Humuszuur is de verzamelnaam van een familie van organische verbindingen die deel uitmaken van humusstoffen. Ze hebben verschillende functionele groepen, waaronder carbonzuren, fenolen, suikerachtige ringen, chinonen en aminozuurderivaten..
Humusstoffen, waarvan humuszuren een onderdeel zijn, worden verspreid in bodems, natuurlijke wateren en sedimenten, aangezien ze het resultaat zijn van de afbraak van plantaardige, dierlijke en natuurlijke resten.
Humuszuren maken deel uit van humus en hebben het vermogen om plantengroei en voeding te verbeteren, omdat ze ervoor zorgen dat voedingsstoffen langer in de grond worden vastgehouden, zodat ze beschikbaar zijn voor planten.
Het zijn amfifiele verbindingen, dat wil zeggen dat ze delen hebben die verband houden met water en delen die water afstoten, allemaal binnen hetzelfde molecuul.
Vanwege hun -OH- en -COOH-groepen kunnen ze complexen vormen met metaalionen of kationen.
Dankzij hun koolwaterstofketens of aromatische delen kunnen ze polycyclische aromatische moleculen die giftig zijn, oplossen en in zichzelf vergrendelen. Bovendien kunnen ze mogelijk worden gebruikt in de kankergeneeskunde en bij de bereiding van effectievere farmaceutische producten..
Artikel index
Humuszuren bevatten verschillende functionele groepen waarvan de hoeveelheden afhangen van de geografische oorsprong van het humuszuur, de leeftijd, de omgevings- en biologische omstandigheden en het klimaat waarin het molecuul is geproduceerd. Om deze reden is de precieze karakterisering ervan moeilijk geworden.
De belangrijkste functionele groepen zijn fenolisch, carboxylzuur, enolisch, chinon, ether, suikers en peptiden.
De functionele groepen die het zijn belangrijkste kenmerken geven, zijn de fenol-, carboxyl- en chinongroepen..
De grote structuur van een humuszuur bestaat uit hydrofiele delen van -OH-groepen en hydrofobe delen van alifatische ketens en aromatische ringen..
- Humuszuren.
- HA of HAs Humuszuren.
Amorfe vaste stoffen.
Hun molecuulgewichten variëren van 2,0 tot 1300 kDa.
Een Da of Dalton is 1,66 x 10 waard-24 gram.
Humuszuren zijn de fractie van humusstoffen die oplosbaar is in alkalisch waterig medium. Ze zijn gedeeltelijk oplosbaar in water. Onoplosbaar in zuur medium.
Het oplossen in water is complex omdat humuszuren geen individuele component zijn, maar een mengsel van componenten, waarvan slechts enkele in water oplosbaar zijn..
De oplosbaarheid kan variëren afhankelijk van de samenstelling, de pH en de ionsterkte van het oplosmiddel..
Humuszuurmoleculen hebben over het algemeen een hydrofiel of waterachtig deel en een hydrofoob deel, dat water afstoot. Daarom wordt er gezegd dat ze amfifiel zijn.
Vanwege hun amfifiele karakter vormen humuszuren in een neutraal of zuur medium structuren die lijken op die van micellen, pseudomicellen genaamd..
Het zijn zwakke zuren, die worden veroorzaakt door fenol- en carboxylgroepen.
De groepen van het chinon-type zijn verantwoordelijk voor de vorming van reactieve zuurstofsoorten, aangezien ze worden gereduceerd tot halffabrikaten en vervolgens tot hydrochinonen die zeer stabiel zijn..
Door de aanwezigheid van fenol- en carboxylgroepen in humuszuurmoleculen kunnen ze de groei en voeding van planten verbeteren. Dergelijke groepen kunnen ook de vorming van complexen met zware metalen bevorderen. En ze verklaren ook de antivirale en ontstekingsremmende werking.
Aan de andere kant houdt de aanwezigheid van chinon-, fenol- en carboxylgroepen verband met hun antioxiderende, fungicide, bacteriedodende en antimutagene of demutagene eigenschappen..
In alkalisch milieu lijden de carboxyl- en fenolgroepen aan het verlies van protonen H.+, wat het molecuul negatief geladen laat in elk van die groepen.
Hierdoor worden negatieve ladingen afgestoten en rekt het molecuul uit..
Naarmate de pH daalt, worden de fenolische en carboxylgroepen opnieuw geprotoneerd en houden de afstotende effecten op, waardoor het molecuul een compacte structuur aanneemt, vergelijkbaar met die van micellen..
In dit geval wordt geprobeerd de hydrofobe delen binnen het molecuul te plaatsen en de hydrofiele delen zijn in contact met het waterige medium. Deze structuren zouden pseudo-micellen zijn.
Vanwege dit gedrag wordt gesteld dat humuszuren reinigende eigenschappen hebben.
Bovendien vormen ze intramoleculaire aggregaten (binnen hun eigen molecuul), gevolgd door intermoleculaire aggregatie (tussen verschillende moleculen) en precipitatie..
Humuszuren kunnen polycyclische aromatische koolwaterstoffen oplosbaar maken die giftig en kankerverwekkend zijn en relatief onoplosbaar in water..
Deze koolwaterstoffen worden opgelost in het hydrofobe hart van de pseudo-micellen van humuszuren..
Humuszuren interageren met metaalionen in een alkalische omgeving waar kationen of positieve ionen werken om de negatieve ladingen van het humuszuurmolecuul te neutraliseren..
Hoe hoger de lading van het kation, hoe effectiever het is bij het vormen van pseudo-micellen. De kationen bevinden zich op thermodynamisch geprefereerde plaatsen in de structuur.
Dit proces genereert humuszuur-metaalcomplexen die een bolvorm krijgen..
Deze interactie is afhankelijk van het metaal en de oorsprong, het molecuulgewicht en de concentratie van het humuszuur..
Humuszuren kunnen worden gewonnen uit organisch materiaal in de bodem. De structuren van de verschillende humuszuurmoleculen variëren echter afhankelijk van de locatie van de bodem, de ouderdom en klimatologische omstandigheden..
Er zijn verschillende manieren om dit te verkrijgen. Een daarvan wordt hieronder beschreven.
De grond wordt behandeld met een waterige oplossing van 0,5 N NaOH (0,5 equivalenten per liter) onder een stikstofatmosfeer gedurende 24 uur bij kamertemperatuur. Het geheel wordt gefilterd.
Het basische extract wordt aangezuurd met 2N HC1 tot pH 2 en men laat het 24 uur staan bij kamertemperatuur. Het gecoaguleerde materiaal (humuszuren) wordt door centrifugeren van het supernatant gescheiden.
Het gebruik van humuszuren in de landbouw is praktisch sinds het begin van de landbouwactiviteit bekend omdat ze deel uitmaken van humus.
Humuszuren verbeteren de plantengroei en voeding. Ze werken ook als bodembactericiden en fungiciden en beschermen planten. Humuszuren remmen fytopathogene schimmels en sommige van hun functionele groepen zijn in verband gebracht met deze activiteit.
De aanwezigheid van zwavel (S) - en C = O-carbonylgroepen in het humuszuurmolecuul bevordert de fungistatische activiteit. Integendeel, een hoog gehalte aan zuurstof, aromatische C-O-groepen en bepaalde koolstofatomen die tot suikers behoren, remmen de fungistatische kracht van humuszuur..
Onlangs (2019) is het effect van de toepassing van stikstofmeststoffen met langzame afgifte op de stabilisatie van humuszuren in bodems en hun invloed op gewassen bestudeerd..
Er werd gevonden dat het met biokoolstof beklede ureum de structuur en stabiliteit van humuszuren in de bodem verbetert, waardoor het vasthouden van stikstof en koolstof door de bodem wordt bevorderd en de opbrengst van gewassen wordt verbeterd..
Vanwege het vermogen om pseudo-micellen te vormen in een neutraal of zuur medium, wordt het nut ervan bij het verwijderen van verontreinigende stoffen uit afvalwater en bodems al vele jaren onderzocht..
Metalen zijn een van de verontreinigende stoffen die kunnen worden verwijderd door humuszuren.
Sommige studies tonen aan dat de metaalsorptie-efficiëntie van humuszuren in waterige oplossing de neiging heeft toe te nemen met toenemende pH en humuszuurconcentratie en met afnemende metaalconcentratie..
Er werd ook vastgesteld dat de metaalionen strijden om de actieve plaatsen van het humuszuurmolecuul, die over het algemeen de fenolische -COOH- en -OH-groepen in deze.
Het is nuttig gebleken bij het verhogen van de oplosbaarheid in water van hydrofobe geneesmiddelen.
Zilveren nanodeeltjes (Ag) gecoat met humuszuren werden bereid, die erin slaagden minimaal een jaar stabiel te blijven..
Deze nanodeeltjes van zilver en humuszuur, samen met de antibacteriële eigenschappen van laatstgenoemde, hebben een hoog potentieel voor de bereiding van geneesmiddelen.
Evenzo zijn complexen van carbamazepine, een anti-epilepticum, met humuszuren getest om de oplosbaarheid ervan te verhogen, en het is gebleken dat het medicijn veel beter oplosbaar en effectiever wordt..
Hetzelfde oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid bevorderende effect werd bereikt met complexen van humuszuren en β-caroteen, een voorloper van vitamine A.
Humuszuren zijn sterke bondgenoten bij de behandeling van verschillende ziekten.
Antivirale activiteit van humuszuren is waargenomen tegen onder andere cytomegalovirus en de humane immunodeficiëntievirussen HIV-1 en HIV-2..
Humuszuurmoleculen kunnen virusreplicatie remmen door hun negatieve lading in alkalisch medium te binden aan bepaalde kationische plaatsen op het virus, die nodig zijn om het virus aan het celoppervlak te laten binden..
Humuszuren blijken carcinogene laesie-genezende eigenschappen te hebben. Dit wordt toegeschreven aan de aanwezigheid van chinonen in zijn structuur.
Chinonen genereren reactieve zuurstofsoorten die oxidatieve stress veroorzaken en apoptose van kankercellen induceren door de fragmentatie van hun DNA.
Humuszuren zijn remmers van mutagenese binnen en buiten de cel. Mutagenese is de stabiele wijziging van het genetisch materiaal van een cel die kan worden overgedragen op dochtercellen.
Het vermogen om mutagenese te remmen blijkt te variëren met de samenstelling van humuszuren en hun concentratie.
Aan de andere kant oefenen ze een desmutageen effect uit op mutagene stoffen zoals benzopyreen (polyaromatische koolwaterstof aanwezig in sommige voedingsmiddelen), 2-nitrofluoreen (polyaromatisch koolwaterstofproduct van verbranding) en 2-aminoantraceen.
Het mechanisme van dit effect zit in de adsorptie van mutageen, daarom zijn humuszuren met grotere structuren het meest effectief. Mutageen wordt geadsorbeerd door humuszuur en verliest zijn mutagene activiteit.
Aangenomen wordt dat dit belangrijk is voor bescherming tegen carcinogenese..
Vanwege hun vermogen om UV- en zichtbare stralen te absorberen, zijn humuszuren voorgesteld voor gebruik in zonnebrandmiddelen, crèmes tegen veroudering en huidverzorgingsproducten..
Ze kunnen ook worden gebruikt als conserveermiddel in cosmetische producten.
Vanwege zijn antioxiderende eigenschappen is het gebruik ervan voorgesteld als conserveermiddel voor levensmiddelen en als voedingssupplementen..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.