Отчет о реализации проекта РНФ 21-76-00045 "Структурные и термодинамические аспекты целенаправленного регулирования биодоступности и биоусвоения нутрицевтиков из биополимерных систем доставки в пищеварительном тракте" за 2022-2023 (итоговый отчет)

В данной работе мы сосредоточились на изучении возможности использования электростатических и ковалентных комплексов между молочными белками (изолятом сывороточных белков молока) и хитозаном (ковалентный конъюгат получали за счет первой стадии реакции Майара, то есть без использования каких-либо вредных химических агентов, для того, чтобы добиться получения принципиально новых форм взаимодействий между выбранными биополимерами для обеспечения максимально эффективных функциональных свойств биополимеров с выбранными биологически активными веществами) для доставки выбранных биологически активных веществ (куркумина, омега-3 ПНЖК, фосфатидилхолина). Варьируя различным соотношением ИСБ – хитозан, а именно, изучив ряд комбинаций (от 1 : 1 до 1 : 9), а также с помощью тщательного анализа характеристики проявления физико-химических свойств в различных условиях мы смогли найти наилучший способ получения водорастворимой формы ковалентного конъюгата (ИСБ – хитозан) (растворимость > 91%) и его комплекса с липосомальной формой биологически активных веществ (фосфатидилхолина, нагруженного омега-3 ПНЖК и куркумином) при рН = 4.5, в которой ИСБ находится в области изоэлектрической точки. Было найдено, что растворимость полученных комплексов была обусловлена высоким зарядом хитозана. Так, нами было обнаружено, что инкапсулирующая способность ковалентного конъюгата достигает 96.76%, а его защитный эффект по отношению к липосомам ФХ достигает 78% на 11 сутки хранения в неблагоприятных условиях (при комнатной температуре, на свету), по сравнению с неинкапсулированной липосомальной формой биологически активных веществ. Аналогично, по отношению к деградации куркумина проявлялся защитный эффект, при этом наилучшие условия для хранения, как и ожидалось, проявлялись в холодильной камере. Для того, чтобы более детально разобраться в молекулярных механизмах, лежащих к основе найденных эффектов, была проведена всесторонняя физико-химическая характеристика полученных объектов с помощью ряда точных физико-химических методов (многоугловое лазерное светорассеяние в статическом и динамическом режимах, измерение дзета потенциала методом электрофоретического светорассеяния, электронная-парамагнитная резонансная спектроскопия, тензиометрия, ИК-спектроскопия, флуорисцентная спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия). Во второй части нашего исследования было проведено изучение поведения полученных комплексных частиц в модельных условиях переваривания ЖКТ in vitro («ротовая полость», «желудок», «тонкий кишечник») в соответствии с международным протоколом INFOGEST. Согласно полученным данным, было обнаружено изменение структурных и термодинамических параметров комплексных частиц в результате их последовательных превращений под действием пищеварительных ферментов. Прежде всего, был установлен выпуск липосом из комплексных частиц, обусловленное, главным образом, значительным понижением плотности частиц. Важным результатом является показанная мукоадгезивность комплексных частиц в желудке, что обеспечивало пролонгированное действие пищеварительных ферментов на комплексные частицы. Кроме того, необходимо отметить, что выпущенные «переваренные» липосомы были способны формировать смешанные мицеллы с желчными солями, что очевидно способствует биоусвоению выбранных биологически активных веществ. Полученные данные могут быть использованы для создания физиологически-функциональных ингредиентов для доставки выбранных биологически активных веществ через пищевые системы (функциональные, обогащенные, специализированные продукты питания), в том числе, с низким содержанием жиров.