Аналіз взаємодії моносахаридів з амінокислотами в харчовій сировині квантово-хімічними методами
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.218156Ключові слова:
гідроліз полісахариду, олігосахариди, амінокислоти, квантово-хімічне моделювання, ефективні заряди, цукрозамінники, хімічні зв’язки.Анотація
Об'єктом дослідження є продукти гідролізу полісахариду інуліну (глюкоза, фруктоза) рослинної сировини, що використовуються для виробництва харчових продуктів оздоровчо-профілактичного призначення. Пошук оптимальних умов перетворення полісахаридів у процесах гідролітичного розщеплення на фруктозо-олігосахаридні продукти вимагає ретельного вивчення як хімічного складу сировини, так і взаємодії між компонентами. Це впливає як на стабільність вихідних, проміжних та кінцевих продуктів гідролізу полісахариду, так і на його вивільнення з рослинної сировини та на подальший перебіг його фрагментації. Літературні дані свідчать про те, що хімічний склад вуглеводовмісної рослинної сировини, зокрема вміст мінеральних компонентів, вивчений ще не повністю та вимагає додаткових досліджень і уточнень. Адже макро- та мікроелементи в його складі не тільки є важливими нутрієнтами, але й можуть брати активну участь у перетвореннях органічних компонентів шляхом комплексоутворення на проміжних стадіях цих процесів. Крім того, вимагає до себе уваги і питання можливої взаємодії органічних сполук у складі харчової сировини, зокрема біополімерів, що складають значну частину маси – вуглеводів і білкових сполук. Така взаємодія за звичайних умов практично не вивчалася, але може впливати на перебіг технологічних процесів переробки. Дослідження міжмолекулярних взаємодій, що відбуваються у складних природних системах, часто ускладнюється або відсутністю прямих (селективних) фізичних і фізико-хімічних методів дослідження, або багатокомпонентністю хімічного складу системи, або ж складністю самих об’єктів (речовин) дослідження. Особливо це стосується природних речовин полімерної природи – білків, пептидів, полі- та олігосахаридів. Тому у роботі було приділено особливу увагу вивченню взаємодії цих компонентів. За допомогою квантово-хімічного моделювання досліджено просторову будову молекул інуліну, олігосахаридів та елементарних ланок цих полімерів. Розраховано розподіл ефективних зарядів на атомах вуглеводів, що безпосередньо впливає на їх реакційну здатність. А також створені квантово-хімічні моделі взаємодії білкових речовин рослинної сировини з вуглеводами у вакуумі та в водних розчинах залежно від їх розведення.
Посилання
- Doronin, A. F., Ipatova, L. G., Kochetkova, A. A., Nechaev, A. P., Khurshudian, S. A., Shubina, O. G. (2009). Funktsionalnye pischevye produkty. Vvedenie v tekhnologii. Moscow: DeLi Print, 288.
- Hager, C., Miethchen, R., Reinke, H. (2000). Epimerisation of Carbohydrates and Cyclitols, 17.1 Synthesis of Glycosyl Azides and N-Acetyl Glycosyl Amines of Rare Monosaccharides. Synthesis, 2000 (2), 226–232. doi: http://doi.org/10.1055/s-2000-6250
- Wang, Q., Dordick, J. S., Linhardt, R. J. (2002). Synthesis and Application of Carbohydrate-Containing Polymers. Chemistry of Materials, 14 (8), 3232–3244. doi: http://doi.org/10.1021/cm0200137
- Cherepanov, I. S., Trubachev, A. V., Abdullina, G. M. (2016). Amino-karbonilnye vzaimodeistviia uglevodov s zameschennymi aromaticheskimi aminami. Khimicheskaia fizika i mezoskopiia, 18 (2), 310–315.
- Tomasik, P. (2004). Chemical and functional properties of food saccharides. New York: CRC Press LLC, 399.
- Jing, H., Kitts, D. D. (2004). Antioxidant activity of sugar–lysine Maillard reaction products in cell free and cell culture systems. Archives of Biochemistry and Biophysics, 429 (2), 154–163. doi: http://doi.org/10.1016/j.abb.2004.06.019
- Solozhenkin, P. M., Solozhenkin, O. I., Krausz, S. (2012). Prediction of Efficiency of Flotation Collectors Based on Quantum Chemical Computations. Books of Abstracts. XXVI International Mineral Processing Congress-IMPC. New Delhi, 2, 638.
- Solozhenkin, P. M. (2012). Quantum-chemical and molecular-dynamic aspects of forecasting of properties of collectors of metals from productive solutions of nonferrous metals. Week of the miner 2012. Separate release of the mountain information analytical bulletin (scientific and technical magazine). Publishing house «Mountain book», 1, 431–455.
- Dunning, T. H. (1989). Gaussian basis sets for use in correlated molecular calculations. I. The atoms boron through neon and hydrogen. The Journal of Chemical Physics, 90 (2), 1007–1023. doi: http://doi.org/10.1063/1.456153
- Becke, A. D. (1997). Density-functional thermochemistry. V. Systematic optimization of exchange-correlation functionals. The Journal of Chemical Physics, 107 (20), 8554–8560. doi: http://doi.org/10.1063/1.475007
- Neese, F. (2008). ORCA – an ab initio. Density Functional and Semiempirical program package. Version 2.9. University of Bonn. Available at: http://rossi.chemistry.uconn.edu/chem5326/files/OrcaManual_2_9.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Inna Popova, Olena Mayboroda, Natalia Simurova, Oleksandr Karmashov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
