, lupta contra agresiunilor cotidiene a devenit la fel de importantă ca cea împotriva timpului și, astfel, antioxidanții au fost redescoperiți.

Este imposibil pentru noi să evităm complet acțiunea radicalilor liberi. Aceștia provin atît din surse interne ale corpului nostru (ca urmare a proceselor respiratorii, de metabolism și inflamatorii) cît și din surse externe, datorită factorilor de mediu (poluarea, radiațiile, fumatul, stresul, lumina solară, alcoolul).

Prin prezența în organism a unui număr mare de radicali liberi se poate altera materialul genetic al celulelor. Schimbările în structura unor proteine poate duce la o sinteza greșită a proteinelor, după care sistemul imunitar le poate considera substanțe străine și poate încerca să le distrugă. În afară de distrugerea materialului genetic, radicalii liberi mai pot distruge și membrana protectoare a unei celule, ducînd evident la moartea acestei celule. Dezechilibrul ce rezultă din diferența dintre numărul de radicali liberi și puterea antioxidantă duce la procesul de îmbătrînire.

O barieră de nădеjde împotriva îmbătrînirii cutanate o constituie antioxidanții. Aceștia sunt compuși de bază ce au posibilitatea de a reduce efectele toxice ale radicalilor liberi, adică de a neutraliza moleculele de oxigen instabile, ajutînd corpul sa nu-și distrugă celulele.

Includerea acestor substanțe în produsele de îngrijire a pielii, a dus la o adevărată revoluție în domeniu, crescînd considerabil eficacitatea și toleranța cremelor și celorlalte soluții similare.

Actualitatea temei: S-a dovedit că antioxidanții din cosmetică vindecă, reduc inflamația, protejează pielea împotriva radiațiilor ultraviolete. Toate acestea cauzate de condițiile nefavorabile de mediu responsabile de îmbătrînirea prematură a pielii. În plus, antioxidanți protejează de oxidare produsele cosmetice oxidate în aer.

Scopul lucrării este studierea proceselor de oxidare a lipidelor și studierea activității antioxidante a reducătorilor naturali (catehine) extrași din ceai verde în vederea împiedicării proceselor de degradare a lipidelor din componența uleiurilor.

Deci, ca obiective principale putem specifica următoarele:

Studierea cauzelor formării radicalilor liberi;

Studierea mecanismelor de oxidare a lipidelor;

Studierea activității antioxidanților extrași din ceai verde.

CAPITOLUL I. INVESTIGAȚII BIBLIOGRAFICE

Lipide. Generalități. Clasificare

Lipidele

Lipidele sunt esteri ai acizilor grași saturați sau nesaturați cu alcooli ciclici sau aciclici. Sunt foarte larg răspîndite atît în regnul vegetal cît și cel animal, fiind componente nelipsite ale celulei vii. În regnul vegetal lipidele sunt localizate în protoplasma, sucul celular, pereții celulari. Toate organele plantelor pot conține lipide, dar în cantitate mai mare, ca substanțe de rezervă, sunt localizate în semințele și pulpa fructelor. În regnul animal, lipidele sunt localizate în cantitate mai mare în țesuturile adipoase subcutane sau în diferite organe [9].

Clasificare

Cea mai generală clasificare a lipidelor este:

Tabelul 1

Acizi grași saturați și nesaturați din componența lipidelor

Lipidele utilizate în cremele cosmetice

Lipidele sunt utilizate în compoziția cremelor datorită proprietăților sale emoliente, hidratante, nutritive, regeneratoare asupra pielii.

În producerea cremelor cosmetice se utilizează următoarele lipide: [23].

Tabelul 2

Lipidele utilizate în cremele cosmetice

Cremele cosmetice

Cremele cosmetic sunt preparate semifluide care au rolul de a suplini lipsa grăsimii naturale a pielii, de a îndepărta substanțele de secreție și de a restabili pH-ul acid optim al acesteia, contribuind la îndeplinirea funcțiilor sale.

Cremele cosmetice se pot clasifica după mai multe criterii:

După compoziția de bază:

– pe bază de ceară de albine;

– pe bază de lаnolină;

– pe bază de stearați;

– pe bază de vaselină;

– pe bază de substanțe vegetale grase.

După structura fizică:

creme de tipul emulsie de ulei în apă U/A;

creme de tipul emulsie de apă în ulei A/U;

creme de tipul emulsie complexă.

După conținutul în grăsimi:

– creme uscate – 1-17 % subst. grase;

– creme semi-grase – 18-33 % subst. grase;

– creme grase – cu peste 33 % subst. grase.

După tipul de ten pentru care au fost fabricate:

– creme pentru ten gras;

– creme pentru ten normal;

– creme pentru ten uscat;

– creme pentru ten gras și normal;

– creme pentru ten uscat și normal;

– creme pentru ten sensibil și hipersensibil;

– creme pentru toate tipurile de ten.

După destinația lor:

– creme pentru adulți;

– creme pentru copii.

După scopul (efectul) în utilizare:

– creme demachiante;

– creme antirid;

– creme hidratante;

– creme emoliente;

– creme cheratolitice;

– creme terapeutice (calmante, antiacneeice, anticelulitice etc.);

– creme pentru masaje;

– creme antisolare și pentru bronzare;

– creme pentru scopuri speciale (pt. albire etc.).

La prepararea cremelor se utilizează următoarele materii prime: excipienți, substanțe active, umectanți.

Excipienții utilizați sunt produsele de sinteză, de regulă, derivați ai petrolului, sunt baza cremelor cosmetice înglobînd celelalte componente. Cei mai utilizați excipienți sunt:

Lanolina – produs de origine animală (se extrage din lîna oilor). Masă galbenă, translucidă, miros caracteristic, vîscoasă, se topește la 40°C. Nu rîncezește și încorporează o mare cantitate de apa.

Colesterolul – sterol de origine animală cu permeabilitate celulară, cu acțiune antitoxică și regenerantă a pielii;

Ceara de albine – în special pentru cremele pentru ten gras. Este un produs obținut prin topirea fagurilor de miere de la albine (Apis helifera);

Vaselina – de origine minerală obținută din reziduurile rezultate la distilarea țițeiului;

Parafina (ceara de petrol) – utilizată pentru a mării consistența cremelor (în cantitate mică);

Uleiul de avocado – bogat în fitostearină, lecitină și vitamine (A, B, C, D, E, K, PP). Are proprietăți hidratante, emoliente, antirid, cicatrizante, antibacteriene stimulează producția de colagen;

Uleiul de roșcove – extras din semințe de roșcove bogat în vitamine E și F;

Uleiul de migdale – din semințele migdalului pentru creme destinate tenurilor uscate. Posedă proprietăți regeneratoare și calmante;

Untul de cacao – se topește la temperatura corpului, se folosește la prepararea cremelor. Masă albă translucidă, fără miros, fără gust. Se obține din semințele decorticate și torefiante din Theobroma Cacao prin presare.

Ca substanțe active se utilizează:

Polenul – conține un complex de aminoacizi, vitamine (A, B1, B2, C, D, E etc.), enzime, coloranți vegetali pentru întreținerea și creșterea rezistenței cutanate;

Lăptișor de matcă – conține un mare număr de substanțe biologic active. Are o consistență semifluidă, translucid, miros caracteristic, ușor aromat, gust astringent. Este un concentrat biologic cu proprietăți în regenerarea celulelor;

Vitaminele – pentru creme nutritive, liposulibile (A,D,E,K) și hidrosolubile (C,B,F);

Extractele din plante – nectar de flori, de castraveți, de sunătoare, de Ginseng;

Alte substanțe active: laptele și produsele din lapte, lecitină de origine animală (albuș de ou) sau vegetală (boabe de soia), aminoacizi.

Ca umectanți în cremele cosmetic se folosesc, în special, glicerina și sorbitolul.

Materiale auxiliare folosite la prepararea cremelor cosmetic sunt emulgatori, agenți de îngroșare, antioxidanți, conservanți, emolienți, substanțe colorante și parfumate.

Emulagtorii sunt utilizați în cremele cosmetice pentru a amesteca apa cu grăsimile deoarece ingredientele apoase și cele uleioase nu sunt miscibile și se separă. Ca emulgatori se folosesc lecitina, ceara, alcoolul cetilic obținut din cetaceu.

Agenții de îngroșare sunt folosiți în cremele cosmetice în scopul creșterii vîscozității și stabilității acestuia. Majoritatea din ei au capacitatea de a reține apa în piele, astfel acționînd ca hidratanți. Exemple: lanolină, untul de cacao, untul de shea, cetil palmitat, gumă guar etc.

Antioxidanții folosiți în cremele cosmetice acționează dublu: pe de o parte previn degradarea ingredientelor naturale, iar pe de altă parte protejează celulele pielii de deteriorare și încetinesc procesul de îmbătrînire. Exemple: vitamina E, uleiul de argan, extract de ceai verde.

Emolienții sunt substanțe cu proprietăți de înmuiere și uniformizare. Exemple: glicerină, alcoolul cetilic, cetil palmitat, lecitină etc.

Conservanții sunt ingredientele active care inhibă infestarea cu bacterii, ciuperci, viruși. Ca conservanți, de regulă, se folosesc vitamina E, ulei esențial de arbore de ceai sau uleiul de oregano.

Parfumurile se încorporează treptat, pentru a evita colorarea neplăcută a cremelor. Se utilizează mult parfumul de roze, lavanda, etc.

Mecanismul de oxidare a lipidelor

Peroxidarea lipidelor este un proces complex care implică formarea și propagarea radicalilor lipide, absorbția oxigenului, rearanjarea legăturilor duble ale lipidelor nesaturate și eventuala distrugere a membranei lipidelor cu producerea unor varietăți de produse de descompunere, inclusiv alcooli, cetone, aldehide, alcani și eteri [21].

Efectele oxidării lipidelor din cremele cosmetice sunt:

Modificări nefavorabile organoleptice (culoare, consistență și textură, miros urît);

Scăderea valorii nutriționale prin afectarea acizilor grași esențiali și a vitaminelor liposolubile;

Formarea compușilor toxici pentru sănătatea organismului.

Treptele fundamentale ale procesului de autooxidare a lipidelor sunt:

Inițiere

Propagare

Finalizarea reacției

Inițiază reacția de oxidare a lipidelor, cel mai des, radicalul hidroxid care captează un hidrogen de la grupa -CH2- a acizilor grași nesaturați ceea ce duce la formarea unui radical alchil.

Propagarea lanțului: Din cauza instabilității radicalului alchil, acesta ușor interacționează cu molecula de O2, în rezultat formîndu-se radical peroxil. Acest radical este, de asemenea, instabil și interacționează cu un alt acid gras, rezultînd diferiți radicali lipidici și peroxid lipidici. Mecanismul dat este un mecanism în lanț, deci ciclu dat continuă, un nou radical lipidic interacționează în același fel. Produsele finale ale peroxidării lipidice sunt aldehidele reactive [18].

Ciclul se oprește doar atunci cînd doi radicali interacționează și produc o specie ne radicalică [23].

ROO▪ + R▪ → ROOH + RH

Procesul de inhibiție a radicalelor lipidelor cu utilizarea antioxidanților

Antioxidanții acționează fie prin inhibarea formării radicalilor în etapa de inițiere sau prin întreruperea propagării lanțului de reacții [16].

1.5. Radicali liberi

Radicalii liberi (RL) sunt atomi, molecule sau grupe de molecule care conțin unul sau mai mulți electroni impari pe orbitalul extern sau pe doi orbitali. Radicalii liberi sunt și ei produși de organism, rezultînd în urma proceselor metabolice și de producție a energiei. Ei sunt un răspuns biologic la toxinele din mediu, provenite din aerul poluat, fumul de țigară, substanțele chimice, raze UV, radiații sau chiar substanțele medicamentoase [17].

Un radical liber este un metabolit reactiv căruia îi lipsește unul sau mai mulți electroni, iar această carență stă la baza procesului biologic de oxidare. Prin urmare, radicalul liber va încerca să își înlocuiască lipsa de electroni atacînd alte molecule organice [1].

Radicalii liberi exercită asupra organismului două tipuri de efecte: dăunătoare și benefice.

Efecte nocive: deteriorarea structurii celulare, îmbătrînirea celulelor.

De fiecare dată cînd un radical liber atacă o molecula normală pentru a-i sustrage un electron, molecula atacată își modifică în urma acestui proces proprietățile inițiale și se transformă la rîndul ei in radical liber si astfel nu mai poate participa la buna funcționare a organului din care făcea parte. O celulă mutilată în acest fel la nivel molecular își pierde funcțiile de bază, transformîndu-se într-o sursă de noi radicali liberi, gata să atace alte celule și denaturîndu-le funcțiile. Se generează astfel un lanț necontrolat de reacții biochimice dăunătoare pentru organism [17].

Radicalii liberi pot distruge lipidele membranare de protecție, proteinele, ducînd chiar și la alterarea materialului genetic (ADN-ul nuclear). Alterările produse prin RL sunt prezente/vizibile atît la suprafață (piele), cît și-n profunzime (membrane celulare, material genetic) [17].

Radicalii liberi sunt asociați cu o mulțime de boli, incluzînd cancerul, bolile cardio-vasculare, reumatice, bolile auto-imune, afecțiunile pulmonare cît și cu funcționarea defectuoasă a sistemului nervos și imunitar, afectarea vederii și altele.

Cele mai sensibile organe la acțiunea RL sunt cristalinul, pancreasul, celulele nervoase, vasele sanguine.

Efecte benefice: distrug bacteriile și virusurile, neutralizează toxinele, descompun poluanții chimici, controlează tonusul vascular normal, stimulează secreția de eritropoetină, învățare, memorie [1].

Atît timp cît ei nu se produc în exces, radicalii liberi joacă un rol important în sistemul de apărare natural al organismului. Efectele dăunătoare apar doar atunci cînd se produce un dezechilibru între ei și antioxidanții în organism [9].

Stresul oxidativ reprezintă totalitatea deteriorărilor oxidative produse de RL la nivelul celulei sau la nivelul întregului organism. El este asociat cu perturbarea balanței prooxidante/antioxidante. Stresul oxidativ este indus de o serie de factori de mediu printre care razele UV, invazia agenților patogeni, acțiunea erbicidelor și poluarea [1].

1.5.1. Sursele de radicali liberi în organism

În organism, producerea RL este asigurată pe cale endogenă și exogenă.

Pe cale endogenă la nivelul mitocondriilor, peroxizomilor și lizozomilor și la nivel membranal celular și microsomial [1].

Formarea RL pe cale exogenă este posibilă datorită agresiunii unor agenți capabili să producă radicali cum ar fi:

ingestia de alcool, care determină prin oxidare formarea de O2●;

medicamente de tipul antibioticelor, anticanceroase;

radiațiile UV, care determină formarea neenzimatică de O2●, OH, H2O2, 1O2;

agenți poluanți din mediul ambiant;

fumatul (o țigară generează 1016 RL) ;

ionii metalelor tranziționali (Fe, Mn, Pd);

conservanții din industria alimentară ( nitrații, nitriții, sulfații, tiosulfații, sulfiții, fosfații) [1].

1.5.2. Tipuri de RL

Varietatea radicalilor liberi existenți sau formați în natură ca urmare a multor procese (radiații ultraviolete, gama, acțiunea unor particule specifice, etc.) face clasificarea acestora extrem de dificilă [9].
Din punct de vedere al naturii elementului care conține electroni neîmperecheați, radicalii liberi pot fi clasificați în:

1. Radicali liberi ai oxigenului ( O2●, OH, H2O2, 1O2, NOx)

2. Radicali liberi ai azotului

3. Compuși aromatici

4. Compuși de tip chinonic și semichinonic

5. Acizi nucleici

6. Radicalul thiil

Oxigenul (O2) reprezintă 21% din aer și este un element esențial pentru supraviețuirea tuturor viețuitoarelor de pe Pămînt. Acesta a apărut în atmosferă în urmă cu circa 2,6-3 miliarde de ani din algele verzi, prin descompunerea apei, sub acțiunea radiațiilor ultraviolete.

Dacă concentrația sa este crescută peste limita normală, el devine periculos pentru organismele vii. Acest fapt se atribuie radicalilor liberi, derivați din oxigen, formați în cursul metabolismului celular.

Factorul principal care determină creșterea intensității formării radicalilor liberi este activarea oxigenului. Datorită prezenței acestui element nu numai în atmosferă, dar și în aproape toate substanțele care compun organismul, interacțiunea radicalilor liberi cu oxigenul este inevitabilă [13].

Oxigenul este un element paradoxal. Dintr-o parte este indispensabil vieții, dar în același timp toxic prin capacitatea de a genera intermediari activi (O2●, OH, H2O2, 1O2, NOx).

Termenul de specii reactive ale oxigenului (SRO) se folosește preferențial față de cel de radicali liberi ai oxigenului.

Cantități reduse de O2 circa 2 % sunt reduse la SRO, care joacă un rol semnificativ în numeroase reacții fiziologice:

reglarea tonusului musculaturii netede vasculare;

geneza progesteronului;

geneza prostoglandinelor;

distrugerea bacteriilor de către granulocite și macrofage;

geneza hormonilor tiroidieni.

Radicalul superoxid (O●-2)

Radicalul superoxid este considerat mai puțin agresiv față de ceilalți SRO, dar care poate determina formarea multor specii reactive, incluzînd radicalul hidroxil, apa oxigenată, radicalul perhidroxil, oxigenul singlet și peroxinitrilul.

Radicalul superoxid rezultă din reducerea oxigenului molecular prin intermediul unui electron, prin diferite procese și reacții [17].

Radicalul hidroxil (OH●)

În comparație cu radicalul superoxid, radicalul hidroxil este o specie foarte agresivă care reacționează cu numeroase biomolecule. El este considerat a fi responsabil de inițierea distrugerii oxidative a biomoleculelor, deoarece este cel mai reactiv oxidant care acționează cu viteze mari cu orice moleculă organică (RH) și provoacă producerea altor radicali liberi din glucide, lipide, acizi nucleici, aminoacizi, acizi organici și altele [17].

Radicalul hidroxil poate să se formeze, în vivo, în citoplasmă, mitocondrii. Calea de formare este reacția de interconversie a O●-2 și H2O în prezența unor ioni metalici.

Radicalul HO●2 (perhidroxil)

Radicalul perhidroxil este foarte instabil. Formarea radicalului dat poate avea loc prin mai multe mecanisme: [1]

O●-2 + H+ →HO●2

H2O2 → 2OH●

OH● + H2O2 → H2O2 + HO●2

Radicalul peroxil sau peroxid (RO●2)

Dintre toate SRO, peroxizii sunt cei mai stabili și au fost studiați timp îndelungat. Ei sunt răspîndiți în organismele vii, în urma expunerilor la radiații UV [1].

Principalele reacții de formare a peroxizilor sunt:

Reacția RL cu oxigenul din atmosferă sau organism;

R● + O2 → RO●2

Reacția unui radical liber cu substanțe organice adecvate (lipide);

Reacția radicalului hidroxil cu orice moleculă organică.

Oxigenul singlet (1O2)

Oxigenul singlet nu este un radical liber propriu-zis deoarece nu are electroni impari, dar totuși are un efect distructiv, fiind considerat alături de radicalul hidroxil cea mai puternică SRO.

Oxigenul singlet este implicat în peroxidarea lipidelor și oxidarea proteinelor. Poate fi generat în cristalin, contribuind la dezvoltarea cataractei. Se obține prin reacții de oxido-reducere, descompunere sau radioliză.

1O2 are un caracter electrofil, reacționînd cu mulți compuși organici cum sunt acizii grași polinesaturați, colesterol, oleine formînd hidroperoxizi sau cu compuși organici ce conțin atomi de S sau N producînd oxizi. Dintre antioxidanți, α-tocoferolul, carotenii posedă capacitatea de a stinge oxigenul în stare de singlet. [17]

Peroxidul de hidrogen sau apă oxigenată

H2O2 se formează în cantități mari în mitocondriile din ficat, creier și inimă. A fost găsit și în cristalinul uman și în aerul expirat în concentrații micromoleculare.

Efectele potențiale ale peroxidului de hidrogen în leziunile celulare includ: peroxidarea lipidelor, alterări ale ADN, mutageneză, oxidarea enzimelor celulare.

Principalele reacții ale H2O2 au loc cu ionii metalici. Dintre toate speciile reactive ale O2, H2O2 este cel mai stabil și mai ușor de măsurat [1].

1.6. Antioxidanții. Generalități. Clasificare.

1.6.1. Antioxidanții

Antioxidanții sunt moleculele capabile de a bloca reacția de oxidare a radicalilor liberi. Întîlnindu-se cu un radical liber, antioxidantul îi cedează voluntar un electron și îl completează pînă la o moleculă completă. Astfel, antioxidanții se transformă singuri în radicali liberi. Cu toate acestea, din cauza naturii structurii chimice a acestora, radicalii antioxidanți sunt prea slabi pentru a lua un electron de la alte molecule, astfel încît acestea nu sunt periculoase [10].

Utilizarea antioxidanților este mai ales necesară în următoarele produse cosmetice: creme solare, crema de ras, creme emoliente, creme antirid.

De asemenea, antioxidanții protejează produsele cosmetice de oxidare în aer, fapt deosebit de important în cazul în care crema sau loțiunea conține acizi grași nesaturați, care sub influența luminii și aerului se oxidează rapid [13].

Antioxidanții joacă un rol important în protejarea pielii împotriva îmbătrînirii premature. Sarcina lor principală – protejarea keratinei și epidermei de oxidare cu radicali liberi. În celulele pielii noastre se conține deja nivelul necesar de antioxidanți, însă cu vîrsta rezerva naturală este din ce în ce mai mică încît acestea nu sunt periculoase.

Cu toate acestea însă radicalii liberi exercită efecte distructiv de suficiente asupra țesuturilor biologice, în special, asupra pielii. Motivul acestui lucru sunt factorii care influențează dramatic creșterea numărului de radicali liberi în organism, ceea ce duce la o supraîncărcare a sistemului antioxidant și la stresul oxidativ.

1.6.2. Clasificarea antioxidanților naturali

Există două tipuri principale de antioxidanți:

Antioxidanții non-ezimatici funcționează prin întreruperea reacțiilor în lanț ale radicalilor liberi. În această categorie intră vitamina E, vitamina C, polifenolii din plante, carotenoizii și glutationul (antioxidantul care se regăsește în toate celulele corpului, îmbunătățind activitatea tuturor celorlalte tipuri de antioxidanți).

Antioxidanții enzimatici funcționează prin descompunerea și eliminarea radicalilor liberi. În general, aceste enzime antioxidante îndepărtează din organism produsele oxidante, transformîndu-le în peroxid de hidrogen, apoi în apă, printr-un proces cu mai multe etape ce necesită participarea altor cofactori (cupru, zinc, mangan și fier).

Un alt criteriu de clasificare a antioxidanților este clasificarea după solubilitatea acestora:

Antioxidanți liposolubili ( vitamina A, E, carotenoizii, acidul lipoic)

Antioxidanți hidrosolubili (vitamina C, polifenolii, glutationul) [1].

1.6.3. Catehinele

Catehinele sunt substanțe de natura polifenolică cu proprietăți antioxidante, fiind de fapt niște metaboliți secundari ai plantelor. Abundă mai ales în planta de ceai, dar și în cacao [15].

Catehinele conțin în molecula lor inelul benzenic notat cu A condensat cu un nucleu piranic (inelul C), care în afara atomilor de carbon și hidrogen mai conține un atom de oxigen. De inelul C se leagă, în poziția 2, al doilea inel benzenic (inelul B). În aceste inele, unul sau mai mulți atomi de hidrogen (nefigurați) sunt înlocuiți cu grupe hidroxil (-OH), care le conferă proprietăți de polifenoli [19].

Ceaiurile sunt extrem de bogate în compuși polifenolici, cel mai mare grup fiind catehinele care constituie pînă la 30% raportat la substanța uscată. Mai multe catehine sunt prezente în cantități semnificative și acestea sunt epicatehina (EC), epigalocatehina (EGC), epicatechingalat (ECG), epigalocatehingalat (EGCG), catehine (C) și galocatehine (GC) [11].

Tabelul 3

Compoziția chimică a două varietăți de plante de ceai (assamica și sinensis) [12]

Structura acestor 6 compuși este:

(+) Catehina

(-) Epicatehina (EC)

Epigalocatehina (EGC)

Epicatehingalat (ECG)

Epigalocatehingalat (EGCG)

Catehina și epicatehina sunt epimeri, cu (-) – epicatechin și (+) – catechina și sunt cei mai comuni izomeri optici ce se găsesc în natură. Catehina fost izolată pentru prima dată din extract de plante catechu, de la care provine numele său. Epigalocatehina și galocatechina conțin o grupare hidroxil fenolică suplimentară în comparație cu epicatehina și catehina [20].

Catehingalații sunt esteri ai acidului galic cu catehine; un exemplu este epigalocatehingalat, care este, de obicei, cea mai abundentă catehină în ceai [14].

Acid galic

Activitatea antioxidantă a polifenolilor este determinată de prezența grupelor hidroxilice în inelul B în pozițiile 3' și 4' și, într-o măsură mai mică de grupa hidroxilică din inelul C în poziția 4'. Prezența grupelor orto-dihidroxilice în inelul B conferă catehinelor abilitatea de a capta radicalii. Adiția grupării galat- în poziția 3 a inelului C al catehinelor mărește efectul de captare a radicalilor [2].

Fig.1. Structura chimică a catehinelor

Abilitatea compușilor de a capta radicalii este parțial determinată de potențialul de reducere a unui electron, care este o măsură a reactivității antioxidanților, ca donori de hidrogen sau electron [2].

Un potențial scăzut de reducere indică la faptul că se cheltuie energie mai puțină pentru donarea hidrogenului sau electronului și este un factor determinant în activitatea antioxidantă [2].

Tabelul 4

Potențialul de reducere și activitatea antioxidantă a inhibitorilor [2]

Analizînd potențialul de reducere a antioxidanților putem spune că EGCG și EGC au un potențial de reducere mai mic comparativ cu EC și ECG, ceea ce denotă că ei sunt donori de electroni mai activi. Astfel, 66% din activitatea antioxidantă a ceaiului verde este determinată de epigalocatehină și epigalocatehingalat. EGCG este un captator de radicali mai eficient decît EC, EGC, ECG, deoarece grupa trihidroxilă în inelul B și componenta galat în poziția ‘3 a inelului C măresc activitatea antioxidantă a catehinelor [2].

CAPITOLUL 2. MATERIALE ȘI METODE DE CERCETARE

Pentru realizarea cercetărilor experimentale, și anume pentru determinarea indicelor de calitate a uleiului de cătină albă, a gradului de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă s-au folosit următoarele materii prime și reactivi.

Materii prime

Ca materie primă s-a folosit uleiul de cătină albă care are următoarele caracteristice:

Tabelul 5

Caracteristicile fizico-chimice ale uleiului de cătină albă [4]

Uleiul de cătină albă se obține din fructe de cătină prin presare la rece, are miros caracteristic și culoare galben-portocalie. Se remarcă prin proprietățile vindecătoare deosebite datorită conținutului mare în importante substanțe active necesare organismului uman. Are în compoziția sa caroten, vitamine B1, B2, B3, B6, B9, C, E, F, K1, betanină, fosfolipide, minerale, gliceride și oligoelemente, steroli, carotenoizi, acizi grași polinesaturați, acid palmitic, acid stearic, acid linoleic, acid oleic, acid salicilic, acid malic, acid tartric, substanțe cumarine, pectine, substanțe flavonoide (quercetin, rutin și altele). Dintre minerale și oligoelementele pe care le conține putem menționa: cupru, fier, vanadiu, mangan, nichel, cobalt, siliciu și altele [6].

Beneficiile uleiului de cătină sunt:

Are proprietăți vindecătoare, antibacteriene, analgezice, antibiotice, antioxidante, coleretice, antiinflamatoare și protectoare împotriva radiațiilor, ajută în consolidarea sistemului imunitar al organismului;

Este un medicament natural necesar pielii, vederii, mucoaselor;

Uleiul de cătină albă întărește unghiile fragile și îmbunătățește structura și aspectul părului;

Ajută în tratamentul acneei, arsurilor solare, arsurilor chimice, previne inflamarea pielii.

Materiale și reactivi

Materialele folosite sunt: stative, biurete, balanța analitică, cîntar tehnic, cronometrul, pară, baloane Erlenmeyer, pahare chimice, pipete, cilindre, sticlă de ceas, dop rodat, baghetă de sticlă, pîlnie, spectrofotometrul.

Reactivii folosiți în timpul lucrului experimental sunt reprezentați în tabelul 6.

Tabelul 6

Reactivii folosiți în lucrarea experimental [3]

Metode de cercetare

Metodele chimice folosite la determinarea indicelor de calitate a uleiului de cătină albă sunt redate mai jos în tabelul 7.

Tabelul 7

Metode de analiză folosite în lucrare [5]

Evaluarea calității uleiului de cătină albă

Lipidele suferă degradări hidrolitice sau oxidative, în urma cărora se alterează. Această alterare a grăsimilor, poartă numele de rîncezire. Procesul are loc în prezența aerului și luminii.

Există două feluri de rînceziri:

Rîncezirea hidrolitică

Rîncezirea oxidativă.

Rîncezirea hidrolitică este specifică gliceridelor care conțin acizi grași saturați de consistență lichidă (butiric, capronic, caprilic, caprinic, lauric, miristic) sau nesaturați – în cazul uleiurilor vegetale nerafinate. Hidroliza care conduce la rîncezire este determinată de activitatea lipazelor. Sub acțiunea acestor enzime, glicerina se desparte de acizii grași, iar mai apoi, atît glicerolul, cît și acizii grași, se oxidează, formîndu-se aldehide, cetone și hidroxiacizi, cu miros și gust neplăcut.

Rîncezirea oxidativă se realizează prin β-oxidare sau prin formarea de peroxizi. Sub acțiunea oxigenului din aer are loc oxidarea dublelor legături, rezultînd compuși cu miros și gust neplăcut. Fenomenul se petrece prin fixarea oxigenului la nivelul dublelor legături sub formă de peroxizi.

Aceste procese pot fi evaluate cu ajutorul unor indici de calitate ai lipidelor, care caracterizează starea uleiului. Indicele de acid este un indicator al rîncezirii hidrolitice iar indicele de peroxid este un indicator al rîncezirii oxidative. Indicele de iod reprezintă parametrul ce caracterizează stabilitatea materiei analizate (prezența legăturilor duble) [18].

Metodica determinării indicelui de aciditate

Modul de lucru: Se introduce în balon 0,5-1,0 g ulei analizat, 10 ml alcool etilic, 1-2 picături de fenolftaleină și se agită amestecul. Soluția obținută se titrează cu soluție de hidroxid de potasiu 0,1 N pînă la apariția culorii roze. Se notează volumul soluției de hidroxid de potasiu de 0,1 N [5].

Indicele de aciditate, în miligrame, se determină conform formulei:

unde:

V- volumul soluției de hidroxid de potasiu de 0,1 N consumat la titrarea acizilor liberi,ml;

5,61 – masa de KOH care se conține în 1 ml de soluție de 0,1 N;

m- masa uleiului analizat, g.

Metodica determinării indicelui de iod [5]

Indicele de iod reflectă cantitatea de iod exprimată în grame fixată de 100 g materie analizată. În general indicele de iod se determină pentru uleiuri grase, materii ce conțin substanțe nesaturate (implică prezența legăturilor duble). Valori mari ale indicelui de iod indică un conținut sporit de legături duble în aceste materii. Indicele de iod reprezintă parametrul ce caracterizează stabilitatea materiei analizate.

Determinarea cantității legăturilor duble este bazată pe fixarea unei molecule de iod la o legătură dublă, în condițiile în care halogenul nu substituie hidrogenul.

Pregătirea soluției alcoolice de iod

Soluția se pregătește prin dizolvarea 20, 9 g iod metalic în 1000 ml alcool etilic.

Determinarea factorului de normalitate al soluției de tiosulfat de sodiu

Într-un balon conic de 250 ml se cîntăresc 0,08 g – 0,10 g bicromat de potasiu recristalizat cu precizia de 0,0002 g. Se adaugă 80 ml apă distilată pînă la dizolvarea cristalelor și rapid se adaugă încă 10 ml soluție de iodură de potasiu de 20 % și 5 ml soluție diluată de acid sulfuric. Balonul se închide cu un dop din sticlă rodat, se agită bine și se lasă pentru 5 min la întuneric. După expirarea timpului dopul și pereții interni ai balonului se spală cu un volum redus de apă distilată. Amestecul din balon se titrează în prezența amidonului, cu soluție de tiosulfat de sodiu cu concentrația aproximativ de 0,1 N, pînă la dispariția colorației albastru-violet. Factorul de normalitate se calculează folosind formula:

unde:

m – masa bicromatului de potasiu, g;

0,0049037 – masa bicromatului de potasiu, în grame, echivalentă cu 1 ml soluție tiosulfat de sodiu cu concentrația exactă de 0,1 N;

V – volumul soluției de tiosulfat de sodiu consumat la titrare, ml.

Modul de lucru:

Se cîntăresc 0,2-0,3 g de ulei analizat. Utilizîndu-se pîlnia și 15 ml etanol, masa de ulei de pe sticla de ceas se transferă cantitativ într-un balon Erlenmeyer de 250 ml. În același balon, din biuretă se adaugă 25 ml soluție etanolică de iod și amestecul se agită atent. După aceasta în balon se adaugă 150 ml apă distilată, balonul se închide cu un dop de sticlă rodat și se agită timp de 5 min, după care se lasă la întuneric pentru alte 5 min. După expirarea timpului, dopul și pereții interiori ai balonului se spală cu o cantitate mică de apă. Se adaugă 20-25 ml soluție de 20 % iodură de potasiu și amestecul se titrează cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,1 N pînă la schimbarea culorii în galben-pal. Se adaugă 1-2 ml soluție de amidon și se continuă titrarea pînă la dispariția colorației albastru-violete. Se notează volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N folosit la titrare (V1).

În paralel se realizează experimentul de control pentru care nu se folosește ulei. Se notează volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N folosit la titrare (V).

unde:

V- volumul soluției de tiosulfat de sodiu de 0,1 N consumat la titrare în experimentul de control, ml;

V1 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu de 0,1 N consumat la titrarea probei de ulei, ml;

F – factorul de normalitate al soluției de tiosulfat de sodiu 0,1 N;

0,01269 – masa de iod, în grame, corespunzătoare unui mililitru de soluție de tiosulfat de sodiu de concentrația exact 0,1 N;

m- masa probei de ulei analizat, g.

Metodica determinării indicelui de peroxid [5]

Peroxizii sunt primele substanțe formate la degradarea compușilor nesaturați din componența uleiurilor, de aceea determinarea cantității lor este necesară la aprecierea gradului de oxidare al uleiurilor eterice. Formarea peroxizilor, care ulterior repede se pot oxida pînă la epoxizi – aldehide/cetone – acizi organici, va duce la modificarea calităților organoleptice ale uleiurilor, așa ca schimbarea culorii, degradarea mirosului.

Indicele de peroxid se definește ca fiind numărul de miliechivalenți de peroxid pe kilogram de ulei.

Pregătirea soluțiilor de lucru:

Soluția saturată de iodură de potasiu

Se pregătește proaspătă prin dizolvarea cristalelor de iodură de potasiu în apă distilată pînă la saturare. Se păstrează la întuneric.

Soluție de amidon 1 %

10 g amidon solubil se dizolvă în 1000 ml apă distilată. Amestecul se fierbe timp de 3 min. Se utilizează după răcire. Pentru stabilizarea soluției se adaugă 3 ml acid formic.

Modul de lucru:

Într-un balon Erlenmeyer, prevăzut cu dop rodat, se introduce aproximativ 3 ml ulei, la care se adaugă 20 ml amestec de acid acetic glacial:cloroform (3:2) și 1 ml soluție saturată de iodură de potasiu. Se cronometrează timpul, simultan agitînd conținutul balonului. După 60 secunde în balon se adaugă 40 ml apă distilată. Amestecul se agită lent timp de 1 minut. După expirarea timpului, conținutul balonului se titrează cu soluție de tiosulfat de sodiu 0,01 N pînă la apariția culorii galben pal. După care se adaugă 1 ml soluție de amidon (imediat soluția se colorează în albastru) și se continuă titrarea pînă la colorarea soluției în galben sau chiar decolorarea ei. Se notează volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat (V1).

În paralel, în aceleași condiții, se analizează proba martor, pentru care uleiul este substituit cu apă distilată. Se notează volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat (V0).

Reacțiile care au loc sunt următoarele:

ROOH + KI → ROH + KOH + I2

I2 + Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6

Indicele de peroxid se calculează conform formulei:

unde:

V1 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat la titrarea probei de ulei, în ml

V0 – volumul soluției de tiosulfat de sodiu 0,01 N consumat la titrarea probei martor, în ml;

C – concentrația molară a soluției de tiosulfat de sodiu;

T – titrul soluției de tiosulfat de sodiu;

Vp – volumul probei de ulei, în ml.

Metodica extracției și separării lichid-lichid cu n-hexan a catehinelor din ceai verde [8]

Modul de lucru: Metoda se bazează pe extracția catehinelor din frunze proaspete de ceai verde cu etanol de 70 %. La 5 g de frunze de ceai verde se adaugă 50 ml de etanol 70 % în raport 1:10. Extractul s-a lăsat timp de 24 de ore. Extractul obținut este trecut prin hîrtie de filtru pentru îndepărtarea materialului vegetal. După care extractul obținut a fost separat prin extracția lichid-lichid cu n-hexan. Pentru prepararea sistemului de purificare a fost utilizat raportul volumic extract:apă:hexan de 5:2:3. Amestecul se trece în pîlnia de decantare și se agită timp de un minut, după care se fixează în stativ și se așteaptă să se separe 2 faze-cea polară și cea nepolară, care diferă prin densitate și culoare. Se colectează faza din partea inferioară a pîlniei de decantare (cea polară), care este de culoarea extractului ce se purifică, așa cum catehinele sunt solubile în solvenți polari.

Metodica determinării sumei compușilor fenolici [8]

Suma compușilor fenolici se determină prin metoda fotocolorimetrică, cu utilizarea reactivului Folin-Ciocalteu.

Reactivul Folin-Ciocalteu oxidează grupările fenolice din extractele analizate, formînd un complex de culoare albastră. Intensitatea culorii este proporțională cu concentrația substanțelor fenolice din probă. Această colorație prezintă maxim de absorbție în regiunea λ=750 nm. Reacția respectivă decurge în mediu alcalin. Colorația obținută în urma reacției respective nu este stabilă și se modifică în timp, avînd două faze: faza rapidă (primele 30 minute), cînd are loc formarea colorației albastre și faza lentă (după 30 minute), cînd are loc intensificarea culorii pînă la albastru închis. Date mai exacte se obțin la citirea absorbanței în faza lentă a evoluției culorii complexului.

Construirea graficului de calibrare: 1,2,5 și 10 ml de soluție de acid galic se toarnă în 5 baloane cotate de 100 ml respectiv. Într-un balon se introduce 1 ml de apă distilată (soluția de referință). În fiecare balon se adaugă cîte 1 ml de reactiv Folin-Ciocalteu, 15-20 ml de apă distilată, 10 ml soluție de carbonat de sodiu și se aduce la cotă cu apă distilată. Soluția obținută se agită.

Peste 30 minute se măsoară absorbanța soluției în cuve de 10 mm la lungimea de 670 nm, comparativ cu soluția de referință. După rezultatele absorbanțelor obținute se construiește graficul de calibrare.

Modul de lucru: Într-un balon cotat de 100 ml introducem 1 ml de extract, 15-20 ml de apă distilată, 1 ml reactiv Folin-Ciocalteu, 15-20 ml de apă distilată, 10 ml de soluție de carbonat de sodiu, se aduce la cotă cu apă distilată și se agită. Peste 30 minute se măsoară absorbanța soluției în cuve de 10 mm la lungimea de undă de 670 nm comparativ cu soluția de referință, care se pregătește la fel, însă cu înlocuirea a 1 ml de extract cu 1 ml de apă distilată.

2.4.6.Metodica preparării cremei cosmetice

Pentru realizarea cremei s-au folosit următoarele ingrediente:

Tabelul 8

Ingredientele folosite la prepararea cremei cosmetice

Modul de lucru: Se topește untul de cacao și lanolina pe baie de apă, într-un pahar termorezistent. Se îndepărtează de la căldură și se plasează în frigider sau în congelator pentru răcire. Îndepărtată din frigider, compoziția se va amesteca energic după care se va adăuga uleiul de cătină albă și se amestecă bine în continuare. Crema obținută se transferă în recipient dedicat.

CAPITOLUL 3. REZULTATE ȘI DISCUȚII

3.1. Cercetarea indicilor de calitate a uleiului de cătină albă

În cadrul lucrării s-au determinat următorii indici de calitate a uleiului de cătină albă: indicele de aciditate, indicele de iod și indicele de peroxid care au fost comparate cu standardele produsului.

Modul de determinare și valorile obținute ale indicilor fizico-chimici sunt reprezentate în următorul tabel.

Tabelul 9

Valorile experimentale ale indicilor de calitate ale uleiului de cătină albă

Rezultatele care le-am obținut demonstrează că uleiul analizat corespunde calității. Indicii obținuți se încadrează în limitele admisibile. IA obținut este de 2,75 mgKOH/g, IP obținut este 3,95 mmoli oxigen activ/kg, la fel indicele de iod care este de 132,24 I2/100g corespunde standardelor.

3.2. Variația indicelui de peroxid la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton, la concentrații diferite a peroxidului.

Pentru a determina gradul de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă, acesta a fost supus oxidării rigide sub acțiunea reagentului Fenton. Pentru aceasta s-au format diferite sisteme în care concentrația peroxidului variază. Sistemele au fost formate din: ulei, cloroform, H2O2, Fe2+.

Prepararea soluției de H2O2: Pentru a prepara soluție de concentrație [H2O2]=2,3*10-1 M, s-a diluat 2 ml soluție de [H2O2]=11,5 M în 100 ml apă distilată.

Prepararea soluției de Fe2+: Pentru a prepara soluție de concentrație [Fe2+]=5*10-3 M la balanță s-au cîntărit 0,196 g de (NH4)2Fe(SO4)2*6H2O și s-au dizolvat în apă distilată într-un balon cotat de 100 ml, amestecul aducîndu-se pînă la cotă cu apă distilată.

În tabelul 10 este redat compoziția sistemelor:

Tabelul 10

Compoziția sistemelor cu ulei de cătină albă

Modul de lucru: 2 g de ulei cîntărit prealabil (p=0,926 g/ml) s-a dizolvat în CHCl3, apoi s-a adăugat Fe2+. După aceasta s-a adăugat H2O2 și s-a pornit cronometrul; în baloane aparte s-a pregătit soluția ce conținea 1,3 ml CHCl3, 1,5 ml CH3COOH și 0,15 ml KI sat. La 1,3,5,10,20,30minute s-a luat cîte 2 ml parte alicotă din sistem și s-a adăugat în baloanele cu soluție gata pregătită. Balonul s-a astupat, timp de 1 minut s-a amestecat, s-a lăsat la întuneric pe 5 min., după care s-a diluat cu 5 ml apă, apoi s-a adăugat 5 picături de amidon și iodul eliminat s-a titrat cu soluție de Na2S2O3 0,01 N pînă la decolorare. Paralel s-a făcut determinarea control, fără ulei.

Fig. 2. Variațiile indicelui de peroxid al uleiului de cătină albă în timp, sub acțiunea reagentului Fenton, în funcție de diferite concentrații ale H2O2

Analizînd graficul respectiv putem constata că valoarea IP al uleiului de cătină albă crește în timp de la 10 mmoli/kg pînă la 27,5 mmoli/kg în condițiile oxidării rigide. Oxidarea are loc în primele 20 minute, după care valoarea IP rămîne constantă. Putem conclude că sub acțiunea reagentului Fenton la concentrații crescînde a H2O2 se produce oxidarea rapidă a uleiului de cătină albă.

3.3. Variația indicelui de peroxid la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton, la concentrații diferite a Fe2+.

Pentru a determina gradul de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă, acesta a fost supus oxidării rigide sub acțiunea reagentului Fenton. Pentru aceasta s-au format diferite sisteme în care concentrația Fe2+ variază. Sistemele au fost formate din: ulei, cloroform, H2O2, Fe2+.

În tabelul 11 este redat compoziția sistemelor în care concentrația Fe2+ variază:

Tabelul 11

Compoziția sistemelor cu ulei de cătină albă

Modul de lucru: 2 g de ulei cîntărit prealabil (p=0,926 g/ml) s-a dizolvat în CHCl3, apoi s-a adăugat Fe2+. După aceasta s-a adăugat H2O2 și s-a pornit cronometrul; în baloane aparte s-a pregătit soluția ce conținea 1,3 ml CHCl3, 1,5 ml CH3COOH și 0,15 ml KI sat. La 1,3,5,10,20,30 minute s-a luat cîte 2 ml parte alicotă din sistem și s-a adăugat în baloanele cu soluție gata pregătită. Balonul s-a astupat, timp de 1 minut s-a amestecat, s-a lăsat la întuneric pe 5 min., după care s-a diluat cu 5 ml apă, apoi s-a adăugat 5 picături de amidon și iodul eliminat s-a titrat cu soluție de Na2S2O3 0,01 N pînă la decolorare.

Fig. 3. Variațiile indicelui de peroxid al uleiului de cătină albă în timp, sub acțiunea reagentului Fenton, în funcție de diferite concentrații ale Fe2+.

Analizînd graficul respectiv putem constata că valoarea IP al uleiului de cătină albă crește în timp de la 10 mmoli/kg pînă la 20 mmoli/kg în condițiile oxidării rigide. Oxidarea are loc în primele 20 minute, după care valoarea IP rămîne constantă. Putem conclude că sub acțiunea reagentului Fenton la concentrații crescînde a Fe2+ se produce oxidarea rapidă a uleiului de cătină albă însă nu atît de pronunțată ca în cazul variației concentrațiilor H2O2 deoarece Fe2+ doar catalizează reacțiile de oxidare în timp ce agentul oxidant este H2O2.

3.4. Determinarea conținutului de polifenoli în extract

A fost determinată conținutul de polifenoli în extract obținut prin metoda Folin-Ciocalteu. A fost construit graficul de calibrare după acidul galic. Pentru aceasta au fost supuse analizei fotocolorimetrice, la lungimea de undă de 670 nm, un șir de soluții standard, cu concentrații diferite de acid galic.

Tabelul 12

Determinarea conținutului de polifenoli cu reagentul Folin-Ciocalteu

Fig. 4. Graficul de calibrare după acidul galic pentru determinarea conținutului de polifenoli cu reactivul Folin-Ciocalteu

La trasarea curbei de calibrare, a fost obținută următoarea ecuație a dreptei:

y = 0,1463x – 0,298

unde: у – densitatea optică și х – concentrația

Din ecuația obținută deducem formula de calcul a concentrației (x):

x = y + 0,298 / 0,1463

Cu ajutorul acestei formule au fost calculate concentrațiile catehinelor în extractul obținut.

y= 1,126

Concentrația catehinelor în extract fiind egală cu 0,00973 g/l.

3.5. Variația indicelui de peroxid la oxidarea catalitică a uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton în prezența antioxidanților Catehine.

În scopul împiedicării desfășurării proceselor de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă se folosesc antioxidanți naturali capabili de a inhiba acest proces. În cazul nostru s-a folosit extractul de ceai verde care conține antioxidanți naturali numiți catehine.

Pentru a analiza proprietățile antioxidante ale extractului s-au elaborat sisteme, cu următoarea compoziție: ulei de cătină albă, cloroform, H2O2, Fe2+, catehine.

În tabelul 13 sunt redate compozițiile sistemelor.

Tabelul 13

Compoziția sistemelor cu ulei de cătină albă

Modul de lucru: : 2 g de ulei cîntărit prealabil (p=0,926 g/ml) s-a dizolvat în CHCl3. S-a adăugat volume diferite de extract, apoi s-a adăugat Fe2+. După aceasta s-a adăugat H2O2 și s-a pornit cronometrul; în baloane aparte s-a pregătit soluția ce conținea 1,3 ml CHCl3, 1,5 ml CH3COOH și 0,15 ml KI sat. La 1,3,5,10,20,30 minute s-a luat cîte 2 ml parte alicotă din sistem și s-a adăugat în baloanele cu soluție gata pregătită. Balonul s-a astupat, timp de 1 minut s-a amestecat, s-a lăsat la întuneric pe 5 min., după care s-a diluat cu 5 ml apă, apoi s-a adăugat 5 picături de amidon și iodul eliminat s-a titrat cu soluție de Na2S2O3 0,01 N pînă la decolorare.

Fig. 5. Variațiile indicelui de peroxid a uleiului de cătină albă în timp în funcție de concentrația antioxidanților (catehine).

Din figura 5 se vede o dependență invers proporțională a indicelui de peroxid față de concentrația antioxidantului. Cu cît concentrația antioxidantului crește cu atît scade valoarea indicelui de peroxid. Valoarea IP a uleiului de cătină albă scade de la 12,5 mmoli/kg pînă la 5 mmoli/kg. În baza acestui grafic se demonstrează proprietățile antioxidante ale catehinelor. Acestea inhibă procesele de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă.

3.6. Variația indicelui de peroxid la oxidarea catalitică a cremei cosmetice sub acțiunea reagentului Fenton în prezența antioxidantului (catehine)

Tabelul 14

Compoziția sistemelor cu crema cosmetică

Modul de lucru: : 4 ml de cremă cosmetică s-a dizolvat în CHCl3. S-a adăugat Fe2+. După aceasta s-a adăugat H2O2 și s-a pornit cronometrul; în baloane aparte s-a pregătit soluția ce conținea 1,3 ml CHCl3, 1,5 ml CH3COOH și 0,15 ml KI sat. La 1,3,5,10,20,30,40 minute s-a luat cîte 2 ml parte alicotă din sistem și s-a adăugat în baloanele cu soluție gata pregătită. Balonul s-a astupat, timp de 1 minut s-a amestecat, s-a lăsat la întuneric pe 5 min., după care s-a diluat cu 5 ml apă, apoi s-a adăugat 5 picături de amidon și iodul eliminat s-a titrat cu soluție de Na2S2O3 0,01 N pînă la decolorare.

Fig.6. Variațiile indicelui de peroxid a cremei cosmetice în timp în funcție de concentrația antioxidanților (catehine).

Analizînd graficul respectiv putem constata că valoarea IP a cremei cosmetice fără antioxidanți în sistem crește în timp de la 10 mmoli/kg pînă la 35 mmoli/kg în condițiile oxidării rigide. Însă, la adăugarea antioxidanților în sistem valoarea IP a cremei cosmetice scade de la 35 mmoli/kg pînă la 15 mmoli/kg. În baza acestui grafic se demonstrează proprietățile antioxidante ale catehinelor. Acestea inhibă procesele de oxidare a lipidelor din componența cremei cosmetice.

CONCLUZII

S-a studiat literatura științifică cu privire la formarea radicalilor liberi și mecanismele de oxidare a lipidelor.

S-au determinat indicii de calitate a uleiului de cătină albă. S-a obținut următoarele valori: indicele de aciditate al uleiului de cătină albă este 2,75 mgKOH/g (valoarea standard = 4); indicele de iod al uleiului este 132,24(valoarea standard 120-165); indicele de peroxid al uleiului de cătină albă este 3,95 mmoli/kg (valoarea standard >10).

S-a realizat extracția polifenolilor din ceai verde cu etanol de 70 %.

S-a studiat transformarea gradului de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton la diferite concentrații H2O2. La variația [H2O2] de la 2*10-3 M pînă la 4*10-3 M, s-a observat o creștere a indicelui de peroxid de la 10 mmoli/kg pînă la 27,5 mmoli/kg. S-a constatat că sub acțiunea reagentului Fenton în condiții de oxidare rigidă are loc formarea peroxizilor, care sunt produși de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă.

S-a studiat transformarea gradului de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă la diferite concentrații Fe2+. La variația [Fe2+] de la 1*10-4 M pînă la 3*10-4 M, s-a observat o creștere a indicelui de peroxid de la 10 mmoli/kg pînă la 20 mmoli/kg.

S-a studiat transformarea gradului de oxidare a lipidelor din componența uleiului de cătină albă sub acțiunea reagentului Fenton în prezența antioxidantului (catehină). La variația [Catehinei] de la 4,865*10-5 g/l pînă la9,73*10-5 g/l la [H2O2] = 4*10-4 M și [Fe2+] =1*10-4, s-a observat o dependență invers proporțională a indicelui de peroxid față de concentrația antioxidantului. (valoarea IP descrește de la 12,5 mmoli/kg pînă la 5 mmoli/kg). S-a constat că catehinele posedă proprietăți antioxidante.

S-a preparat o cremă cosmetică și s-a studiat transformarea gradului de oxidare a lipidelor din componența cremei cosmetice sub acțiunea reagentului Fenton fără și în prezența antioxidantului (catehină). S-a constatat că valoarea IP a cremei cosmetice fără antioxidanți în sistem crește în timp de la 10 mmoli/kg pînă la 35 mmoli/kg în condițiile oxidării rigide. Însă, la adăugarea antioxidanților în sistem valoarea IP a cremei cosmetice scade de la 35 mmoli/kg pînă la 15 mmoli/kg. Deci, catehinele extrase din ceai verde inhibă procesele de oxidare a lipidelor din componența cremei cosmetice.

BIBLIOGRAFIE

[1] Nichita, C. Teza de doctorat. Extracte selective de principii bioactive cu aplicații în farmacologie și cosmetică. București, 2006.

[2] Gonța M, Duca Gh. Chimia ecologică a nitraților, nitriților și n-nitrozoamintelor. Chișinău: CEP USM, 2009, p. 185-196

[3] Farmacopeea Romînă, ediția X-a. București:Editura Medicală, 1993, 1315 p.

[4] STAS 67.200.10- Uleiuri și grăsimi animale și vegetale, Chișinău.

[5] Ivancic A. Chimie parfumerică și cosmetică: Ghid de lucrări practice. Chișinău: CEP USM, 2015, p. 37-48. ISBN 978-9975-71-624-6

[6] Hotărîrea Guvernului RM Nr. 434 din 27.05.2010 cu privire la aprobarea Reglementărilor tehnice “Uleiuri vegetale comestibile”. Publicat: 04.06.2010 în Monitorul oficial Nr. 87-90 artNr:510

[7] Ashray Gupta. Extraction, Purification, Identification and Estimation of Catechins from Camellia sinensis. Institute Of Himalayan Bioresource And Technology Palampur,Himachal Pradesh.

[8] Angshuman B., CHIRANJIT B. Extraction of Polyphenols from Dried Tea Leaves. International Journal of Scientific & ingineering Research, Volume 3, Issue 5, 1 May-2012. ISSN 2229-5518.

[9] Addis P.B, Warner G.L. The potential Aspects of Lipid oxidation Products in Food, in Free radicals and Food Additives. Edited by O.I. Arucoma and B. Halliwell; edited in London

[10] Andersen, O.M.; Markham, K.R. “Flavonoids: Chemistry, Biochemistry, and Applications” CRC Press: Boca Raton, FL, 2006, p 23-24.

[11] Jeong Kim M., Hoon Kim J., Jun Kim Y. Comparative studies on the antioxidant capacities and catechin profiles of conventional and organic green tea. J Korean Soc Appl Biol Chem. DOI 10.1007/s137-65-015-0045-7, 2015. ISSN 2234-344X

[12] Volf I., Ignat I., Neamtu M., Popa V.I. Therm stability, antioxidant activity and photo-oxidation of natural polyphenols. Chemical papers 68 (1) 121-129 (2014). DOI: 10:2478/s11696-013-0417-6, p.122-128

[13] Ohmori R., Iwamoto T., ș.a. Antioxidant Activity of Various Teas Against

Free Radicals and LDL Oxidation. Lipids, Vol. 40, no. 8 (2005), p. 849-853

[14] Korotkova E.I., Voronova O.A., Dorozhko E.V. Study of antioxidant properties of flavonoids by voltammetry. J Solid State Electrochem (2012) 16:2435 – 2440 DOI 10.1007/s10008-012-1707-6, p. 2436-2838

[15] Scalia S., Marchetti N., Bianchi A. Comparative Evaluation of Different Co-Antioxidants on the Photochemical- and Functional-Stability of Epigallocatechin-3-gallate in Topical Creams Exposed to Simulated Sunlight. Molecules 2013, 18, 574-587; doi:10.3390/molecules18010574. ISSN 1420-3049

[16] Apak R., Gorinstein S., ș.a. Methods of measurement and evaluation of natural antioxidant capacity/activity. Pure Appl. Chem., Vol. 85, No. 5, pp. 957–998, 2013.

[17] Nitu R., Corol D., Toma N. Radicali liberi in sisteme biologice; efectele lor citogenetice, p. 17-24.

[18] Rabasco Alvareza A.M., González Rodríguez M.A. Lipids in pharmaceutical and cosmetic preparations. Grasas y Aceites, Vol. 51. Fasc. 1-2 (2000), p. 74-96

[19] http://en.wikipedia.org/wiki/Catechin accesat 07.12.14

[20] http://en.wikipedia.org/wiki/Flavan-3-ol accesat 06.12.14

[21] http://en.wikipedia.org/wiki/Lipid_peroxidation accesat 09.12.14

[22]http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part64-428.html accesat 10.12.14

[23]http://grasasyaceites.revistas.csic.es/index.php/grasasyaceites/article/viewFile/409/412 accesat 06.12.14

ANEXE

Tabelul 15

Determinarea indicelui de aciditate a uleiului de cătină albă

Tabelul 16

Determinarea indicelui de iod a uleiului de cătină albă

Tabelul 17

Determinarea indicelor de peroxid a uleiului de cătină albă

Tabelul 18

Determinarea indicelor de peroxid a cremei cosmetice