Експериментално и теоретично изследване на вещества с биологичен и хранителен интерес: Раманова и инфрачервена спектроскопия

  • Автори:Даниел Мартин Фернандес
  • Директори на дисертации: Alicia González Gonzalvez (реж. Тес.), Angel González Ureña (реж. Тес.)
  • Четене: В Университета Комплутенсе в Мадрид (Испания) през 2017г
  • Идиом: Испански
  • Брой страници: 246
  • Дипломна квалификация:Maria Jesus Santos Delgado (председател), Karla Verónica Slowing Barillas (тайна), Florentino Borondo Rodríguez (говорител), Maria Paula Matos Marques Catarro (говорител), Antonio Aguilar Navarro (говорител)
  • Теми:
    • Физически
      • Физическа химия
  • Връзки
    • Теза с отворен достъп в: E-Prints Complutense (pdf)
  • Обобщение

    • Каротеноидите са съединения, които притежават висока антиоксидантна сила и присъствието им в човешката диета носи големи ползи не само от хранителна гледна точка, но и при профилактика на заболявания. Тъй като човешките същества не са способни да ги синтезират, те трябва да бъдат погълнати с храната, следователно изучаването на тези съединения в плодовете представлява голям интерес.

      експериментално

      Основната цел на тази докторска дисертация е да извърши експериментално и теоретично изследване на структурата, присъствието, развитието и термичната стабилност на ß-каротина и ликопена, в чисто състояние и в различни плодове и биологични матрици като домати, моркови и дръжки, използващи спектроскопски техники и молекулярно моделиране с DFT методи.

      Прилаганите техники са Раман и инфрачервена светлина. Във връзка с първата методология са използвани следните модалности: (1) Резонансно Раманово предаване, (2) Резонансно Раманово предаване с линейно поляризирана светлина, (3) Раманова спектроскопия с обратно разпръскване с поляризация от 90 градуса. Във връзка с втората методология (4) Инфрачервена спектроскопия с намалена обща отражателна способност. По време на тази работа са разработени и усъвършенствани техники (2) и (3).

      Благодарение на Рамановата спектроскопия са измерени най-значимите вибрационни режими на някои каротеноиди, присъстващи в биологични и неорганични проби, свързани с вибрации на въглерод-въглерод (V1, V2), баланс на метиловите групи (V3) и огъване извън равнината въглероден водород облигации (V4).

      От друга страна, чрез интензивността на лентата, съответстваща на режим V1, е проучена карта на пространственото разпределение на бета-каротина в различните области на корена на морковите. В допълнение, чрез съотношението на интензитета на лентите V4: V1 е възможно да се извлече информация за пространствената конформация на полиена в различните тъкани.

      Вариацията на коефициента на деполяризация е анализирана в някои видове проби както като функция на дебелината, така и като функция на концентрацията, като се установява подобно поведение и за двете с увеличаването на оптичната плътност. Чрез тези изследвания е разработен теоретичен модел, който дава възможност да се изчислят някои оптични параметри като коефициент на поглъщане и коефициент на дисперсия.

      По същия начин, чрез измерване на интензитета на Раман на лентата V1 като функция от времето, процесът на узряване е проследен при някои видове домати, спазвайки обща тенденция за всички тях. Анализираните проби показват практически постоянна интензивност на лентата в началните етапи, която по-късно се увеличава до достигане на максимум, последван от монотонно намаляване, докато плодът достигне своя краен етап на зреене.

      В допълнение е разработен теоретичен, кинетичен и спектроскопичен модел, за да се провери варирането на Раманов сигнал и коефициентите на деполяризация на някои вибрационни режими в доматите по време на процеса на узряване. В него еволюцията след прибиране на реколтата е описана задоволително, като се използват само три основни параметъра: Раманово напречно сечение, лазерно затихване и Раманово затихване.

      Друг важен резултат е свързан с изследването на термичните стабилности на бета-каротин и ликопен. Пробите се нагряват до различни температури, за да се измери кинетиката на тяхното термично разграждане. Анализът на данните позволи да се заключи, че този процес може да бъде описан посредством кинетика от първи ред.

      И накрая, въз основа на изчисления за молекулярно моделиране ab Initio, беше възможно да се оценят първоначалните стабилности на двата разследвани полиена, както и на някои продукти от разграждането на бета-каротин, всички от които принадлежат към семейството на апокаротеналите, сред които си струва подчертаване на ретината.