WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Григорович Надежда Викторовна

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ФОРМИРОВАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ ПИЩЕВЫХ БИОПОЛИМЕРНЫХ НАНОСИСТЕМ ДЛЯ ДОСТАВКИ ЛИПОФИЛЬНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

02.00.04 – Физическая химия

Автореферат на соискание учёной степени кандидата химических наук

Москва 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук

Научный консультант: доктор химических наук Мария Германовна Семёнова

Официальные оппоненты: доктор химических наук Александр Сергеевич Татиколов доктор химических наук, профессор Игорь Александрович Ямсков

Ведущая организация: Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

Защита диссертации состоится «14» ноября 2012 г. в 13 часов 30 минут на заседании Диссертационного совета Д 002.039.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля по адресу: 119334, Москва, ул. Косыгина, д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химической физики им. Н. Н. Семёнова Российской академии наук Автореферат разослан « » 2012 года.

Учёный секретарь Диссертационного совета Д 002.039.Кандидат химических наук Л. И. Мазалецкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В соответствии с требованиями сегодняшнего дня, основанными на данных нутрициологии и доказательной медицины, одним из приоритетных направлений развития в области здорового питания населения до 2020 года, принятых Всемирной ассамблеей здравоохранения в 2004 году («Глобальная стратегия по питанию, физической активности и здоровью») и распоряжением Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. № 1873-р, считается направление, связанное с «развитием производства пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми микронутриентами, специализированных продуктов детского питания, продуктов функционального назначения, диетических (лечебных и профилактических) пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище». Однако, эффективное обогащение продуктов питания незаменимыми биологически активными веществами (нутрицевтиками) не является просто решаемой, на первый взгляд, задачей, поскольку за исключением ряда водорастворимых витаминов и полифенолов, большинство из них являются липофильными соединениями, трудно растворимыми в водной среде, а значит и в биологических жидкостях организма человека, что приводит к их низкой биодоступности, а также к недостаточной мембранной проникающей способности и низкой эффективности in vivo. Кроме того, это также обуславливает сложности введения таких липофильных соединений в пищевые системы, особенно обезжиренные или с низким содержанием жира, пользующиеся постоянно растущим спросом в настоящее время. Наряду с этим, большинство нутрицевтиков имеют ненасыщенные углеродные связи в составе молекул, что требует их защиты от окисления кислородом воздуха, а также от деградации в экстремальных условиях окружающей среды при их хранении, переработке и усвоении в желудочно-кишечном тракте человека (высокая температура, ультрафиолетовое излучение, рН, ионная сила, специфические ионы и др.). Таким образом, актуальной задачей, стоящей перед фундаментальной физической химией, является поиск путей и способов контролируемого и эффективного обогащения пищевых продуктов биодоступными незаменимыми липофильными биологически активными веществами (ЛБАВ).

К моменту начала работы над диссертацией основное число исследований в области эффективной доставки биологически активных веществ с помощью полимеров было посвящено разработке макро-, микро- и нано-систем доставки для лекарственных веществ.

При этом, главным образом, использовались синтетические полимеры, такие, как, например, полиэтиленгликоль, полиметилметакрилат, стеароил-поли-N-винилпирролидон, поливиниловый спирт, поли--капролактон и др. Успехи в создании таких систем создали хорошую научную базу для разработки подобных систем доставки для пищевой промышленности. Так, начиная с 2004 года, наблюдался практически экспоненциальный рост активности научных исследований в области разработки систем доставки нутрицевтиков. При этом, одним из главных требований к таким системам доставки является то, что они могут быть созданы только из компонентов, разрешённых к использованию в пищевой промышленности, т.е. в случае полимерных компонентов – это могут быть только пищевые биополимеры, а именно животные и растительные белки и полисахариды.

Таким образом, перед нами стояла актуальная задача разработки и исследования физико-химических свойств нано-размерных систем доставки на основе пищевых биополимеров для ЛБАВ, относящихся к классу нутрицевтиков. При этом, мы пытались подойти к пониманию основных взаимосвязей между структурными и термодинамическими параметрами систем доставки и их функциональностью как в пищевой системе, так и в модельных условиях переваривания в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) человека in vitro.

Цель и задачи работы, основные объекты исследования Целью настоящего диссертационного исследования являлась разработка и изучение физико-химических свойств многофункциональных наноконтейнеров на основе казеината натрия (натриевой формы основного белка молока) и ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами (продуктами ферментативного гидролиза картофельного крахмала с разным декстрозным эквивалентом (ДЭ)) для хранения и контролируемой доставки через обезжиренные пищевые системы такого липофильного нутрицевтика, как фосфатидилхолин сои, в состав молекул которого входят незаменимые жирные кислоты -3 и -6. Такие биополимерные наноконтейнеры, сохраняя высокой уровень функциональности, присущей, как белку, так и мальтодекстринам, должны защитить полиненасыщенный фосфатидилхолин от окисления кислородом воздуха, а также должны обеспечить высокий уровень биодоступности фосфолипида в организме человека.

Для достижения поставленной цели мы планировали решение следующих конкретных задач:

1. Получить комплексы полиненасыщенного фосфатидилхолина сои с казеинатом натрия и исследовать их молекулярную структуру, термодинамические и функциональные свойства в водной среде.

2. Получить ковалентные коньюгаты казеината натрия c мальтодекстринами, имеющими различный декстрозный эквивалент (ДЭ = 2 и 10), и исследовать их молекулярную структуру, термодинамические и функциональные свойства в водной среде. Изучить зависимость этих свойств как от декстрозного эквивалента мальтодекстринов, так и от их соотношения с белком в коньюгатах.

3. Охарактеризовать молекулярную структуру и термодинамические свойства супрамолекулярных комплексов полиненасыщенного фосфатидилхолина сои с ковалентными коньюгатами казеината натрия и мальтодекстринов (пункт 2) в водной среде. Изучить зависимость этих свойств как от декстрозного эквивалента мальтодекстринов, так и от их соотношения с белком в коньюгатах.

4. Охарактеризовать структурное состояние фосфатидилхолина сои в составе супрамолекулярных комплексов как с казеинатом натрия, так и с ковалентными коньюгатами казеината натрия с мальтодекстринами по данным дифференциальной сканирующей калориметрии на модельных липосомах дипальмитоил фосфатидилхолина.

5. Провести поиск оптимальных составов и структур изучаемых супрамолекулярных комплексов, которые могут обеспечить эффективную защиту полиненасыщенного фосфатидилхолина сои от окисления кислородом воздуха.

6. Провести поиск оптимальных составов и структур изучаемых супрамолекулярных комплексов, которые могут обеспечить эффективную биодоступность полиненасыщенного фосфатидилхолина сои в модельных условиях их переваривания в ЖКТ человека in vitro.

7. Охарактеризовать традиционные, присущие биополимерам, функциональные свойства изучаемых супрамолекулярных комплексов, а именно:

- растворимость в водной среде в широком диапазоне рН, в том числе и в области изоэлектрической точки казеината натрия (рН 4.6);

- пенообразующую способность.

Научная новизна работы 1. Впервые, удалось установить прямые корреляции между структурными параметрами наночастиц супрамолекулярных комплексов казеината натрия с липосомами фосфатидилхолина сои (ФТДХ) и их способностью защищать ФТДХ от окисления.

2. Впервые, удалось установить полноту связывания и высвобождения ФТДХ из супрамолекулярных комплексных частиц с казеинатом натрия в процессе их ферментативного гидролиза в условиях, моделирующих in vitro переваривание в ЖКТ человека.

3. Впервые, установлено влияние декстрозного эквивалента (степени полимеризации) мальтодекстринов на структурные и термодинамические параметры их ковалентных коньюгатов с казеинатом натрия в водной среде 4. Впервые, установлено влияние декстрозного эквивалента (степени полимеризации) мальтодекстринов на полноту включения липосом ФТДХ в супрамолекулярные комплексы с ковалентными коньюгатами (мальтодекстрин + казеинат натрия), а также на структурные и термодинамические параметры этих комплексов и на их функциональность (растворимость и пенообразующую способность).

5. Используя термодинамический подход, нам впервые удалось подойти к пониманию состояния липосом ФТДХ в супрамолекулярных комплексах с казеинатом натрия и с ковалентными коньюгатами (мальтодекстрин + казеинат натрия) на примере модельной системы с липосомами дипальмитоил фосфатидилхолина.

6. Впервые, удалось установить прямые корреляции между структурными параметрами наночастиц супрамолекулярных комплексов ковалентных коньюгатов (мальтодекстрин + казеинат натрия) с липосомами ФТДХ и их способностью защищать полиненасыщенный ФТДХ от окисления.

7. Впервые, удалось установить прямые корреляции между структурными и термодинамическими параметрами наночастиц супрамолекулярных комплексов ковалентных коньюгатов (мальтодекстрин + казеинат натрия) с липосомами ФТДХ и полнотой высвобождения ФТДХ из комплексных частиц в процессе их ферментативного гидролиза в условиях, моделирующих in vitro переваривание в ЖКТ человека.

Практическая значимость работы. В первую очередь, проведённое систематическое исследование показало перспективность использования казеината натрия и ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами как наноразмерных супамолекулярных систем доставки для полиненасыщенного ФТДХ, защищающих его от окисления и контролирующих его высвобождение в ЖКТ человека in vitro. Высокая, присущая биополимерам, традиционная функциональность (растворимость и пенообразующая способность) таких систем доставки дают также дополнительную возможность разработки на их основе нового поколения природных пенообразователей, эмульгаторов и стабилизаторов для систем пищевого и фармацевтического назначения. Кроме того, найденные в работе корреляции между функциональностью разработанных наносистем доставки и их структурными и термодинамическими параметрами открывают возможности предсказания, регулирования и молекулярного дизайна широкого круга систем доставки для липофильных биологически активных веществ в практике современных биотехнологических исследований.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Ключевые структурные факторы, контролирующие защиту полиненасыщенного ФТДХ от окисления в его супрамолекулярных комплексах с казеинатом натрия.

2. Термодинамические и структурные параметры супрамолекулярных комплексов казеината натрия с ФТДХ, определяющие их пенообразующую способность.

3. Термодинамические и структурные параметры, определяющие традиционную, присущую биополимерам, (растворимость, пенообразующую способность) и новую (формирование супрамолекулярных комплексов с ФТДХ, защита ФТДХ от окисления, контролируемое высвобождение ФТДХ в желудочно-кишечном тракте человека in vitro) функциональность ковалентных коньюгатов мальтодекстрина с казеинатом натрия.

4. Влияние декстрозного эквивалента мальтодекстринов и их молярного соотношения с белком в ковалентных коньюгатах мальтодекстринов с казеинатом натрия на их традиционную, присущую биополимерам, и новую функциональность.

5. Термодинамическая оценка состояния липосом ФТДХ в супрамолекулярных комплексах с казеинатом натрия и ковалентными коньюгатами мальтодекстринов с казеинатом натрия на примере модельной системы с липосомами дипальмитоил фосфатидилхолина.

Личный вклад автора. Автором изучены труды отечественных и зарубежных учёных в области данного исследования, выполнен основной объём исследований, проведён анализ полученных данных, их теоретическое обобщение и формулировка выводов.

Структура и объем работы Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 14 таблиц и состоит из введения, 4 глав литературного обзора, 2 глав экспериментальной части, 3 глав обсуждения результатов, выводов, а также списка литературы (307 ссылок).

Апробация работы Материалы диссертации были представлены на международных конференциях: ИБХФ РАН – ВУЗы, «Биохимическая физика» (Москва 2009-2011гг.), «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009г. и 2011г.), «Delivery and functionality in complex food systems» (Нидерланды 2009г., Канада 2011г.), «Food Colloids» (Испания 2010г., Дания 2012г.), XXIII Плехановские чтения (Москва 2010г.), «BerlinFOOD2010 PhD conference» (Германия 2010г.), «Биоантиоксидант» (Москва 2010г.), «Производство и потребление пищевых лецитинов: ожидания следующего десятилетия» (Санкт-Петербург, 2010г.), «Модели инновационного развития фармацевтической и медицинской промышленности на базе интеграции университетской науки и индустрии» (Долгопрудный 2011г.), «Lecithin Short Course» (Бельгия 2010г.), «ILPS Phospholipid Congress» (Нидерланды 2011г.), «Экологическая, продовольственная, и медицинская безопасность человечества» (Москва 2011г.), «Питание и здоровье» (Москва 2009г. и 2011г.), «Phospholipids in Pharmaceutical Research» (Германия 2011г.), «Food structures, digestion and health» (Новая Зеландия 2012г.), XIX конференция по крахмалу (Москва, 2012г.) Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 печатных работ, в том числе статьи (1 статья опубликована в журнале, входящем в перечень ВАК, 2 статьи – в зарубежных изданиях, включённых в систему цитирования Web of Science (Sciences Citation Index Expanded)), 6 статей в книгах-сборниках докладов международных конференций с шифром ISBN, а также тезисы 11 устных и 16 стендовых докладов на международных конференциях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ 1. Структурные и термодинамические особенности комплексов казеината натрия с полиненасыщенным ФТДХ, определяющие их многофункциональность, как наноконтейнеров для доставки ФТДХ и как структурообразующих и стабилизирующих агентов для коллоидных систем.

В первую очередь, необходимо отметить найденный высокий уровень (> 90%) связывания липосом ФТДХ (Rh = 50 60 нм) в составе супрамолекулярных наноразмерных (Rh < 200 нм) комплексов с казеинатом натрия. При этом, данные дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), полученные на модельной системе с дипальмитоил фосфатидилхолином, свидетельствовали о сохранении фазового состояния бислоя ФТДХ в таких комплексах (Рис. 1).

Таблица 1 представляет сравнение между структурными и термодинамическими параметрами частиц супрамолекулярных комплексов (казеинат натрия + ФТДХ) и чистого белка, которые были определены комбинацией методов статического и динамического лазерного светорассеяния.

Одной из наиболее важных особенностей Рисунок 1. Термограммы фазового перехода 1,2изменения параметров казеината натрия в дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфатидилхолина результате его взаимодействия с ФТДХ (0.5 10-3М), сверху вниз: чистый ДФТДХ, комплекс ДФТДХ с казеинатом натрия, комплекс (10-3M) является значительное сжатие ДФТДХ с ковалентным коньюгатом Б + SA2 (Rw= исходных частиц белка, которое МД : Б = 2), комплекс ДФТДХ с ковалентным проявляется в существенно более низких коньюгатом Б + MD10 (Rw = 2) в водной среде (CБ =0.5% вес/объём рН 7.0, ионная сила 0.001М) значениях радиуса инерции комплексных частиц при их практически неизменной молярной массе по сравнению с чистым белком (Табл. 1). При этом, когда одновременно наблюдается возрастание молярной массы комплексных частиц, такой эффект сжатия проявляется даже более ярко, как, например, при pH 5.5 и относительно высокой ионной силе (0.1 M). Как следствие наблюдаемого сжатия супрамолекулярные частицы комплексов обладают значительно более высокой плотностью по сравнению с чисто белковыми частицами. Таким образом, на основании полученных данных можно предположить, что амфифильные молекулы ФТДХ действуют как эффективные внутри- и межмолекулярные сшивающие агенты по отношению к частицам казеината натрия во всём изученном диапазоне pH (7.0, 6.0, 5.5) и ионной силы (0.001M, 0.01M, 0.1M).

Таблица 1. Структурные и термодинамические параметры частиц чистого казеината натрия и супрамолекулярных комплексов (казеинат натрия + ФТДХ) в водной среде при различных pH и ионных силах (t = 22 0C).

Условия Супрамолекулярный комплекс эксперимента Казеинат натрия (казеинат натрия + ФТДХ) pH Ионная Rg (нм) Rh (нм) d A2* Rg (нм) Rh (нм) d A2* Mw 10 – 5 = Mw 10 – 5 = сила (кг/м3) (м3 моль-1) (кг/м3) (м3 моль-1) (Дa) RG/ Rh (Дa) RG/ Rh (M) 0.001 179 214 144 1.5 0.72 184 187 122 1.5 1. 17 0.7.0.01 170 222 124 1.8 0.62 8 164 190 88 2.1 0.95 0.1 122 137 111 1.2 1.87 135 157 113 1.4 1. 24 0.001 228 221 127 1.7 0.83 31 224 144 120 1.2 2.96 6.0 0.01 274 208 114 1.8 1.20 29 140 152 107 1.4 1. 0.1 198 189 116 1.6 1.17 225 161 94 1.7 2.14 0.001 235 219 121 1.8 0.89 27 216 150 44 3.4 2.56 5.5 0.01 195 206 107 1.9 0.88 12 177 184 93 2.0 1.13 0.1 241 162 94 1.7 2.23 58 497 108 48 2.3 15.60 2Рисунок 2. Рисунок 3.

Влияние плотности частиц, d, Зависимость уровня комплексов казеината натрия с окисления () ФТДХ (10-3M) на уровень ФТДХ от степени окисления ФТДХ в условиях ассоциации, kMw, ускоренного окисления (Сu2+ (), молекул белка в 10-5 М; 700С, 3ч). Формирование супрамолекулярном комплексов проводили при 40 0C, комплексе.

1ч. Условия экспериментов (рН, Нумерация образцов ионная сила) даны в Табл. 1. соответствует, Нумерация образцов приведена в указанной в подписи соответствии с возрастанием d. к Рис. 2.

Кроме этого, важно отметить, что архитектура случайного клубка (1 < 2), присущая частицам казеината натрия, сохраняется для супрамолекулярных комплексных частиц во всём диапазоне изученных рН и ионных сил. В свою очередь, в случае как чисто белковых, так и комплексных частиц, относительная гидрофильность/ гидрофобность их поверхности может быть охарактеризована величиной моляльного второго вириального коэффициента, A2*, который характеризует термодинамическое сродство полимерных частиц к растворителю (водной среде в нашем случае), и который был измерен методом статического лазерного светорассеяния (Табл. 1). Как более отрицательные, так и менее положительные величины A2*, полученные для комплексных частиц, по сравнению с величинами A2*, характерными для чисто белковых частиц в каждом специфическом случае (Табл. 1), обычно характеризуют более гидрофобную поверхность комплексных частиц по сравнению с белковыми частицами, и наоборот. При этом, такие структурные особенности супрамолекулярных комплексных частиц, как степень ассоциации в них белковых молекул, их архитектура и размер имели определяющее влияние на найденные величины A2*. Таким образом, используя полученные структурные и термодинамические параметры супрамолекулярных комплексных частиц (Табл. 1), мы пытались выяснить основные взаимосвязи между этими параметрами и функциональностью комплексных частиц, как белковых наноконтейнеров для доставки полиненасыщенного ФТДХ и как стабилизаторов коллоидных систем, в частности пен.

1.1. Защита ФТДХ от окисления. Так, во-первых, сопоставление данных по защите ФТДХ от окисления со структурными особенностями его супрамолекулярных комплексных частиц с казеинатом натрия позволяет выделить ключевые структурные факторы, которые контролируют окисление полиненасыщенного фосфолипида. В первую очередь, это плотность наночастиц сформировавшихся комплексов, d, которая рассчитывалась по следующему уравнению: d = (Mw/NA)/ V, где Mw - средневесовая молярная масса, Мw, NA - число Авогадро, V = 4/3 RG3, RG - радиус инерции.

Из приведённой на Рис. 2 диаграммы видно, что при плотности частиц, превышающей величину 2 мг/см3, они практически полностью защищают полиненасыщенный ФТДХ от окисления в изученных условиях. Из этих же данных следует, что при плотности супрамолекулярных комплексных частиц меньшей 2 мг/мл в качестве второго структурного фактора можно выделить степень ассоциации белка в супрамолекулярном комплексе с ФТДХ. Так, из Рис. 3 видно, что уровень окисления ФТДХ тем меньше, чем выше степень ассоциации белка в комплексе, kMw = Mw комплекс/ Mw белок.

1.2. Высвобождение ФТДХ в ЖКТ. Важным требованием к системе доставки является ее способность к контролируемому высвобождению инкапсулированного ЛБАВ в нужных количествах в определенном отделе ЖКТ в ответ на определённые изменения условий окружающей среды. Поэтому, для оценки высвобождения ФТДХ из его супрамолекулярных комплексов с белком мы моделировали процесс переваривания таких комплексов в организме человека in vitro.

Для этого мы последовательно воздействовали на сформированные комплексы основными ферментами ЖКТ, которые могли бы расщепить белковую оболочку комплекса при определённых условиях (Рис. 4). При этом, в качестве примера приведём результаты, полученные для комплексных частиц, сформированных при рН 7.0 и I = 0.001М: количество Рисунок 4.

свободного ФТДХ до начала гидролиза Экспериментальные условия моделирования составило 8.4%, и практически всё количество переваривания супрамолекулярных комплексов биополимеров с ФТДХ в связанного (88.7%) ФТДХ высвободилось на желудочно-кишечном тракте человека стадии переваривания в модельной среде in vitro. Соотношение субстрат : фермент поддерживалось постоянным и равным 1000 : 1.

желудка под действием пепсина (Рис. 14).

1.3. Пенообразующая способность. Кроме этого, было важно, чтобы сформированные супрамолекулярные комплексы казеината натрия с ФТДХ не теряли бы высокой структурообразующей способности, присущей этому белку, и в частности, его пенообразующей способности. Действительно, в диссертационной работе было установлено, что казеинат натрия и ФТДХ, объединённые в супрамолекулярный комплекс, проявляют синергетические свойства и способны при механическом взбивании давать более стабильные пены, которые характеризуются большим временем полураспада, t1/2, по сравнению с чисто белковыми пенами (Рис. 5, 6). Здесь важно отметить, что чистый ФТДХ совсем не образует стабильной пены при выбранной концентрации (10-3 М). При этом сопоставление данных по стабильности пен во времени с молекулярными и термодинамическими параметрами наночастиц комплексов в объёме и на границе раздела Рисунок 5.

Зависимость коэффициента kt1/2 = t 1/2 Б + ФТДХ/ t 1/2 Б увеличения времени полураспада пен стабилизированных супрамолекулярными комплексами казеината натрия с ФТДХ относительно чисто белковых пен, от величины второго вириального коэффициента частиц супрамолекулярных комплексов. (СБ = 1% вес/объём, C ФТДХ = 10-3M, условия экспериментов, отвечающих определённой величине A2*, приведены в Таблице 1).

фаз воздух-вода позволило установить структурные и термодинамические факторы, определяющие стабильность пен во времени (Рис. 5,6). Так зависимость изменения времени полураспада пен от величины A2 показывает (Рис. 5), что существует оптимум в гидрофильно-гидрофобном балансе свойств поверхности образующихся комплексных частиц, который способствует образованию наиболее стабильной пены. Из Рис. 5 видно, что при относительно высокой гидрофобности поверхности комплексных частиц, о чём свидетельствует наиболее отрицательная величина A2*, наблюдается, по-видимому, также возрастание сил притяжения между гидрофобными адсорбционными слоями, что способствует быстрой коалесценции пузырьков воздуха и уменьшает время полураспада пены. В то же время, рост относительной гидрофильности поверхности комплексных частиц (положительные величины A2*) не только препятствует адсорбции комплексов на границе раздела фаз и уменьшает время жизни пен, но и создаёт благоприятные условия для удерживания воды в пространстве между пузырьками воздуха, что также может способствовать стабильности пены.

Рассмотрение, в дополнение к этому, зависимости коэффициента увеличения времени полураспада пен, kt1/2, от величин таких структурных параметров супрамолекулярных комплексных частиц, как их плотности, d, и архитектуры, , (Рис. 6) даёт основание сделать вывод, что хотя термодинамический фактор (величина A2*), по видимому оказывается доминирующим в определении стабильности пен, но такие структурные особенности, как меньшая плотность комплексных частиц и их более компактная архитектура, также могут способствовать формированию более стабильной пены за счёт влияния на структуру и реологические параметры адсорбционных слоёв на пузырьках воздуха в пене.

Рисунок 6.

Б + ФТДХ Б Зависимость коэффициента, kt1/2 = t / t, увеличения времени полураспада пен, 1/2 1/стабилизированных супрамолекулярными комплексами казеината натрия с ФТДХ относительно чисто белковых пен, от величин второго вириального коэффициента, плотности, d, и архитектуры, , частиц супрамолекулярных комплексов. (СБ = 1% вес/объём, C = 10-3M, ФТДХ условия экспериментов, отвечающих определённым величинам A2*, d и приведены в Табл. 1).

2. Структурные и термодинамические особенности ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами, лежащие в основе их традиционной биополимерной функциональности.

Перед началом измерения структурных и термодинамических параметров приготовленных ковалентных коньюгатов, а также изучения их функциональных свойств, была проведена количественная оценка числа молекул мальтодекстринов, связавшихся ковалентно с индивидуальной усреднённой молекулой казеинов (24000 Да), составляющих наночастицу казеината натрия. Для этого использовали количественную оценку потери свободных групп лизина в белке (Таблица 2). Из таблицы 2 видно, что количество молекул мальтодекстринов, ковалентно присоединившихся к индивидуальным молекулам казеина закономерно растёт с возрастанием весового, Rw, или молярного отношения, Rm, МД : Б. Однако, при этом всё бльшее число молекул мальтодекстринов остаётся несвязанными с белком, что по-видимому можно объяснить пространственными затруднениями, вызванными уже присоединившимися к молекулам казеинов молекулами мальтодекстринов. В пользу последнего предположения также свидетельствует бльшее число молекул более низкомолекулярного мальтодекстрина MD10 (10 глюкозных остатков), присоединившихся к индивидуальной усреднённой молекуле казеина, по сравнению с более длинноцепочечным мальтодекстрином SA2 (50 глюкозных остатков).

Таблица 2. Расчёт количества молекул мальтодекстринов, ковалентно связавшихся с индивидуальной усреднённой, по количеству аминокислотных остатков лизина, молекулой казеина (молярная масса 24000 Да).

Rw % связанных Rm*) Число молекул Число аминокислотных мальтодекстрина, несвязавшихся остатков лизина связавшихся с молекул усреднённой мальтодекстрина молекулой казеина Коньюгаты казеината натрия с мальтодекстрином SA0.4 6.89 1.0 1.0 1 12.77 2.6 1.8 0.2 14.96 5.1 2.1 3.5 17.92 12.8 2.5 10.Коньюгаты казеината натрия с мальтодекстрином MD0.4 24.92 5.1 3.4 1.1 37.38 12.8 5.2 7.2 47.60 25.5 6.5 5 61.34 64 8.5 55. *)При расчёте молярного отношения МД : Б = Rm учитывались молярные массы индивидуальных молекул мальтодекстринов и индивидуальной усреднённой молекулы казеинов (24000 Да), включённых в наночастицу казеината натрия.

Таблица 3. Структурные и термодинамические параметры ковалентных коньюгатов казеината натрия (1% вес/об) с мальтодекстринами в водной среде (рН 7.0, ионная сила 0.001М), полученные по данным статического и динамического лазерного светорассеяния.

Rw Rm Эксперимент Расчёт RG, Rh, A2105, d103, = 1/[]103, Mw106, Да Mw106,Да нм нм см3 моль г-2 г мл-RG/Rh г мл-0 0 17.9 17.9 214 144 2.7 1.5 0.7 казеинат натрия + мальтодекстрин SA0.4 1.0 39.8 24.6 259 123 2.7 2.1 0.9 1 2.6 24.6 25.5 243 133 1.7 1.8 0.7 2 5.1 15.6 19.5 219 135 1.1 1.6 1.15 5 12.8 7.3 11.5 126 62 60.0 2.0 0.2 казеинат натрия + мальтодекстрин MD0.4 5.1 7.3 20.3 224 146 0.6 1.5 0.3 2 25.5 14.6 13.3 246 172 1.2 1.4 0.4 5 64 4.4 8.2 188 145 0.3 1.3 0.3 В свою очередь, в таблице 3 представлены измеренные в водной среде структурные и термодинамические параметры ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами, сформировавшихся при различном весовом (Rw)/ молярном (Rm) отношении мальтодекстринов к белку в их прогреваемых смесях. Кроме того в таблице представлены расчётные значения Mw, полученные на основании данных о количестве молекул мальтодекстринов, ковалентно присоединившихся к индивидуальным усреднённым молекулам казеинов, составляющих наночастицу казеината натрия (Табл. 3).

При этом важно отметить, что, как показали расчёты, вклад несвязанных молекул мальтодекстринов в расчётную величину Mw оказался пренебрежимо мал и практически на неё не влиял. Близость же расчётных значений Mw к экспериментально определённым для большинства коньюгатов позволяет предположить отсутствие вклада несвязанных молекул мальтодекстринов в экспериментальную величину Mw. Кроме того, в связи с преимущественным вкладом в величину светорассеяния бльших по размеру частиц, можно с уверенностью предположить, что именно структурные и термодинамические параметры частиц ковалентных коньюгатов казеината натрия и мальтодекстринов были определены экспериментально этим методом.

2.1. Растворимость. Одним из основных функциональных свойств пищевых биополимеров является их растворимость. Эксперимент показал, что образование ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами приводит к существенному увеличению растворимости белка в водной среде во всём изученном диапазоне рН (2 8), что наиболее ярко проявляется в области ИЭТ белка в диапазоне рН от 4.0 до 4.6, где казеинат натрия имеет наиболее низкую растворимость, не превышающую 9% от общего содержания белка в объёме раствора. Рост количества молекул мальтодекстринов, ковалентно присоединённых к молекулам казеинов с возрастанием Rw(Rm) (Табл. 2) приводит к практически полной растворимости белка в ИЭТ (рН 4.6) при Rw = 5. Причём простое смешивание растворов казеината натрия и мальтодекстринов не оказывает положительного влияния на растворимость казеината натрия в области ИЭТ (Рис. 7).

На основании данных статического лазерного светорассеяния, полученных при рН = 7.0, можно предположить, что наблюдаемое увеличение растворимости коньюгатов по Рисунок 7.

сравнению с чистым белком, может быть Растворимость ковалентных коньюгатов вызвано значительным возрастанием их казеината натрия с мальтодекстринами:

MD10 (), SA2 () и простых смесей термодинамического сродства к водной среде, Б + MD10 ( ), Б + SA2 ( ) в водной что выражается в изменении знака второго среде в области ИЭТ белка (рН = 4.6), как вириального коэффициента от отрицательного функция весового отношения, Rw, мальтодекстрина к белку.

к положительному при переходе от чистого белка к коньюгатам (Табл. 3, Рис. 8).

Кроме того, более высокие положительные значения второго вириального коэффициента, найденные для коньюгатов с мальтодекстрином MD10, может быть объяснено более высокой степенью связывания этого мальтодекстрина с белком (Табл. 2).

Данное преимущество коньюгатов оказалось ещё более выраженным в области ИЭТ белка (рН 4.6), где вклад в растворимость коньюгатов мальтодекстринов, имеющих, по сравнению с белком более гидрофильную природу, проявился, например, в положительных значениях вторых вириальных коэффициентов коньюгатов с Rw = 5 (А2* = 22.2 (м3моль-1) для коньюгата с SA2 и А2* = 1317.7 (м3моль-1) для коньюгата с MD10), характеризующих хорошее термодинамическое качество растворителя для них.

В свою очередь, уменьшение положительных значений второго вириального коэффициента с повышением степени связывания мальтодекстринов с белком в коньюгатах, сопровождающееся даже переходом к отрицательным значениям в случае коньюгата, содержащего SA2, может быть связано, главным образом, с последовательной диссоциацией первичных ассоциатов казеината натрия, вызванной ковалентным присоединением увеличивающегося количества мальтодекстринов (Табл. 2, 3). Такая прогрессирующая диссоциация очевидно ведет к экспозиции в водную среду всё бльшего количества гидрофобных частей молекул белка, спрятанных первоначально во внутреннем интерьере первичных белковых ассоциатов.

При этом важно отметить, что как принципиально одинаковая зависимость средневесовых молярных масс, Mw, коньюгатов от весового отношения мальтодекстринов к белку в системе, Rw (не смотря на различный размер (степень полимеризации) мальтодекстринов MD10 и SA2), так и близкие значения Mw коньюгатов при Rw 2 (Табл. 3), дают возможность предположить, что как число взаимодействующих с белком молекул мальтодекстринов (Табл. 2), так и их размер (пространственный фактор) являются важными Рисунок 8. факторами, влияющими на диссоциацию Второй вириальный коэффициент первичных белковых агрегатов. Однако, ковалентных коньюгатов Б + SA2 ( ) и ожидается, что большее число меньших по Б + MD10 ( ) как функция весового отношения, Rw, мальтодекстринов к размеру молекул мальтодекстрина, ковалентно казеинату натрия в коньюгатах (pH = 7.0, присоединённых к белку, как в случае ионная сила 0.001M).

мальтодекстрина MD10, может более значительно увеличить гидрофильность казеина натрия. Это отражается в положительном значении второго вириального коэффициента коньюгата (Б + MD10) при Rw = 5 в отличие от отрицательного значения А2 для коньюгата (Б + SA2).

2.2. Пенообразующая способность. Было показано, что коньюгаты формируют более тонкодисперсные пены по сравнению с белком при нейтральном рН и низкой ионной силе (0.001 M), что может быть причиной некоторого уменьшения их исходного объёма, количественно выраженного снижением значения коэффициента кратности объёма пены по сравнению с объёмом пены, стабилизированной чистым белком. Кроме того, наличие мальтодекстринов в коньюгатах обеспечивает значительное увеличение стабильности пены во времени, что выражается в значительном росте времени полураспада пен, kt1/2, и наиболее ярко проявляется в случае коньюгата, содержащего мальтодекстрин с более высоким декстрозным эквивалентом, MD10 (Рис. 9).

На основании данных светорассеяния, можно сделать вывод, что такая пенообразующая способность коньюгатов может быть объяснена, главным образом, добавлением гидрофильности к адсорбционным слоям на пузырьках воздуха в пене, за счёт ковалентного присоединения мальтодекстринов к казеинату натрия в коньюгатах.

Повышение гидрофильности адсорбционных слоёв усиливает удерживание воды между ними, что, в свою очередь, ведёт к снижению скорости дренажа воды из пены, предотвращая коалесценцию пузырьков воздуха и последующее разрушение пены.

Кроме того, обнаруженная частичная диссоциация исходных ассоциатов казеината натрия, произошедшая в результате ковалентного присоединения бльшего количества низкомолекулярных мальтодекстринов при Rw 2, может также вносить свой вклад в обнаруженную лучшую пенообразующую способность коньюгатов, Рисунок 9.

Коэффициент кратности времени благодаря как увеличению числа поверхностнополураспада пены, kt1/2 = t 1/2КОНЬЮГАТ/ t 1/2 Б активных частиц, так и повышению их как функция весового отношения, Rw, мальтодекстрин : белок в коньюгатах: Б + относительной поверхностной активности за SA2 (), Б + MD10 () (рН = 7.0, ионная счёт большей гидрофобности (Табл. 3.) сила 0.001М).

3. Структурные и термодинамические особенности комплексов ковалентных коньюгатов [казеинат натрия + мальтодекстрин] с ФТДХ, определяющие их функциональность как наноконтейнеров для доставки ФТДХ.

Комплексы между образцами ковалентных коньюгатов и липосомами фосфатидилхолина (ФТДХ) (10-3M) образовывались самопроизвольно в фосфатном буфере при pH 7.0, ионной силе 0.001M, 400C и в присутствии 10% этанола. Растворы биополимеров с липосомами ФТДХ перемешивали в течение одного часа и выдерживали ночь при комнатной температуре для установления равновесия (CБ=1% вес/объём, CФТДХ=10-3M).

Рисунок 10.

Распределение по размерам для частиц липосом чистого ФТДХ ( ), ковалентных коньюгатов Б + SA2 ( ) и Б + MD10 ( ) и комплексов с ФТДХ с ковалентными коньюгатами Б + SA2 ( ) и Б + MD10 ( ): (а) Rw SA2 : Б = 5 (б) Rw MD10 : Б = 5 (pH 7.0, I = 0.001 M CБ=1% вес/объём, CФТДХ=10-3M).

Данные по экстракции диэтиловым эфиром свободного ФТДХ из водных растворов комплексов коньюгатов с ФТДХ свидетельствовали о более чем 90% (в пределах 10% ошибки опыта) связывании ФТДХ коньюгатами. Эти данные подтверждаются данными динамического светорассеяния, которые показали образование одного нового пика комплексов, включающих липосомы ФТДХ и наночастицы коньюгатов. В качестве примера показано распределение частиц образующихся комплексов (коньюгат + ФТДХ) для систем с максимальным содержанием мальтодекстринов в коньюгатах (Рис 10 а, б).

При этом, интересно отметить, что данные дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), полученные на модельной системе с ДФТДХ, свидетельствовали, что бислой ДФТДХ не только не нарушается в комплексе с ковалентными коньюгатами, но даже становится более упорядоченным с увеличением числа присоединённых к белку гидрофильных молекул мальтодекстринов, на что указывают бльшие величины энтальпии (площадь под кривой) фазового перехода для ДФТДХ в коньюгатах (Рис. 1).

3.1. Растворимость. Важно отметить, что комплексы ковалентных коньюгатов с ФТДХ сохраняли такой же высокий уровень растворимости в водной среде в широком диапазоне рН, как и сами коньюгаты, в то время как комплексы с простыми смесями биополимеров теряли свою растворимость в области ИЭТ белка.

3.2. Защита ФТДХ от окисления. Защитные свойства ковалентных коньюгатов по отношению к окислению ФТДХ кислородом воздуха мы оценивали по появлению, как первичных продуктов автоокисления ФТДХ (коньюгированных диеновых гидроперекисей) (Рис. 11 показывает пример таких данных для комплексов ФТДХ с коньюгатами, содержащими SA2), так и конечного продукта окисления (малонового диальдегида, МДА) в условиях ускоренного окисления (10-5 М Cu2+, прогрев в течение 1 часа при 700С) (Рис 12).

Согласно полученным данным, образец чистого ФТДХ имеет ярко выраженную тенденцию к росту количества коньюгированных диеновых гидроперекисей с течением времени, в то Рисунок 11.

время как комплексы ФТДХ с Отношение оптических плотностей в момент ковалентными коньюгатами, независимо от времени t (60 часов) и в начальный момент времени Dt/D0 растворов комплексов ФТДХ с весового соотношения в них биополимеров, ковалентными коньюгатами (Б + SA2) при остаются стабильными по отношению к Rw = 0.4 (а) и Rw = 5 (б) и чистого ФТДХ (в) при 233 нм (pH 7.0, I = 0.001 M, 220С).

окислению кислородом воздуха (Рис. 11).

В результате ускоренного окисления большее количество МДА было обнаружено в образце чистого ФТДХ по сравнению с его комплексами, как с казеинатом натрия, так и с ковалентными коньюгатами (Рис. 12).При этом, оказалось, что уровень защиты ФТДХ от окисления был ниже у коньюгатов и простых смесей по сравнению с чистым белком, и кроме того, коньюгаты с мальтодекстрином SA2, имеющим более высокую степень полимеризации, обеспечивали более высокий уровень защиты, чем коньюгаты с мальтодекстрином MD10.

Для того, чтобы лучше понять этот результат, обратимся к данным светорассеяния (Табл. 4). Рассчитанные на основе данных светорассеяния величины плотности сформированных частиц комплексов показывают снижение плотности с увеличением количества мальтодекстрина в коньюгатах, в обоих случаях и для SA2, и для MD10. При этом, наиболее выраженный спад величины плотности частиц наблюдался для коньюгатов MD10, что может быть причиной их более слабых защитных свойств по сравнению с коньюгатами SA2 (Рис. 12).

В свою очередь, на основании данных светорассеяния, можно заключить, что снижение величин плотности частиц комплексов с ростом Rw в основном обусловлено значительным снижением их молярной массы по сравнению с чисто белковыми комплексами (казеинат натрия + ФТДХ), особенно ярко выраженном в случае комплексов ФТДХ с коньюгатом MD10 (Табл. 4) Важно отметить, что ковалентные коньюгаты казеината натрия с мальтодекстринами SA2 и MD10, в отличие от простых смесей и чистого белка, обеспечивают защиту ФТДХ от окисления не только при нейтральных значениях рН, но и при ИЭТ белка.

Рисунок 12.

Количество малонового диальдегида, выделившегося в результате ускоренного окисления (10-5 М Cu2+, прогрев в течение 1 часа при 70 0С) ФТДХ (10-3М): чистого (), в комплексах с казеинатом натрия ( ), простыми смесями Б + SA2 ( ), Б + MD10 ( ) и ковалентными коньюгатами Б + SA2 ( ), Б + MD10 ( ) (рН 7.0, ионная сила 0.001 М; С Б = 1% вес/объём, C = 10-3M) ФТДХ Таблица 4. Структурные и термодинамические параметры комплексов ковалентных коньюгатов с ФТДХ (10-3 М) в водной среде (рН 7.0, ионная сила 0.001М), полученные по данным статического и динамического лазерного светорассеяния.

Rw Mw 106, RG, Rh, A2105, d103, = RG/Rh 1/[]103, Да нм нм см3 моль г-2 г мл-г мл-0 18.4 187 122 1.5 1.1 0.(казеинат натрия + мальтодекстрин SA2) + ФТДХ 0.4 22.7 232 121 4.3 1.9 0.7 2 25.2 206 98 10.4 2.1 1.1 5 1.6 122 79 1.5 0.3 8.(казеинат натрия + мальтодекстрин MD10) + ФТДХ 0.4 10.8 195 103 6.4 1.9 0.6 1 5.6 155 105 1.5 0.6 0.2 0.5 163 90 1.8 0.05 35.5 8.4 160 217 0.7 0.3 3.На рисунке 13 представлено сравнение количества малонового диальдегида, образовавшегося в водном растворе чистого ФТДХ (10-3 М) и его комплексов с казеинатом натрия, простыми смесями и ковалентными коньюгатами казеината натрия с мальтодекстринами SA2 и MD10 при рН = 4.6. Как видно из рисунка 13, уровень защиты ФТДХ от окисления в комплексах с коньюгатами может достигать 100% ФТДХ при Rw 2, в отличие от чистого белка и его простых смесей с МД. При этом, такая большая степень защиты ФТДХ от окисления обусловлена значительно большей плотностью частиц комплекса в этих условиях, например, 23.7 и 48.2 (г/см3) для комплексов ФТДХ с коньюгатами (Rw = 5), содержащими мальтодекстрины SA2 и MD10, соответственно.

Рисунок 13.

Количество малонового диальдегида, выделившегося в результате ускоренного окисления (10-4 М Cu2+, 96ч хранения при 220С) ФТДХ (10-3М): чистого (), в комплексах с казеинатом натрия ( ), простыми смесями Б + SA2 ( ), Б + MD10 ( ) и ковалентными коньюгатами Б + SA2 ( ), Б + MD10 ( ) (рН 4.6, ионная сила 0.001 М; С Б = 1% вес/объём, C ФТДХ = 10-3M) 3.3. Высвобождение ФТДХ в ЖКТ. В отличие от практически полного высвобождения ФТДХ в желудке из комплексов ФТДХ с казеинатом натрия, в случае комплексов ФТДХ с ковалентными коньюгатами (Рис. 14) мы наблюдали преимущественное высвобождение фосфолипида на стадии переваривания в тонком кишечнике, т.е. под действием не только протеаз, но также и амилазы, эффективно гидролизующей мальтодекстрины. При этом, общее количество высвободившегося ФТДХ составляло не менее 80% в случае коньюгата SA2 и не менее 50% в случае коньюгата MD10. При этом было найдено, что чем большее число молекул мальтодекстринов ковалентно пришито к казеинам (Табл. 2), тем важнее роль амилазы, действующей в тонком кишечнике для эффективного высвобождения ФТДХ из его комплексов с ковалентными коньюгатами этих биополимеров. Таким образом, варьируя биополимерный состав систем доставки, мы можем достичь контролируемого высвобождения ЛБАВ в определённом отделе ЖКТ человека.

Рисунок 14.

Высвобождение (in vitro) ФТДХ из его комплексов с казеинатом натрия и ковалентными коньюгатами казеината натрия с мальтодекстринами SA2 и MD10: перед началом гидролиза ( ), после ферментативного гидролиза на стадии переваривания в ротовой полости ( ), в желудке ( ) и тонком кишечнике ( ).

ВЫВОДЫ:

1. Впервые установлены ключевые структурные факторы комплексов ФТДХ с казеинатом натрия и ковалентными коньюгатами казеината натрия с мальтодекстринами, контролирующие эффективную защиту полиненасыщенного ФТДХ от окисления. Ими являются: плотность комплексных частиц, которая должна быть выше 2 мг/мл для 100% защиты ФТДХ от окисления, и степень ассоциации биополимеров в комплексных частицах при их плотности ниже 2 мг/мл. Найденный же немного более низкий, по сравнению с белком, защитный эффект ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами по отношению к окислению ФТДХ при нейтральном рН объясняется более низкой чем у белка плотностью образованных комплексных частиц в этом случае.

2. Впервые было показано, что бислой модельного фосфатидилхолина (ДФТДХ) сохранял свою целостность в комплексе с казеинатом натрия и даже становился более упорядоченным в комплексе с ковалентными коньюгатами с увеличением числа присоединённых к белку гидрофильных молекул мальтодекстринов.

3. Впервые установлено, что уровень растворимости ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами тем выше в области ИЭТ белка, чем большее количество молекул мальтодекстрина ковалентно присоединяется к белку. При этом роль степени полимеризации (ДЭ) мальтодекстринов проявляется в пространственных ограничениях при ковалентном присоединении мальтодекстринов к белку, т.е. чем выше ДЭ и ниже степень полимеризации, тем больше молекул МД может быть присоединено к белку.

Определено, что 100% растворимость белка в коньюгатах достигалась при пятикратном весовом избытке мальтодекстринов в системе. При этом наблюдаемое увеличение растворимости ковалентных коньюгатов по сравнению с белком объясняется значительным ростом их термодинамического сродства к водной среде.

4. Впервые установлено, что как ковалентное присоединение большого числа молекул мальтодекстрина к частицам казеината натрия, так и дополнительное присоединение большого числа молекул ФТДХ к частицам ковалентных коньюгатов приводит к ярко выраженной диссоциации исходных частиц белка и к изменению гидрофобногидрофильного баланса свойств их поверхности.

5. Впервые установлено, что оптимальное термодинамическое сродство к водной среде комплексных частиц ФТДХ с казеинатом натрия и с ковалентными коньюгатами казеината натрия и мальтодекстринов определяет максимальную стабильность пен, сформированных этими частицами, во времени.

6. Впервые установлено, что практически полное высвобождение ФТДХ из его комплексных частиц с казеинатом натрия наблюдается на стадии их переваривания в желудке под действием пепсина in vitro. Также впервые было найдено, что чем большее число молекул мальтодекстринов ковалентно пришито к казеинам, тем важнее роль амилазы, действующей в тонком кишечнике для эффективного высвобождения ФТДХ из его комплексов с ковалентными коньюгатами этих биополимеров in vitro. При этом, варьируя биополимерный состав комплексов, мы можем добиться контролируемого высвобождения ФТДХ в определённом отделе ЖКТ человека.

7. Таким образом, впервые было показано, что наночастицы казеината натрия и ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами являются эффективными системами доставки для ФТДХ, благодаря их следующим свойствам:

(а) высокой степени связывания ФТДХ (> 90%);

(б) контролируемого высвобождения ФТДХ под действием ферментов ЖКТ in vitro;

(в) высокой степени защиты ФТДХ от окисления кислородом воздуха в условиях авто- и ускоренного окисления.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Список статей опубликованных по теме диссертации:

1. Григорович Н.В., Антипова А.С., Белякова Л.Е., Поликарпов Ю.Н., Семенова М.Г., Моисеенко Д.В., Баранов Б.А. Обезжиренный функциональный десерт для общественного питания. Пищевая промышленность. – 2011- 3 - 42-2. N. V. Grigorovich, D. V. Moiseenko, A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu. N.

Polikarpov, N. Korica, M. G. Semenova and B. A. Baranov. Structural and thermodynamic features of covalent conjugates of sodium caseinate with maltodextrins underlying their functionality. Food and Function. – 2012. – 3 - P. 283-289.

3. M. G. Semenova, A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu. N. Polikarpov, N. V.

Grigorovich and E. N. Tsapkina. Thermodynamic and structural insight into the underlying mechanisms of the phosphatidylcholine liposomes – casein associates co-assembly and functionality. Food and Function. – 2012. – 3 - P. 271-282.

4. Н. В.Григорович, А.С. Антипова, Л. Е. Белякова, Ю. Н. Поликарпов, A. D. de Oliveira Junior, М.

Г.Семёнова, Б. А. Баранов. Коньюгаты казеината натрия с мальтодекстринами как наноконтейнеры для доставки фосфатидилхолина. Труды IX ежегодной международной молодёжной конференции ИБХФ РАН – ВУЗы, «Биохимическая физика», - 2010, 278-283.

5. Н.В.Григорович, Д.В. Моисеенко, A.D. de Oliveira Junior, N. Korica, L. Otten, А.С. Антипова, Л.Е.

Белякова, Ю.Н. Поликарпов, М.Г.Семёнова, Б.А. Баранов. Сравнение потенциальных возможностей использования ковалентных коньюгатов и простых смесей казеината натрия с мальтодекстринами в качестве наноконтейнеров для доставки фосфатидилхолина через пищевые системы. В сборнике научных трудов X ежегодной международной молодёжной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика». - 2011, 55-58.

6. Д.В. Моисеенко, Н.В.Григорович, А.С. Антипова, Л.Е. Белякова, Ю.Н. Поликарпов, М.Г.Семёнова, Б.А. Баранов. Разработка многофункционального пищевого ингредиента на основе комплексов казеината натрия и фосфатидилхолина для стабилизации обезжиренных пищевых систем. В сборнике научных трудов X ежегодной международной молодёжной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика». - 2011, 169-172.

7. M. G. Semenova, A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu.N. Polikarpov, N.V.

Grigorovich, E.N. Tsapkina. Thermodynamic and structural insight into the underlying mechanisms of the phosphatidylcholine liposomes-casein micelles co-assembly and functionality. В сборнике научных трудов 4th International Symposium «Delivery of Functionality in Complex Food Systems Physically-Inspired Approaches from the Nanoscale to the Microscale». - 2011, 65-67.

8. N.V. Grigorovich, D.V. Moiseenko, A.S. Антипова, M.S. Anokhina, L.E. Belyakova, Yu. N.

Polikarpov, M.G. Semenova, B.A. Baranov. Structural and thermodynamic features of covalent conjugates of sodium caseinate with maltodextrins underlying formation, functionality and digestibility of their complexes with phosphatidylcholine. В сборнике научных трудов 4th International Symposium «Delivery of Functionality in Complex Food Systems Physically-Inspired Approaches from the Nanoscale to the Microscale». - 2011, 77-79.

9. D. V. Moiseenko, N. V. Grigorovich, Pietsch V.L., Baran D.A., A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E.

Belyakova, Yu. N. Polikarpov, M. G. Semenova, B.A. Baranov. The potentiality of the use of the conjugates based on sodium caseinate and maltodextrins as a delivery system for hydrophobic nutraceuticals. В сборнике научных трудов XI ежегодной международной молодёжной конференции ИБХФ РАНВУЗы «Биохимическая физика». - 2012, 307–310.

Список тезисов докладов на международных конференциях:

1. N.V. Grigorovich, M.G. Semenova, L.E. Belyakova, Y.N. Polikarpov, A.S. Antipova, B.A. Baranov.

Foam capacity of sodium caseinate micelles, operating as nanovehicles for the delivery of phosphatidylcholine via food systems. The fifth Moscow international congress “Biotechnology: state of the art and prospects of development”. Moscow, Russia, 16-20 March 2009.

2. Grigorovich N.V., Antipova A.S., Belyakova L.E., Polikarpov Y.N., Baranov B.A. and Semenova M.G.

Sodium caseinate - maltodextrin conjugates as nanovehicles for the delivery of phosphatidylcholine. 3-th International Symposium “Delivery of functionality in complex food system: Physically-inspired approaches from nanoscale to microscale”. Wageningen, the Netherlands, 18-21 October.

3. Grigorovich N.V., Antipova A.S., Belyakova L.E., Polikarpov Y.N., A. D. de Oliveira Junior, Baranov B.A. and Semenova M.G. Comparison of potentiality of simple mixtures (sodium caseinate + maltodextrin) and the covalent conjugates of these biopolymers to behave as nanovehicles for the delivery of phosphatidylcholine via food colloids “Food Colloids 2010: On the Road from Interfaces to Consumers” Granada, Spain, March 21th-24th, 204. Grigorovich, N.V., Moiseenko, D.V., Antipova, A.S., Belyakova, L.E., Polikarpov, Y.N., Baranov, B.A.

and Semenova, M.G. Covalent conjugates and simple mixtures of sodium caseinate with maltodextrins as biopolymer nanovehicles for the delivery of lecithin to human body via low-fat food systems «Lecithin Short Course» 10-11 июня 2010 года в г.Гент (Бельгия) 5. Н.В.Григорович. Сравнение свойств ковалентных коньюгатов (казеинат натрия + мальтодекстрин) и простых смесей данных биополимеров как наноконтейнеров для доставки фосфатидилхолина. Сборник трудов XXIII Международных Плехановских чтений, Москва, 2010.

6. Semenova M.G., Belyakova L.E., Polikarpov Y.N., Antipova A.S., Grigorovich N.V., Baranov B.A. and Elena N. Tsapkina. Self-assembled structures of caseins for the delivery of phosphatidylcholine via food systems. 3-th International Symposium “Delivery of functionality in complex food system: Physicallyinspired approaches from nanoscale to microscale”. Wageningen, the Netherlands, 18-21 October 2009.

7. Н. В.Григорович, А.С. Антипова, Л. Е. Белякова, Ю. Н. Поликарпов, A. D. de Oliveira Junior, М.

Г.Семёнова, Б. А. Баранов Коньюгаты казеината натрия с мальтодекстринами как наноконтейнеры для доставки фосфатидилхолина.IX ежегодная международная молодёжная конференция ИБХФ РАН – ВУЗы, «Биохимическая физика», Москва, 9-11 ноября 2009г.

8. Moiseenko, D.V., Grigorovich, N.V., Antipova, A.S., Belyakova, L.E., Polikarpov, Y.N., Baranov, B.A.

and Semenova, M.G. Comparison of the foaming abilities of the biopolymer nanovehicles for phosphatidylcholine based on the sodium caseinate and the covalent conjugates/simple mixtures of sodium caseinate with maltodextrins. Международная конференция BerlinFOOD2010 PhD conference, 8-сентября 2010, Берлин, Германия 9. Grigorovich, N.V, Moiseenko, D.V., Antipova, A.S., Belyakova, L.E., Polikarpov, Y.N., Baranov, B.A.

and Semenova, M.G.Molecular design of novel functional ingredients based on sodium caseinatemaltodextrin conjugates for the delivery of phosphatidylcholine via food colloids.Международная конференция BerlinFOOD2010 PhD conference, 8-10 сентября 2010, Берлин, Германия.

10. M.G. Semenova, L.E. Belyakova, Y.N. Polikarpov, M.S. Anokhina, A.S. Antipova, N.V.

Grigorovich, B. A. Baranov, E. N. Tsapkina. Potentiality of self-assembled structures of caseins in the development of health-promoting ingredient for food colloids. “Food Colloids 2010. On the Road from Interfaces to Consumers”. Granada, Spain, 21-24 March 2010.

11. Семёнова М.Г., Белякова Л.Е., Поликарпов Ю.Н., Антипова А.С., Анохина М.С., Цапкина Е.Н., Григорович Н.В., Моисеенко Д.В., Баранов Б.А. Потенциальные возможности использования самоорганизующихся супрамолекулярных структур казеинов для разработки пищевых ингредиентов, способствующих улучшению здоровья человека. VIII Международная конференция «Биоантиоксидант», Москва, Россия, 4-6 октября 2010 г.

12. Григорович Н.В., Моисеенко Д.В., Антипова А.С., Белякова Л.Е., Поликарпов Ю.Н., Баранов Б.А., Семёнова М.Г. Сравнение эффективности комплексных систем коньюгат/простая смесь (казеинат натрия + мальтодекстрин) в качестве многофункциональных наноконтейнеров для фосфатидилхолина. X ежегодная международная молодёжная конференция ИБХФ РАН – ВУЗы, «Биохимическая физика», Москва, 9-11 ноября 2010г.

13. D. V. Moiseenko, N. V. Grigorovich, Pietsch V.L., Baran D.A., A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu. N. Polikarpov, M. G. Semenova, B.A. Baranov. The potentiality of the use of the conjugates based on sodium caseinate and maltodextrins as a delivery system for hydrophobic nutraceuticals. XI ежегодная международная молодёжная конференция ИБХФ РАН – ВУЗы, «Биохимическая физика», Москва, 9-11 ноября 2011г.

14. Д.В Моисеенко, Н.В. Григорович, А.С. Антипова, Л.Е. Белякова, Ю.Н. Поликарпов, Б.А.Баранов и М.Г. Семёнова. Пенообразующие способности функциональных макроингредиентов на основе комплексов ковалентных коньюгатов казеината натрия и мальтодекстринов с фосфатидилхолином. XII Всероссийский Конгресс диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье», Москва, Россия, 29 ноября – 1 декабря 2011.

15. N.V. Grigorovich, D.V. Moiseenko, A.S. Антипова, M.S. Anokhina, L.E. Belyakova, Yu. N.

Polikarpov, M.G. Semenova, B.A. Baranov. Innovative structure-forming ingredients for low-fat functional food products on the basis of the complexes of soy phosphatidylcholine with covalent conjugates of sodium caseinate and maltodextrins. VI Moscow International Congress “Biotechnology: state of the art and prospects of development”. Moscow, Russia, 21-25 March 2011.

16. D.V. Moiseenko, N.V. Grigorovich, A.S. Antipova, M.S. Anokhina, L.E. Belyakova, Y.N.

Polikarpov, M.G. Semenova, B.A. Baranov. Functional properties of the complexes based on sodium caseinate, maltodextrins and liposomes of soy phosphatidylcholine. International Symposium «Phospholipids in Pharmaceutical Research», Heidelberg, Germany, 12-13 September 2011.

17. Grigorovich N.V., Moiseenko D.V., Antipova A.S., Anokhina M.S., Belyakova L.E., Polikarpov Y.N., Baranov B.A.and Semenova M.G. Relationships between molecular parameters and functional properties of the complexes of covalent conjugates (sodium caseinate + maltodextrin) with soy phosphatidylcholine. 10th ILPS Phospholipid Congress, Rotterdam, the Netherlands, 16-18 September 2011.

18. A.S. Antipova, L.E. Belyakova, Yu.N. Polikarpov, M.S. Anokhina, N.V. Grigorovich, E. N.

Tsapkina and M.G. Semenova. Complex ingredients based on caseins and soy lecithin for functional foods.

10th ILPS Phospholipid Congress, Rotterdam, the Netherlands, 16-18 September 2011.

19. D. V. Moiseenko, N. V. Grigorovich, Pietsch V.L., Baran D.A., A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu. N. Polikarpov, M. G. Semenova, B.A. Baranov. The potentiality of the use of the conjugates based on sodium caseinate and maltodextrins as a delivery system for hydrophobic nutraceuticals. XI ежегодная международная молодёжная конференция ИБХФ РАН-Вузы «Биохимическая физика». – Москва 9-11 ноября 2011.

20. Д.В. Моисеенко, Н.В. Григорович, А.С. Антипова, М.С. Анохина, Л.Е. Белякова, Ю.Н.

Поликарпов, М.Г. Семёнова, Б.А. Баранов. Разработка технологии функционального продукта питания пониженной калорийности, обогащенного фосфатидилхолином. Первый Международный конгресс «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества». Москва, Россия, 14-17 ноября 2011.

21. Н.В. Григорович, Д.В. Моисеенко, А.С. Антипова, М.С. Анохина, Л.Е. Белякова, Ю.Н.

Поликарпов, М.Г. Семёнова, Б.А. Баранов. Молекулярный дизайн ингредиентов для продуктов функционального питания с низким содержания жира. Первый Международный конгресс «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества». Москва, Россия, 1417 ноября 2011.

22. M. G. Semenova, N. V. Grigorovich, D. V. Moiseenko,M. S. Anokhina, A. S. Antipova, L. E.

Belyakova, Yu. N. Polikarpov and E. N. Tsapkina.Role of the character of the protein – polysaccharide interactions in the formation and digestion in-vitro of the ternary complex particles involving phosphatidylcholine along with the biopolymers. «Food structures, digestion and health», Palmerston North, New Zealand, 7-9 March 2023. M. S. Anokhina, A.S. Antipova, N.V. Grigorovich, D. V.Moiseenko, E. N. Tsapkina and M. G.

Semenova. Calorimetric insight into the interactions of covalent conjugates (sodium caseinate + maltodextrins) and phosphatidylcholine liposomes in aqueous medium. «Food structures, digestion and health», Palmerston North, New Zealand, 7-9 March 2024. D. V. Moiseenko, N.V. Grigorovich, A. S. Antipova, M. S. Anokhina, L. E. Belyakova, Yu. N.

Polikarpov, M. G. Semenova and B. A. Baranov. Molecular transformation of the complexes of the covalent conjugates (sodium caseinate + maltodextrins) with lisophosphatidyl choline under the consecutive enzymatic action in the simulated gastro-intestinal conditions in-vitro. «Food structures, digestion and health», Palmerston North, New Zealand, 7-9 March 2025. D.V. Moiseenko, N.V. Grigorovich, A.S. Antipova, M.S. Anokhina, T.A. Misharina, M.B.

Terenina, M. G. Semenova and B.A. Baranov. Encapsulation ability of the covalent conjugates of sodium caseinate with maltodextrins relative to the polyunsaturated lipids. «Food Colloids 2012: Creation and Breakdown of Structure». Copenhagen, Denmark, 15-18 April 2012.

26. Семёнова М.Г., Григорович Н.В., Моисеенко Д.В., Антипова А.С., Анохина М.С., Белякова Л.Е., Поликарпов Ю.Н., Цапкина Е.Н.. Структурные и термодинамические аспекты роли мальтодекстринов в функциональности биополимерных наносистем доставки для полиненасыщенных липидов. XIX Международная конференция по крахмалу, Москва, Россия, 18-сент. 2027. Моисеенко Д.В., Григорович Н.В., Антипова А.С., Анохина М.С., Баранов Б.А., Семёнова М.Г. Системы доставки для полиненасыщенных жирных кислот на основе белка и мальтодекстринов.

XIX Международная конференция по крахмалу, Москва, Россия, 18-20 сент. 20






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.