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

Отчёт 95 стр., 33 рис., 37 табл., 12 источников. В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: 1. Методом флюоресцентной спектроскопии исследован процесс комплексообразования в растворах олигохитозанов СН (DA 1%) и RCH (DA23%) c казеинатом натрия (CAS) в зависимости от отношения концентраций макрокомпонентов в слабокислой (рН 6,0) и слабощелочной (рН 7,4) среде. Определены константы связывания. Установлена область существования нерастворимых комплексов СН/CAS и RCH/CAS. Образующиеся комплексы обладали выраженной бактериостатической активностью по отношению к Грам-положительным и Грам-отрицательным бактериям как при низкой, так и при высокой концентрации белка в кислой среде. Напротив, в слабощелочной среде при высокой концентрации белка активность была сильно подавлена или отсутствовала за счет образования кинетически инертных комплексов хитозана с белком. Предложен метод определения бактериостатической активности комплексов в белоксодержащих мутных средах, позволяющий повысить достоверность тестирования. 2. Методами SDS электрофореза по Лэмли, динамического и электрофоретического светорассеяния, флюоресцентной спектроскопии исследовано влияние эффекта времени прорастания семян гороха в строго контролируемых условиях на молекулярные параметры (гидродинамический размер, поверхностный заряд и поверхностную гидрофобность) и конформационную стабильность глобулинов запасных белков семян гороха. Прорастание семян сопровождается понижением размера и поверхностного заряда макромолекул глобулинов, повышением их поверхностной гидрофобности, а также – понижением крнформационной стабильности глобулинов. Установлено, что наблюдаемые изменения молекулярных параметров и конформационной стабильности глобулинов могут быть использованы для повышения их техно-функциональных свойств. 3. Исследованы морфология, термодинамические и другие физико-химические свойства крахмалов, выделенных из зерна линий мягкой пшеницы, несущих рекомбинантные участки в хромосомах 2А и 7D, а также чужеродной хромосомы 4Th пырея, содержащей гены, контролирующие синтез антоциановых соединений в зерне пшеницы. Показано, что наличие рекомбинантных участков в геноме и чужеродного гена пырея у замещенных линий в сравнении пшеницей материнской линии способствует: формированию крахмальных гранул более правильной округлой формы; увеличению доли крупных гранул (А-типа); повышению термодинамических параметров плавления амилопектина, увеличению комплексного динамического модуля упругости крахмальных гидрогелей и изменению скорости обмена протонов воды при взаимодействии с протонами гидроксилов крахмала. Полученные результаты свидетельствуют о благоприятном влиянии модификации на биофункциональные (повышение антиоксидантной активности) и техно-функциональные свойства крахмала мягких пшениц. 4. На основе фосфатидилхолина сои (ФХ) были получены липосомальные формы различных комбинаций нутрицевтиков, включающих длинноцепочечные ПНЖК, эфирное масло гвоздики, куркумин, витамин Д3, ГАМК. Установлено, что инкапсулирование липосом, нагруженных нутрицевтиками, биополимерами приводило к формированию наноразмерных и водорастворимых супрамолекулярных комплексов, обеспечивающих нутрицевтикам долговременную защиту от окисления и деградации, а также контролируемую биодоступность в пищеварительном тракте. В качестве биополимерной основы были использованы ковалентные конъюгаты, полученные по реакции Майара, а также электростатические комплексы пищевых белков и полисахаридов, включающие такие биополимеры, как казеинат-Na, изолят сывороточных белков молока, мальтодекстрин и хитозан. Комбинацией физико-химических методов (лазерного светорассеяния в статическом, динамическом и электрофоретическом режимах, ЭПР, ТЭМ, тензиометрии, флуориметрии, SDS-ПААГ электрофореза, хромато масс спектрометрии, спектрофотометрии) установлены ключевые структурные факторы и межмолекулярные взаимодействия, лежащие в основе формирования, функциональных свойств и поведения в желудочно-кишечном тракте in vitro супрамолекулярных биополимерных комплексов, содержащих липосомальную форму нутрицевтиков.