Макромолекулярный состав инулина различного происхождения в концентрированном растворе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе представлены исследования молекулярно-массового распределения инулина разного происхождения с целью дальнейшего изучения механизма их самоорганизации в концентрированном растворе. Посредством доступного метода турбидиметрического титрования на основе интегральных и дифференциальных кривых молекулярно-массового распределения рассматривались следующие образцы инулина: коммерческого из топинамбура (А), экспериментального из топинамбура (В) и экспериментального из цикория (С). Обнаружено, что у образцов инулина А и В присутствуют 3 макромолекулярные фракции (изоформы), которые в отдельности имеют узкое молекулярно-массовое распределение. С увеличением концентрации инулина в растворе происходит самоорганизация макромолекул, что приводит к более мутному раствору в точке максимума и появлению новых изоформ. С увеличением концентрации полимера в инулине А наблюдается рост агрегатов для изоформы 3 и 5, в инулине В, наоборот, происходит растворение агрегатов и превращение изоформ из высокой в низкие молекулярные массы. В образце инулина С все 4 изоформы инулина выделяются отчетливо. По результатам исследования взаимодействия макромолекул в концентрированном растворе можно сделать вывод, что метод турбидиметрического титрования вполне может дополнить дорогостоящие методы определения молекулярно-массового распределения полимеров: высокоэффективную эксклюзионную жидкостную хроматографию, ультрацентрифугирование, светорассеивание и другие современные методы. Исследование свойств уникальных по структуре инулинов может значительно расширить спектр их применения.

Об авторах

А. И. Ашуров

Институт химии им. В. И. Никитина Национальной академии наук Республики Таджикистан

Email: ashurboy_1593@mail.ru

З. У. Шерова

Институт химии им. В. И. Никитина Национальной академии наук Республики Таджикистан

Email: sh.zamira_95@mail.ru

А. С. Насриддинов

Институт химии им. В. И. Никитина Национальной академии наук Республики Таджикистан

Email: surayo.usmanova@gmail.com

С. Р Усманова

Институт химии им. В. И. Никитина Национальной академии наук Республики Таджикистан

Email: surayo.usmanova@gmail.com

Х. И. Икроми

Таджикский технологический университет

Email: x_teshaev@yahoo.com

З. К. Мухидинов

Институт химии им. В. И. Никитина Национальной академии наук Республики Таджикистан

Email: zainy@mail.ru

Список литературы

  1. Wan X., Guo H., Liang Y., Zhou C., Liu Z., Li K., et al. The physiological functions and pharmaceutical applications of inulin: a review // Carbohydrfte Polymers. 2020. Vol. 246. P. 116589. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116589.
  2. Afinjuomo F., Abdella S., Youssef S. H., Song Y., Garg S. Inulin and its application in drug delivery // Pharmaceuticals. 2021. Vol. 14. P. 855. https://doi.org/10.3390/ph14090855.
  3. Сербаева Э. Р., Якупова А. Б., Магасумова Ю. Р., Фархутдинова К. А., Ахметова Г. Р., Кулуев Б. Р. Инулин: природные источники, особенности метаболизма в растениях и практическое применение // Биомика. 2020. Т. 12. N. 1. С. 57–79. https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2020-5.
  4. Carlson J. L., Erickson J. M., Lloyd B. B., Slavin J. L. Health effects and sources of prebiotic dietary fiber // Current Developments in Nutrition. 2018. Vol. 2, no. 3. P. 1–8. https://doi.org/10.1093/cdn/nzy005/.
  5. BeMiller J. N. Inulin and konjac glucomannan. In: Carbohydrate chemistry for food scientists. Woodhead, 2019. P. 253–259. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812069-9.00010-8.
  6. Mensink M. A., Frijlink H. W., Van der Voort Maarschalk K., Hinrichs W. L. J. Inulin, a flexible oligosaccharide I: review of its physicochemical characteristics // Carbohydrate Polymers. 2015. Vol. 130. P. 405–419. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.05.026.
  7. Saeed M., Abd El-Hack M. E., Alagawany M., Arain M. A., Arif M., Mirza M. A., et al. Chicory (Cichorium intybus) herb: chemical composition, pharmacology, nutritional and healthily applications // International Journal of Pharmacology. 2017. Vol. 13, no. 4. P. 351–360. https://doi.org/10.3923/ijp.2017.351.360.
  8. Dobrange E., Peshev D., Loedolff B., Van den Ende W. Fructans as immunomodulatory and antiviral agents: the case of Echinacea // Biomolecules. 2019. Vol. 9, no. 10. P. 615. https://doi.org/10.3390/biom.9100615.
  9. Zeaiter Z., Regonesi M. E., Cavini S., Labra M., Sello G., Di Gennaro P. Extraction and characterization of inulin-type fructans from artichoke wastes and their effect on the growth of intestinal bacteria associated with health // BioMed Research International. 2019. Article ID 1083952. https://doi.org/10.1155/2019/1083952.
  10. Watson A. W., Houghton D., Avery P. J., Stewart C., Vaughan E. E., Meyer P. D., et al. Changes in stool frequency following chicory inulin consumption, and effects on stool consistency, quality of life and composition of gut microbiota // Food Hydrocolloid. 2019. Vol. 96. P. 688–698. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.06.006.
  11. Franck A. Technological functionality of inulin and oligofructose // British Journal of Nutrition. 2002. Vol. 87. P. 287–291. https://doi.org/10.1079/BJNBJN/2002550.
  12. Ашуров А. И., Джонмуродов А. С., Мухидинов З. К., Усманова С. Р., Партоев К. Интенсификация процесса получения полисахаридов из корнеклубней топинамбура // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. 2019. N 3. C. 208–214.
  13. Gerschenson L. N., Rojas A. M., Fissore E. N. Fructose, oligofructans, and inulin. Chapter 3. In: Nutraceutical and functional food components. Galanakis Ch. M. (ed.). Waltham, MA, Elsevier Inc., 2017. P. 39–101.
  14. Barclay T., Ginic-Markovic M., Cooper P., Petrovsky N. Inulin – a versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses // Journal of Excipients and Food Chemicals. 2010. Vol. 1, no. 3. P. 27–50.
  15. Ronkart S. N., Deroanne C., Paquot M., Fougnies C., Blecker C. S. Impact of the crystallisation pathway of inulin on its mono-hydrate to hemihydrate thermal transition // Food Chemistry. 2010. Vol. 119, no. 1. P. 317–322. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.06.035.
  16. Silva D. G., Cooper P. D., Petrovsky N. Inulin-derived adjuvants efficiently promote both Th1 and Th2 immune responses // Immunology and Cell Biology. 2004. Vol. 82, no. 6. P. 611–616. https://doi.org/10.1111/j.1440-1711.2004.01290.x.
  17. Dan A., Ghosh S., Moulik S. P. Physicochemical studies on the biopolymer inulin: a critical evaluation of its self-aggregation, aggregatemorphology, interaction with water, and thermal stability // Biopolymers. 2009. Vol. 91, no. 9. P. 687– 699. https://doi.org/10.1002/bip.21199.
  18. Cooper P. D., Carter M. Anti-complementary action of polymorphic “solubility forms” of particulate inulin // Molecular Immunology. 1986. Vol. 23, no. 8. P. 895– 901. https://doi.org:10.1016/0161-5890(86)90075-1.
  19. Shimizu N., Abea A. Characterization of fructans by size-exclusion chromatography: a review. In: Agricultural research updates. Vol. 29. Gorawala P., Mandhatri S. (eds.). Nova Science Publishers Inc., 2020. P. 210–236.
  20. Насриддинов А. C., Ашуров А. И., Холов Ш. Ё., Исмоилов И. Б., Усманова С. Р., Мухидинов З. К. Самоагрегирующие свойства инулина в разбавленном растворе // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 1. С. 38–49. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-1-38-49.
  21. Штанчаев А. Ш., Насриддинов А. С., Тешаев Х. И., Мухидинов З. К., Xаликов Д. Х. Турбидиметрическое титрование зеинa кукурузной муки // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. 2007. T. 50. N 9-10. С. 748–752.
  22. Praznik W., Loppert R., Huber A. Analysis and molecular composition of fructans from different plant sources. In: Recent advances in fructooligosaccharides research. Shiomi N., Benkeblia N., Onodera S. (eds.). Kerala, Research Signpost, 2007. P. 93–117.
  23. Evans M., Gallagher J. A., Ratcliffe I., Williams P. A. Determination of the degree of polymerisation of fructans from ryegrass and chicory using MALDITOF mass spectrometry and gel permeation chromatography coupled to multiangle laser light scattering // Food Hydrocolloids. 2016. Vol. 53. P. 155–162. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.01.015.
  24. Arnon Z. A., Grabarics M., Kreiser T., Raveh A., Pagel K., Gazit E. Inulin nanostructures: the sweetspot of carbohydrate self-assembly // BioRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.07.13.451276.
  25. Gao C., Chen G. Exploring and controlling the polymorphism in supramolecular assemblies of carbohydrates and proteins // Accounts of Chemical Research. 2020. Vol. 53, no. 4. P. 740–751. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00552.
  26. Ma Z., Zhu X. X. Copolymers containing carbohydrates and other biomolecules: design, synthesis and applications // Journal of Materials Chemistry B. 2019. Vol. 7, no. 9. P. 1361–1378. https://doi.org/10.1039/C8TB03162B.
  27. Valencia G. A., Zare E. N., Makvandi P., Gutiérrez T. J. Self-assembled carbohydrate polymers for food applications: a review // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2019. Vol. 18, no. 6. P. 2009–2024. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12499.
  28. Gim S., Zhu Y., Seeberger P. H., Delbianco M. Carbohydrate-based nanomaterials for biomedical applications // WIREs Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2019. Vol. 11, no. 5. P. 1558. https://doi.org/10.1002/wnan.1558.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».