СПОСОБ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МЕДА Российский патент 2010 года по МПК G01N33/02 

Изобретение относится к методам экспериментального исследования и может быть использовано в практике научно-исследовательских работ специалистами биофизических, биологических, медицинских, химико-технологических лабораторий, занимающихся изучением свойств меда и других высокомолекулярных биологически активных реагентов.

Известно большое количество способов определения качества меда, многие из которых являются чисто качественными и не могут использоваться для количественного сопоставления его биологической активности. Малопригодны для этой цели и методы химического анализа состава меда, зависящего от цветения трав и непостоянного даже для конкретной пасеки. Кроме того, не всегда ясно, как изменение содержания той или иной компоненты меда влияет на его биологическую активность. Еще более затруднительно сопоставлять биологическую активность образцов меда на животных.

В качестве наиболее близкого аналога предлагаемого способа можно рассматривать способ [1], согласно которому наибольшей эффективностью обладают такие смеси высокомолекулярных соединений, у которых максимальна величина тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) в диапазоне частот 10 кГц-40 МГц, определяемая индуктивным диэлектрическим методом (L-методом) [1].

Природа этого эффекта обусловлена тем, что эффективность жидкой многокомпонентной смеси из нескольких реагентов в конечном итоге определяется межмолекулярными взаимодействиями в этой смеси. В случае смесей полярных высокомолекулярных соединений к величине таких взаимодействий очень чувствительны значения tgδ на частотах менее 50 МГц, обусловленные ориентацией диполей сегментов макромолекул - так называемые дипольно-сегментальные потери. Для определения tgδ таких потерь у большинства реагентов пригоден лишь разработанный в [2-3] так называемый индуктивный диэлектрический метод (L-метод), в котором исследуемое вещество вводится в соленоидальные катушки индуктивности (L-ячейки). Данный метод позволяет исследовать низкочастотные ориентационные процессы в жидкостях не искаженные токами проводимости, поскольку напряженность вихревого электрического поля в L-ячейках настолько мала, что силы, действующие на ионы, оказываются меньше силы вязкого трения. В результате токи проводимости в жидкости внутри L-ячеек не возбуждаются.

При подключении измерительных L-ячеек к куметру (например, TESLA ВМ-311 или ВМ-560) значения tgδ и диэлектрической проницаемости ε_L вещества рассчитываются по изменению добротности Q и емкости С колебательного контура куметра при резонансе до (Q₁:C₁) и после (Q₂;C₂) ввода диэлектрического сосуда с веществом в L-ячейку по соотношениям:

где α - постоянная измерительной L-ячейки, определяемая по калибровочным экспериментам при вводе в ячейку чистых полярных жидкостей с известной диэлектрической проницаемостью (спирты) [3].

Найденные L-методом диэлектрические параметры нескольких образцов меда разного химического состава, полученных в разных регионах России, представлены на фиг.1-2 (кривая 1 - каштановый мед, г.Сочи; кривая 2 - эвкалиптовый мед, Абхазия; кривые 3-4 цветочный и гречишный мед, г.Тюмень).

Согласно фиг.1-2 наиболее значительное отличие диэлектрических параметров разных образцов меда наблюдается в области низких частот, а на частотах выше 500 кГц практически совпадает.

Однако по представленным на фиг.1-2 частотным зависимостям ε_L и tgδ невозможно обоснованно сделать вывод, какой из исследованных образцов обладает максимальной активностью. Дело в том, что низкие значения ε_L у некоторых образцов меда (цветочный и гречишный мед на фиг.2) могут быть обусловлены как низкой полярностью его молекул, так и наоборот, чрезвычайно высокой. В последнем случае наиболее активные компоненты меда оказываются в настолько сильносвязанном состоянии, что слабые вихревые электрические поля с напряженностью 5-200 мкВ/см, в которых находится жидкость в L-ячейках [2-3], не способны ориентировать значительную часть диполей взаимодействующих между собой сегментов макромолекул меда.

Поэтому для более корректной оценки активности молекул меда необходимы исследования его водных растворов, в которых полярные сегменты входящих в состав меда биомакромолекул высвобождаются. Поскольку значения ε_L 50% водных растворов цветочного и гречишного меда (Тюмень) оказались выше, чем у воды, а у каштанового ниже, приходим к выводу, что низкое значение ε_L исходного меда на частотах порядка 20 кГц указывает на более значительные межмолекулярные взаимодействия между его компонентами, а следовательно, более высокую его полярность и активность.

Помимо выяснения данного факта, исследование водных растворов меда представляет особый интерес и по той причине, что позволяет судить о взаимодействии его молекул с находящейся в организме человека водой. Согласно представленным на фиг.3 частотным зависимостям tgδ питьевой воды (кривая 1) и 50% растворов некоторых образцов меда на ней (кривая 2 - цветочный мед, г. Тюмень; кривая 3 - эвкалиптовый мед, Абхазия; кривая 4 - каштановый мед, г. Сочи) некоторые образцы меда обладают уникальной способностью смещать максимум tgδ воды в область более низких частот.

Согласно проведенным в [3] исследованиям такой эффект эквивалентен повышению степени структурированности воды. Помимо меда к данному моменту времени пока не удалось выявить ни одного другого пищевого продукта, способного создавать аналогичный эффект. Введение в воду примесей, в том числе соков фруктов, овощей, ягод, их сиропов приводит к смещению максимума tgδ воды в область не низких, а более высоких частот, что эквивалентно противоположному эффекту, т.е. снижению степени структурированности воды.

Подобное смещение максимума tgδ воды и снижение степени ее структурированности происходит также после воздействия на нее УФ, СВЧ- и сильного электромагнитного излучения. Поскольку эти излучения кроме того повышают риск возникновения онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний у человека и животных, то имеется взаимосвязь между жизнеспособностью животных с состоянием воды в их тканях [4]. В результате возникает проблема восстановления разрушенной структуры воды в тканях животных и человека после различных неблагоприятных воздействий, в том числе и экологических.

Наиболее доступным способом решения этой проблемы для широких слоев населения могло бы быть использование определенных продуктов питания. Однако единственным обнаруженным на данный момент времени пищевым продуктом, способным обеспечить данный эффект, оказался мед. Ранее при анализе лечебных свойств меда преимущество принимались во внимание лишь лечебные эффекты от воздействия тех или иных его компонент на различные патологические процессы в организме человека. Однако лечебный эффект меда от восстановления искаженного состояния воды в организме человека может даже превалировать. И он тем более важен, что другими методами достигнуть подобного эффекта гораздо более сложно.

В таком случае необходим способ отбора образцов меда, которые приводят к наиболее значимому эффекту структурирования воды.

По предлагаемому способу такой отбор можно проводить по определяемой индуктивным диэлектрическим методом частотной зависимости tgδ 50% растворов меда на питьевой воде. Причем наибольшей способностью структурировать воду, а следовательно, и наибольшей биологической активностью по данному механизму будут обладать те образцы меда, у растворов которых будет наблюдаться наиболее значительное смещение максимума tgδ в область низких частот по отношению максимума tgδ воды, которая использовалась для приготовления растворов. Использовать питьевую воду для приготовления растворов меда для исследования рекомендуется по той причине, что в случае бидистиллированной воды максимум tgδ наблюдается на частоте 20-25 кГц, что близко к нижнему частотному пределу применимости L-метода, поэтому сложно исследовать смещение этого максимума в область еще более низких частот. Вместо питьевой воды для приготовления растворов меда можно использовать и растворы солей, например, NaCl, на дистиллированной воде.

Техническую реализацию предлагаемого способа оценки биологической активности меда демонстрирует приведенная ниже таблица на примере четырех образцов меда.

Таблица. Пример оценки биологической активности образцов меда по диэлектрическим параметрам их 50% водных растворов на питьевой воде. Образец меда Величина tgδ_max Частота ν_max Место по активности Цветочный, г.Тюмень 0,58±0,01 1 МГц 4 1-2 Гречишный, г.Тюмень 0,58±0,01 1 МГц 4 1-2 Эвкалиптовый, Абхазия 0,51±0,01 2,5 МГц 1,6 3 Каштановый, г.Сочи 0,38±0,01 7 МГц 0,6 4 Свойства питьевой воды 0,50±0,01 4 МГц 1  

В данной таблице приведены регистрируемые параметры, по которым можно проводить оценку и сопоставление биологической активности исследуемых образцов меда по предлагаемому способу. Такими параметрами являются величина максимума tgδ (величина tgδ_max), а также частота ν_max, на которой наблюдается этот максимум tgδ у 50% водных растворов образцов меда на одной и той же питьевой воде. Необходимо также определение значений tgδ_max и ν_max у использованной питьевой воды. Все эти параметры определяются по найденным индуктивным диэлектрическим методом частотным зависимостям tgδ, примеры которых представлены на фиг.3.

Согласно приведенным в таблице данным максимальной активностью по предлагаемому способу обладают цветочный и гречишный мед (Тюмень), 50% водные растворы которых имеют максимальную величину tgδ_max и минимальное значение частоты ν_max (в 4 раза меньше, чем у воды, на которой приготовлен раствор меда). А минимальной активностью обладает каштановый мед (Сочи) с минимальной величиной tgδ_max и не способный структурировать воду, т.к. максимум tgδ раствора этого меда наблюдается на частоте ν_max, почти в 2 раза более высокой, чем у использованной для приготовления раствора воды. По экспериментальным данным концентрированного исходного 100% меда (фиг.1-2) данный результат предсказать было невозможно.

Приведенные в таблице данные также демонстрируют, что наиболее чувствительным параметром к свойствам меда является величина частоты ν_max, на которой наблюдается максимум tgδ 50% водного раствора этого меда. Отличие данного параметра у исследованных образцов меда достигает 7 раз, что обеспечивает высокую точность оценки биологической активности меда по данному параметру. Сопоставлять активности образцов меда можно непосредственно по величине ν_max. Однако более корректно проводить такое сопоставление по безразмерной величине, например по величине отношения частоты ν_max питьевой воды, использованной для приготовления растворов меда, к частоте ν_max этого раствора, т.е. величины

Для образцов меда, способных структурировать воду, это отношение больше 1, не способных - меньше.

Поскольку величина tgδ_max у образцов меда различается гораздо в меньшей степени, по сравнению с ν_max, то данный параметр рекомендуется использовать лишь как вспомогательный, пригодный для сопоставления образцов меда с одинаковой величиной ν_max.

Т.о. биологическая активность меда по предлагаемому способу оценивается по найденной индуктивным диэлектрическим методом частотной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tgδ его 50% раствора на питьевой воде в диапазоне частот 15 кГц-25 МГц. Причем наибольшей биологической активностью обладают те образцы меда, у которых наблюдается наиболее значительное смещение максимума tgδ в область низких частот по отношению к максимуму tgδ воды, использованной для приготовления указанных растворов, а следовательно, максимальна величина отношения частоты ν_max питьевой воды, использованной для приготовления растворов меда, к частоте ν_max этого раствора, т.е. величина

Отобранные по данному способу образцы меда способны восстанавливать разрушенную структуру воды в тканях человека после различных неблагоприятных воздействий, в том числе и экологических.

Литература.

1. Семихина Л.П., Семихин Д.В. Способ выявления эффекта синергизма в композиционных деэмульгаторах по низкочастотным диэлектрическим измерениям. Патент РФ №2301253//БИПМ №17, 2007.

2. Семихина Л.П. Способ определения диэлектрических параметров воды и ее растворов в низкочастотной области с помощью L-ячейки. Патент РФ №2234102 // БИПМ №6, 2004.

3. Семихина Л.П. Низкочастотная диэлькометрия жидкостей в слабых вихревых электрических полях. Автореферат докторской дисс. на соискание степени д.ф.-м.н. Тюмень, 2006.

4. Семихина Л.П. Диэлектрические и магнитные свойства воды в водных растворах и биообъектах в слабых электромагнитных полях. (Монография). Тюмень. ТГУ. 2006. 164 с.

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается оценки биологической активности меда по его способности влиять на степень структурированности воды. Наибольшей способностью структурировать воду, а, следовательно, и наибольшей биологической активностью по данному способу обладают те образцы меда, у 50% водных растворов которых в диапазоне частот 15 кГц-25 МГц индуктивным диэлектрическим методом выявляется наиболее значительное смещение максимума tgδ в область более низких частот по отношению к максимуму tgδ использованной для приготовления растворов воды. Изобретение позволяет определить образцы меда, обладающие наибольшей биологической активностью, которые способны восстанавливать разрушенную структуру воды в тканях человека после различных неблагоприятных воздействий, в том числе и экологических. 1 табл., 3 ил.

Способ оценки биологической активности меда, характеризующийся тем, что предусматривает определение индуктивным диэлектрическим методом частотной зависимости значения тангенса угла диэлектрических потерь tg δ 50% водных растворов образцов меда в диапазоне частот 15 кГц - 25 МГц, при этом биологическую активность меда оценивают по способности меда влиять на степень структурированности воды, причем наибольшей способностью структурировать воду, а следовательно и наибольшей биологической активностью обладают те образцы меда, которые имеют наиболее значительное смещение максимума tg δ в область низких частот по отношению к максимуму tg δ воды, использованной для приготовления указанных растворов.