ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Литературный обзор 6
1.1 Химический состав сапропелей 6
1.2. Растворители, используемые для извлечения липидов 8
1.3. Аппаратные способы интенсификации извлечения липидов 10
1.3.1. Ультразвуковое воздействие 12
1.3.2. Вибрационное воздействие 13
1.3.3. Магнитное воздействие 14
1.3.4. Вибромагнитное воздействие 14
1.4 Извлечение жирных кислот из липидной фракции сапропелей 16
1.5. Применение хромато-масс-спектрометрии для определения жирных кислот 18
1.5.1. Определение жирных кислот методом ГХ-МС 18
1.5.2. Определение жирных кислот методом ВЭЖХ-МС 21
1.5.3. Определение жирных кислот методом ВЭЖХ-МС/МС 24
Заключение 25
ГЛАВА 2. Водная экстракция липидной фракции сапропеля и анализ высших карбоновых кислот. Методики эксперимента 26
2.1 Сырье и реагенты 26
2.2 Водная экстракции липидов из сапропеля 27
2.2.1. Экстракция при помощи непрерывного перемешивания 27
2.2.2. Экстракция при помощи ультразвука 28
2.3. Определение жирнокислотного состава экстрактов методом
ВЭЖХ-МС/МС 28
2.3.1. Подготовка проб 28
2.3.2. Хроматографическое разделение жирных кислот 29
2.3.3. Идентификация и количественный анализ содержания жирных
кислот 30
2.4. Метрологические характеристики 32
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 34
3.1. Результаты идентификации высших карбоновых кислот в экстрактах ... 34
3.2. Результаты количественного определения жирных кислот в экстрактах 38
ВЫВОДЫ 42
Список литературы 43
Сапропелевые отложения - одно из характерных образований галоценового периода - самой молодой геологической эпохи. Основным процессом в сапропелеобразовании является разложение исходного растительного и животного органического материала, главным образом, под влиянием микроорганизмов, а также синтеза сапрофитами (микроорганизмы, использующие в качестве источников питания субстраты из неживых объектов) новых соединений, которые, как и продукты их метаболизма, остаются в формирующейся сапропелевой залежи. Механизмы сложных биохимических преобразований исходного биологического материала в сапропель, последующего его генезиса, а также состав сапропеля, до настоящего времени, остаются мало изученными.
В состав сапропелей входят целый спектр органических и минеральных веществ, что определяет высокую биологическую активность сапропелей и продуктов на их основе. Сапропели давно применяются в медицине и ветеринарии, оказывая положительное влияние на нервную, эндокринную, сердечно-сосудистую системы, улучшая состояние опорно-двигательного аппарата, стимулируя процессы метаболизма в печени.
Биологическая ценность сапропелей в значительной степени определяется составом липидного комплекса. Актуальной остается задача качественного и количественного анализа липидного комплекса, в частности, определение содержания свободных и связанных высших карбоновых кислот в липидном комплексе сапропеля, чтобы определить перспективность использования конкретного сырья для дальнейшей переработки.
Также является важной проблема создания интенсивных и экологически безопасных способов количественного выделения липидов сапропеля с целью создания продуктов на основе сапропеля, которые будут более эффективными и безопасными для человека, чем уже существующие продукты.
Объект исследования: водные экстракты сапропеля оз. Карасевое (Томская обл.).
Предмет исследования: Высшие карбоновые кислоты (жирные кислоты), извлеченные из сапропеля в ходе водной экстракции.
Цель:
Сравнить эффективность водной экстракции при помощи ультразвукового воздействия и водной экстракции с помощью непрерывного перемешивания путем анализа содержащихся в экстрактах высших карбоновых (жирных) кислот методом ВЭЖХ-тандемной МС высокого разрешения.
Задачи:
1. Оптимизировать условия водной экстракции полярных органических компонентов сапропеля с помощью ультразвука и непрерывного перемешивания.
2. Разработать методику качественного определения карбоновых кислот в водных экстрактах сапропеля в свободном и связанном виде методами тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения по пикам молекулярных и дочерних ионов;
3. Разработать методику количественного определения свободных и связанных жирных кислот методом ВЭЖХ-МС/МС в режиме SRM. Оценить эффективность метода ультразвуковой экстракции и экстракции непрерывного перемешивания
1. Оптимизированы условия проведения водной ультразвуковой экстракции для выделения жирных кислот в водную фазу из сапропеля озера Карасевое
2. Разработана методика качественного определения свободных и связанных жирных кислот методом ВЭЖХ тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения;
3. Разработана методика количественного определения свободных и связанных ЖК в водных экстрактах сапропеля методом тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения в режиме SRM по пикам характеристических ионов;
4. Проведена сравнительная оценка эффективности воздействия ультразвуком и непрерывным перемешиванием. Исследование содержания ЖК в экстрактах доказывает, что ультразвуковая обработка является более эффективным методом
5. С помощью тандемной масс-спектрометрии показано увеличение количества экстрагируемых из сапропеля жирных кислот (от 5 до 9) с одновременным увеличением их суммарного содержания от 20 до 240% методом ультразвуковой экстракции по сравнению с экстракцией непрерывного перемешивания
