44.5 Структурные и термодинамические аспекты взаимодействий в многокомпонентных системах биополимеров. Физико-химические основы создания стимул-чувствительных биополимерных систем доставки биологически активных веществ

В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: 1. Исследовано взаимодействие основного белка молочной сыворотки β-лактоглобулина с декстрансульфатом методами нефелометрического титрования и дифференциальной сканирующей миклокалориметрии(ДСК) в зависимости от рН 2.5-7.0 и концентрации NaCl 0-500 mM. Определены термодинамические параметры денатурации β-лактоглобулина в смеси с декстрансульфатом как функции рН и концентрации соли. Рассчитаны изотермы связывания β-лактоглобулина с декстрансульфатом на основе данных нефелометрии и микрокалориметрии и проанализированы с использованием моделей Langmuir и McGhee–vonHippel, а также реакции стехиометрического связывания полиэлектролитов. Предложены механизмы, ответственные за изменения олигомерной структуры β-лактоглобулина и его конформационной стабильности в результате комплексообразования с декстрансульфатом. 2. Методами спектроскопии кругового дихроизма и эмиссионной флюоресценции,а также ДСК и турбидиметрии при различных температурах изучено влияние общего заряда карбоксильных групп пектина разной степени метоксилированияи характера распределения заряда вдоль полиуронидной цепи пектина (статистическое или блочное ) на вторичную и локальную третичную структуру лизоцима куриного яйца, его термостабильность и устойчивость к термоагрегации в зависимости от отношения полисахарид/белок (q) в условиях ассоциативных взаимодействий лизоцима и пектина(рН 5.1 и 0.01М NaCl). 3. Исследован гранулометрический состав, термодинамические ифизико-химические свойства крахмалов кукурузы, экстрагированных из разных ее подвидов, относящихся к различным генотипам (wx, ae, su и смешанного типа). Установлено, что увеличение содержания амилозы в кукурузных крахмалах wx- и ае-генотипов сопровождается накоплением дефектных структур в исследуемых крахмалах, что отражаетсяв понижении термодинамических параметров их плавления, измеренных ДСК. Динамическая вязкость гелей изученных крахмалов уменьшается при увеличении содержания в них амилозы и не зависит от генотипа растений, из которого экстрагированкрахмал. 4.С использованием методов (лазерного светорассеяния в статическом, динамическом и электрофоретическом режимах, а также спектрофотометрии) установлены ключевые структурные (меньшая плотность и более открытая архитектура) и термодинамические (термодинамическое сродство к водной среде) параметры,определяющие биодоступность незаменимых биологически активных липидов (-3-линоленовой и -6 линолевой ПНЖК, фосфатидилхолина (ФХ)) из пероральных белково-полисахаридных систем доставки, на основе сывороточных белков молока (ИСБ) и хитозана,в желудочно-кишечном трактеinvitro. 5. Методом ЭПР спектроскопииустановлено, что АЛК приводит к разупорядочению бислоя липосом ФХ (снижение времени вращательной корреляции спиновых зондов 5-доксил- и 16-доксил-стеариновых кислот), которое усиливалось в глубоких слоях липосом при инкапсулировании липосом ФХ-АЛК биополимерами (ИСБ и хитозаном) в их электростатическом комплексе. 5. Установлено, что комплексные частицы, ИСБФХАЛКхитозан, при определённом соотношении компонентов, обладают лучшими пенообразующими свойствами, по сравнению с яичным белком («золотым стандартом» пенообразователя в пищевой промышленности). Это открывает возможности практического использованияэтих комлексов, как инновационных физиологически функциональных пенообразователей. 6. Методом спектрофотометрии изучена способность липосом, реконструированных из липидов важнейших органов мышей (печени и головного мозга), к их инициированному окислению после длительного приема в течение трех месяцев нанолипосомальных комплексов, состоящих из различных вариаций следующих веществ: фосфатидилхолина сои, эфирного масла гвоздики, рыбьего жира и казеината натрия. Установлено, что параметры, характеризующие способность липидов к окислению, уменьшалась в липидах из обоих органов при старении. Применение диет приводило к защите липидов от окисления и приближению исследуемых величин к уровню, характерному для молодых животных.