Huminsyre er det generiske navn på en familie af organiske forbindelser, der er en del af humiske stoffer. De har forskellige funktionelle grupper, herunder carboxylsyrer, phenoler, sukkerlignende ringe, kinoner og aminosyrederivater..
Humiske stoffer, hvoraf humussyrer er en del, fordeles i jord, naturligt vand og sedimenter, da de er resultatet af nedbrydning af planter, dyr og naturlige rester.
Huminsyrer er en del af humus og har evnen til at forbedre plantevækst og ernæring, da de gør det muligt at holde næringsstoffer længere i jorden, så de er tilgængelige for planter.
De er amfifile forbindelser, det vil sige, de har dele, der er relateret til vand, og dele, der afviser vand, alt inden for det samme molekyle.
På grund af deres -OH- og -COOH-grupper kan de danne komplekser med metalioner eller kationer.
Takket være deres carbonhydridkæder eller aromatiske dele kan de opløses og låse i sig selv polycykliske aromatiske molekyler, der er giftige. Derudover har de potentiel anvendelse inden for kræftmedicin og til fremstilling af mere effektive farmaceutiske produkter..
Artikelindeks
Humussyrer indeholder forskellige funktionelle grupper, hvis mængder afhænger af humorsyrens geografiske oprindelse, alder, miljømæssige og biologiske forhold og klima, hvor molekylet blev produceret. Af denne grund er dens nøjagtige karakterisering blevet vanskelig.
Dens vigtigste funktionelle grupper er phenol, carboxyl, enol, quinon, ether, sukker og peptider.
De funktionelle grupper, der giver det dets vigtigste egenskaber, er phenol-, carboxyl- og quinongrupperne..
Den store struktur af en huminsyre består af hydrofile dele, der består af -OH-grupper og hydrofobe dele, der består af alifatiske kæder og aromatiske ringe..
- Huminsyrer.
- HA eller HA'er Huminsyrer).
Amorfe faste stoffer.
Deres molekylvægt er fra 2,0 til 1300 kDa.
En Da eller Dalton er 1,66 x 10 værd-24 gram.
Huminsyrer er den fraktion af humiske stoffer, der er opløselig i et alkalisk vandigt medium. De er delvist opløselige i vand. Uopløselig i surt medium.
Dens opløsning i vand er kompleks, fordi humussyrer ikke er en individuel komponent, men en blanding af komponenter, hvor kun nogle af dem er opløselige i vand..
Dens opløselighed kan variere afhængigt af dets sammensætning, pH og opløsningsmiddelets ionstyrke..
Huminsyremolekyler har generelt en hydrofil eller vandlignende del og en hydrofob del, som afviser vand. Derfor siges det, at de er amfifile.
På grund af deres amfifile karakter danner humussyrer i et neutralt eller surt medium strukturer, der ligner dem af miceller, kaldet pseudo-miceller..
De er svage syrer, som er forårsaget af phenol- og carboxylgrupper.
Grupper af kinon-typen er ansvarlige for dannelsen af reaktive iltarter, da de reduceres til semiquinoner og derefter til hydroquinoner, der er meget stabile.
Tilstedeværelsen af phenol- og carboxylgrupper i huminsyremolekyler giver dem mulighed for at forbedre plantevækst og ernæring. Sådanne grupper kan også favorisere dannelsen af komplekser med tungmetaller. Og de forklarer også dets antivirale og antiinflammatoriske aktivitet.
På den anden side er tilstedeværelsen af quinon-, phenol- og carboxylgrupper relateret til deres antioxidant-, fungicid-, bakteriedræbende og antimutagene eller demutagene kapacitet..
I alkalisk medium lider carboxyl- og phenolgrupperne tabet af protoner H+, hvad der efterlader molekylet negativt ladet i hver af disse grupper.
På grund af dette afstødes negative ladninger, og molekylet strækker sig..
Når pH falder, protoneres phenol- og carboxylgrupperne igen, og frastødningseffekterne ophører, hvilket får molekylet til at vedtage en kompakt struktur svarende til micellernes..
I dette tilfælde forsøges de hydrofobe dele at være placeret inde i molekylet, og de hydrofile dele er i kontakt med det vandige medium. Disse strukturer siges at være pseudomiceller.
På grund af denne opførsel anføres det, at humussyrer har vaskeevneegenskaber.
Derudover danner de intramolekylære aggregater (inden for deres eget molekyle) efterfulgt af intermolekylær aggregering (mellem forskellige molekyler) og udfældning..
Huminsyrer kan opløse polycykliske aromatiske carbonhydrider, som er giftige og kræftfremkaldende og er relativt uopløselige i vand..
Disse carbonhydrider opløses i det hydrofobe hjerte af pseudomicellerne af huminsyrer..
Huminsyrer interagerer med metalioner i et alkalisk miljø, hvor kationer eller positive ioner virker for at neutralisere de negative ladninger af huminsyremolekylet..
Jo højere ladningen af kationen, jo større er dens effektivitet til dannelse af pseudomiceller. Kationerne er placeret på termodynamisk foretrukne steder i strukturen.
Denne proces genererer huminsyre-metalkomplekser, der får en sfærisk form..
Denne interaktion afhænger af metallet og huminsyrens oprindelse, molekylvægt og koncentration..
Huminsyrer kan fås fra organisk materiale i jorden. Strukturerne af de forskellige huminsyremolekyler varierer dog alt efter jordens placering, dens alder og klimatiske forhold..
Der er flere metoder til at opnå. En af disse er beskrevet nedenfor.
Jorden behandles med en vandig opløsning af 0,5 N NaOH (0,5 ækvivalenter pr. Liter) under en nitrogenatmosfære i 24 timer ved stuetemperatur. Det hele filtreres.
Den alkaliske ekstrakt syrnes med 2N HCI til pH 2 og får lov til at henstå i 24 timer ved stuetemperatur. Det koagulerede materiale (humussyrer) adskilles fra supernatanten ved centrifugering.
Brugen af huminsyrer i landbruget har været kendt næsten siden starten af landbrugsaktivitet, fordi de er en del af humus.
Huminsyrer forbedrer plantevækst og ernæring. De fungerer også som jordbaktericider og fungicider og beskytter planter. Huminsyrer hæmmer fytopatogene svampe, og nogle af deres funktionelle grupper er blevet korreleret med denne aktivitet.
Tilstedeværelsen af svovl (S) og C = O carbonylgrupper i humussyremolekylet favoriserer fungistatisk aktivitet. Tværtimod inhiberer et højt indhold af ilt, aromatiske C-O-grupper og visse kulstofatomer, der hører til sukker, den fungistatiske kraft af huminsyre..
For nylig (2019) er effekten af anvendelsen af langsom frigivelse af kvælstofgødning på stabiliseringen af humussyrer i jorden og deres indflydelse på afgrøder blevet undersøgt..
Det blev fundet, at den biocarbonbelagte urinstof forbedrer strukturen og stabiliteten af humussyrer, der er til stede i jorden, hvilket favoriserer jordens tilbageholdelse af nitrogen og kulstof og forbedrer udbyttet af afgrøder..
På grund af dets evne til at danne pseudomiceller i et neutralt eller surt medium er dets anvendelighed til fjernelse af forurenende stoffer fra spildevand og jord blevet undersøgt i mange år..
Metaller er et af de forurenende stoffer, der kan fjernes med huminsyrer.
Nogle undersøgelser viser, at metalsorptionseffektiviteten af humussyrer i vandig opløsning har tendens til at stige med stigende pH- og huminsyrekoncentration og med faldende metalkoncentration..
Det blev også bestemt, at metalionerne konkurrerer om de aktive steder i huminsyremolekylet, som generelt er phenol-COOH- og -OH-grupperne i dette.
Det har vist sig nyttigt at øge vandopløseligheden af hydrofobe lægemidler.
Der blev fremstillet sølvnanopartikler (Ag) overtrukket med humussyrer, som formåede at forblive stabile i mindst et år..
Disse nanopartikler af sølv og huminsyre har sammen med de antibakterielle egenskaber af sidstnævnte et stort potentiale til fremstilling af lægemidler.
Ligeledes er komplekser af carbamazepin, et antiepileptisk lægemiddel med huminsyrer, blevet testet for at øge dets opløselighed, og det har vist sig, at lægemidlet bliver meget mere opløseligt og effektivt.
Den samme opløselighed og biotilgængelighedsforbedrende effekt blev opnået med komplekser af huminsyrer og β-caroten, en forløber for vitamin A.
Huminsyrer er stærke allierede i behandlingen af forskellige sygdomme.
Antiviral aktivitet af humussyrer er blandt andet observeret mod cytomegalovirus og de humane immundefektvirus HIV-1 og HIV-2..
Huminsyremolekyler kan hæmme virusreplikation ved at binde deres negative ladning i alkalisk medium til visse kationiske steder på virussen, som er nødvendige for, at virussen binder til celleoverfladen..
Humussyrer har vist sig at udøve kræftfremkaldende læsionegenskaber. Dette tilskrives tilstedeværelsen af quinoner i dets struktur.
Quinoner genererer reaktive iltarter, der producerer oxidativt stress og inducerer apoptose af kræftceller gennem fragmentering af deres DNA.
Huminsyrer er hæmmere af mutagenese i og uden for cellen. Mutagenese er den stabile ændring af det genetiske materiale i en celle, der kan overføres til datterceller.
Evnen til at hæmme mutagenese har vist sig at variere med sammensætningen af humussyrer og deres koncentration.
På den anden side har de en desmutagen virkning på mutagene stoffer såsom benzopyren (polyaromatisk carbonhydrid til stede i nogle fødevarer), 2-nitrofluoren (polyaromatisk carbonhydridprodukt ved forbrænding) og 2-aminoanthracen.
Mekanismen for denne effekt ligger i adsorptionen af mutagen, hvorfor humussyrer med større strukturer er de mest effektive. Mutagen adsorberes af huminsyre og mister sin mutagene aktivitet.
Dette menes at være vigtigt for beskyttelse mod kræftfremkaldende egenskaber..
På grund af deres evne til at absorbere UV og synlige stråler er humussyrer blevet foreslået til brug i solblokkere, anti-aging cremer og hudplejeprodukter..
De kan også bruges som konserveringsmidler i kosmetiske produkter.
På grund af dets antioxidantegenskaber er dets anvendelse blevet foreslået som konserveringsmidler til fødevarer og som ernæringstilskud..
Endnu ingen kommentarer