Аннотация результатов, полученных в 2014 году
Одной из основных задач проекта является создание композиционных ингредиентов для функциональных продуктов питания, обладающих способностью к эффективной защите незаменимых полиненасыщенных кислот (ПНЖК), а именно (омега-3) и (омега-6) от окисления кислородом воздуха. В нашей работе в отчётном году в качестве основных источников (омега-3) и (омега-6) ПНЖК, а также основных объектов исследования, были выбраны взаимодополняющие по составу липиды, а именно фосфолипиды сои (фосфатидилхолин (ФХ) и лизофосфатидилхолин (ЛФХ)) и триглицериды льняного масла. В соответствии с основной задачей проекта работа за отчётный год велась в двух основных направлениях, а именно изучались способности биополимеров и растительных антиоксидантов защищать липиды, содержащие ПНЖК, от окисления. В выбранных для разработки функциональных продуктов питания соотношениях полиненасыщенных липидов (липосом ФХ, мицелл ЛФХ и их композиций с льняным маслом (ЛМ)), была найдена высокая способность пищевых биополимеров (казеината натрия, ковалентных коньюгатов казеината натрия с мальтодекстринами, модифицированных крахмалов, амилозы, амилопектина) защищать липиды от окисления кислородом воздуха. Для объяснения этой способности сформированных комплексных частиц были охарактеризованы их структурные (средневесовая масса; радиус инерции; гидродинамический радиус; архитектура; плотность; площадь сечения; высота; объём; характристическая вязкость; дзета-потенциал) и термодинамические параметры (осмотический второй вириальный коэффициент в уравнении химических потенциалов компонентов, A2, характеризующий силу и характер парных взаимодействий биополимер-биополимер и биополимер- растворитель; молярная энтальпия фазовых переходов в бислое липосом фосфатидилхолина, и при плавлении кристаллических ламелей в гранулах крахмала). Для этого был использован набор таких методов, как статическое и динамическое многоугловое лазерное светорассеяние (ЛС-01, Санкт-Петербург, Россия); динамическое светорассеяние (Zetasizer Nano ZS Malvern (UK)); конфокальный лазерный микроскоп (Leica TCS SP2); атомно-силовой микроскоп (SOLVER P47 (SMENA, NT-MDT, Россия)), дифференциально-сканирующая калориметрия (ДАСМ-4, Пущино, Россия) и вискозиметрия в разбавленных растворах (стеклянный вискозиметр Уббелоде, Россия). На базе полученной информации были сделаны выводы и предположения о молекулярных механизмах формирования комплексных частиц, а также были выявлены ключевые структурные и термодинамические параметры, определяющие их функциональность (способность защищать полиненасыщенные липиды от окисления; способность регулировать высвобождение липидов в модельных условиях желудочно-кишечного тракта in-vitro; растворимость и поверхностную активность). Так к ключевым структурным факторам, определяющим защитную функцию биополимеров можно отнести плотность комплексных частиц с липидами и их более компактную архитектуру. В случае липосом фосфатидилхолина к этим факторам можно также отнести увеличение термодинамической стабильности бислоёв в комплексах с биополимерами, а в случае мицелл лизофосфатидилхолина предполагаемое разрушение мицелл ЛФХ в комплексах, которое освобождает большое число молекул ЛФХ в интерьере биополимерной частицы, и тем самым обеспечивает наибольшую степень её внутренней сшивки, высокую плотность и максимальную степень защиты полиненасыщенных углеводородных цепочек. Кроме того частицы комплексов характеризовались, как правило, более высоким термодинамическим сродством к водной среде, чем индивидуальные биополимеры, что обеспечивало, как их высокую растворимость , так и лучшую пенообразующую способность. Для оценки интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и для изучения способности различных антиоксидантов ингибировать этот процесс используют различные методы, в основе которых лежит измерение концентрации тех или иных продуктов окисления полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). В работе в качестве антиоксидантов исследованы эфирное масло (ЭМ) гвоздики, экстракты имбиря, черного и душистого перца, а также аскорбилпальмитат, которые добавляли к льняному маслу и проводили автоокисление при комнатной температуре. Через 50 сут автоокисления определили содержание жирных кислот и летучих веществ в газовой фазе над образцами льняного масла, содержащего и не содержащего антиоксиданты. Газохроматографически найдено, что все антиоксиданты снижали содержание летучих веществ по сравнению с контрольным образцом. Самыми эффективными антиоксидантами были эфирное масло гвоздики и аскорбилпальмитат. Органолептически найдено, что в процессе хранения образцов окислялись не только ПНЖК льняного масла, но и компоненты экстрактов, в состав которых входит большое число химически активных терпеноидов, каротиноидов, флавоноидов, полифенольных кислот, алкалоидов и т.д. Для подтверждения этой гипотезы было проведено дополнительное исследование изученных образцов льняного масла с антиоксидантами другими методами: в реакции с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП), по величинам перекисных чисел (ПЧ), по концентрации пероксидов (ROOH ) и по содержанию диеновых коньюгатов (ДК). Найдено, что компоненты экстрактов при взаимодействии с реактивными кислородными радикалами давали продукты окисления, имевшие характеристики, близкие с характеристиками продуктов окисления ПНЖК в льняном масле. Установлено, что ЭМ гвоздики сохраняло 88% линоленовой кислоты, тогда как в контроле ее оставалось только 60%. Во всех тестах ЭМ гвоздики и аскорбилпальмитат проявили себя как антиоксиданты. Основываясь на полученных данных были разработаны базовые композиции антиоксидантов, которые включают ЭМ гвоздики, или ЭМ орегано, или ЭМ тимьяна в качестве фенол-содержащих антиоксидантов, аскорбилпальмитат как антиоксидант, эффективно работающий на поверхности раздела липидной и водной фаз. Добавление других ЭМ и экстрактов возможно в любых сочетаниях для получения требуемых органолептических характеристик в дозировках, соответствующих типу пищевого продукта. Эффективным синергетиком в подобного рода композициях будут экстракты паприки и красного перца, которые дополнительно могут придавать продуктам приятный цвет.

Аннотация результатов, полученных в 2015 году
При разработке функциональных композиционных ингредиентов на основе пищевых биополимеров, включающих, наряду с природными растительными антиоксидантами, комбинации полиненасыщенных липидов, содержащие незаменимые омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), мы брали за основу рекомендации по допустимой суточной норме употребления этих биологически активных липидов, а также по их необходимому и достаточному количеству для одной порции функционального продукта, а именно 15 % вес/вес от суточной физиологической потребности человека. Кроме этого, при подборе комбинаций полиненасыщенных липидов мы учитывали данные доказательной медицины, свидетельствующие о необходимости поддержания близкого к эквимассовому соотношения омега-3 и омега-6 ПНЖК в их ежедневном употреблении для достижения, как наибольшего профилактического эффекта, так и наибольшей степени конверсии короткоцепочечных омега-3 ПНЖК (ALA, LA) в более длинноцепочечные (EPA, DHA) в организме человека. Опираясь на эти данные, за отчётный год нами были выбраны и изучены следующие комбинации полиненасыщенных липидов, содержащих эквимассовые количества омега-3 и омега-6 ПНЖК: (1) альфа-линоленовая кислота (ALA) + линолевая кислота (LA); (2) соевый фосфатидилхолин (ФХ (PC)) + ALA; (3) соевый лизофосфатидилхолин (ЛФХ (LPC)) + ALA; (4) соевый фосфатидилхолин (ФХ (PC)) + докозагексаеновая кислота (ДКГ (DHA)) (5) соевый фосфатидилхолин (ФХ (PC)) + триглицериды льняного масла (ЛМ (FO)); (6) соевый лизофосфатидилхолин (ЛФХ (LPC)) + триглицериды льняного масла (ЛМ (FO)). Для защиты выбранных комбинаций полиненасыщенных липидов от окисления был проведён подбор наиболее эффективных растительных антиоксидантов. С этой целью изучили ингибирование автоокисления метиловых эфиров полиненасыщенных жирных кислот, выделенных из льняного масла, эфирными маслами 16 различных пряно-ароматических растений. Найдено, что самыми эффективными антиоксидантами были эфирные масла гвоздики, листьев корицы и орегано, они ингибировали автоокисление эфиров линоленовой кислоты на 60-82%, линолевой - на 76-85%. Антиоксидантные свойства этих ЭМ обеспечивали фенолы - эвгенол, карвакрол и тимол. На основании всех этих данных в качестве основного растительного антиоксиданта для создания пищевых функциональных композиционных ингредиентов, содержащих ПНЖК, было выбрано эфирное масло гвоздики (ЭМГ) из бутонов цветов гвоздичного дерева (Eugenia caryophyllata Thumb) “Plant Lipids Ltd.”, (Индия). В качестве основных пищевых биополимеров для инкапсулирования выбранных комбинаций липидов, стабилизированных и не стабилизированных растительным антиоксидантом, в соответствии с планом, были выбраны натриевая форма основного белка молока (казеинат натрия, SC), а также ковалентные коньюгаты казеината натрия с мальтодекстринами (МД (MD)) (SC + MD), которые в предыдущем году в рамках данного проекта и ранее показали высокую инкапсулирующую способность по отношению к липосомам ФХ и мицеллам ЛФХ. При этом в нашем исследовании мы изучали защитные способности биополимеров и эфирного масла гвоздики по отношению к окислению полиненасыщенных липидов, как по отдельности, так и при их совместном присутствии в композиционном ингредиенте. Проведённые количественные измерения первичных (диеновых гидроперекисей) и вторичных (кетодиенов и малонового диальдегида) продуктов перекисного окисления ПНЖК в процессе хранения (21 день) композиционных ингредиентов на свету при комнатной температуре свидетельствовали о высокой защитной способности, как биополимеров, так и эфирного масла гвоздики для всех изученных систем. При этом важно отметить, что, как правило, при совместном присутствии в композиционном ингредиенте биополимеры и растительные антиоксиданты проявляли синергизм в их защитном действии по отношению к окислению ПНЖК. Для выяснения структурных особенностей композиционных ингредиентов, определяющих их высокие защитные способности по отношению к окислению включённых в них ПНЖК, проводили изучение их общей и локальной структуры. В первую очередь было установлено, что при выбранном соотношении биополимер : полиненасыщенные липиды степень инкапсулирования последних была не менее 95% для всех изученных комбинаций липидов. Кроме этого, было показано, что в составе разрабатываемых композиционно-сложных ингредиентов наряду с эффективным инкапсулированием полиненасыщенных липидов биополимерами наблюдалось связывание ими многих компонентов растительных антиоксидантов. Что, возможно способствовало обнаруженному проявлению синергизма в защитном действии биополимеров и растительных антиоксидантов по отношению к окислению ПНЖК. На основании данных динамического и статического многоуглового лазерного светорассеяния, нами было установлено, что формирование супрамолекулярных комплексов биополимеров с полиненасыщенными липидами и растительными антиоксидантами сопровождается значительной ассоциацией изученных биополимеров, как будто липидные частицы являются эффективными «сшивающими» агентами амфифильных молекул биополимеров за счёт формирования между ними множественных, физических по своей природе, связей (электростатических - между противоположно заряженными функциональными группами, водородных и гидрофобных). Такая «сшивка» молекул исходных биополимеров сопровождалась лишь незначительным возрастанием размеров их комплексов с липидами и растительными антиоксидантами. В результате таких изменений в молярной массе и размерах комплексных частиц мы, как правило, наблюдали значительное возрастание их плотности. Найденные методом лазерного светорассеяния изменения размеров комплексных частиц по сравнению с исходными размерами их компонентов хорошо коррелировали с данными атомно-силовой микроскопии. Изучение состояния бислоёв липосом ФХ и липидного слоя мицелл ЛФХ, исходных и в комбинации с добавленными липидами и растительными антиоксидантами, инкапсулированными и не инкапсулированными биополимерами, проводили методами электронно-парамагнитной резонансной спектроскопии и дифференциально-сканирующей калориметрии. Было достоверно установлено, что триглицериды льняного масла, а также ALA и DHA в отсутствии и в присутствии растительных антиоксидантов (ЭМГ) уменьшают термодинамическую стабильность и микровязкость глубоко лежащих слоёв липидов в бислое липосом ФХ и липидном слое мицелл ЛФХ. Инкапсулирование биополимерами изученных комбинаций липидов приводило к значительному возрастанию, как микровязкости липидных слоёв, так и их термодинамической стабильности. По-видимому, как найденное увеличение степени упаковки углеводородных цепочек ПНЖК в комплексах с биополимерами, так и существенное возрастание плотности комплексных частиц при их формировании, могут препятствовать диффузии кислорода к ненасыщенным углеродным связям ПНЖК, и тем самым способствовать их защите от окисления. При рассмотрении функциональных свойств разрабатываемых композиционных ингредиентов, в дополнение к их высокой защитной способности по отношению к окислению ПНЖК, можно, в первую очередь, выделить их высокую растворимость в водной среде, которая обусловлена их высоким термодинамическим сродством к ней. На что указывают положительные величины вторых вириальных коэффициентов в разложении химических потенциалов компонентов раствора по концентрации композиционного ингредиента. При этом высокий дзета-потенциал, найденный для комплексных частиц, и отражающий их высокий заряд, также способствует увеличению их гидрофильности. Изучение структурных превращений комплексных частиц под воздействием ферментов в модельных условиях желудочно-кишечного тракта in vitro позволили проследить за высвобождением полиненасыщенных липидов на каждой стадии переваривания, а именно во рту, желудке и тонком кишечнике. Максимальная степень высвобождения липидов наблюдалась на стадии переваривания, когда под воздействием пищеварительных ферментов комплексные частицы имели наименьшую молярную массу, и плотность. Гидрофобизация белковой составляющей комплексных частиц под действием пищеварительных ферментов может сопровождаться их ассоциацией в водной среде, что, в свою очередь, может вызывать для инкапсулированных липидов, как замедленное высвобождение, так и обратный захват. Наряду с ферментативным воздействием на комплексные частицы их специфическое взаимодействие с ионным окружением в модельных условиях переваривания, в частности с ионами кальция, также может иметь большое значение для их свойств и поведения в ЖКТ. Кроме того, в опытах in vivo было изучено изменение состава жирных кислот в мозге интактных мышей линии BALB/c с увеличением возраста, под влиянием систематического приема малых доз эфирного масла орегано. Было установлено, что систематический прием малых доз ЭМ орегано значительно увеличивал продолжительность жизни мышей, снижал интенсивность перекисного окисления липидов, улучшал состав жирных кислот мозга стареющих мышей, уменьшая количество насыщенных жирных кислот и обогащая его жизненно важными ПНЖК, уровень которых в процессе старения снижался. Это позволяет рассматривать эфирные масла, и,в частности ЭМ орегано, как новый класс натуральных биологически активных соединений с профилактическим и геропротекторным действием, способным существенно влиять на изменения, происходящие в мозге при старении. На основании данных по изучению антиоксидантной активности большого числа эфирных масел и экстрактов пряно-ароматических растений были разработаны вкусо-ароматические композиции с высокой антиоксидантной активностью по отношению к линоленовой и линолевой кислотам. Из этих композиций были приготовлены функциональные добавки (ФД) с оптимальным составом по ПНЖК и пищевым биополимерам. Добавление ФД к пищевому продукту увеличивало в них содержание белка и мальдекстрина, улучшало текстуру продукта, добавляло функционально необходимое количество полиненасыщенных жирных кислот. С применением ФД были разработаны рецептуры низкожирных фруктовых и ягодных киселей, напитков типа нектаров, желе и муссов. Сравнение вкуса и запаха контрольных и опытных образцов показало, что добавление разработанных функциональных добавок значительно улучшало органолептические показатели всех продуктов. Вкус становился мягким, приобретал насыщенность, снижалось ощущение кислого вкуса. Несмотря на низкое содержание жира в продуктах типа муссов, они имели яркий выраженный сливочный вкус и очень нежную воздушную консистенцию. Таким образом, разработанные функциональные композиционные ингредиенты, в виде хорошо растворимых сухих порошков, можно использовать, как для обогащения ПНЖК уже существующих пищевых продуктов, так и для создания на их основе широкой гаммы новых функциональных продуктов с улучшенными органолептическими свойствами. http://www.foodhydrocolloidstrust.org.uk/ http://www.eurofedlipid.org/meetings/archive

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
В отчётном году мы продолжали работу над молекулярным дизайном легко растворимых в водной среде форм многофункциональных композиционных ингредиентов для обогащения функциональных продуктов питания адекватным количеством защищённых от окисления ПНЖК. При этом мы проводили, как поиск новых пищевых биополимеров, которые способны самопроизвольно на молекулярном уровне формировать наноразмерные и водорастворимые формы систем контролируемой доставки и защиты для ПНЖК, так и поиск оптимальных комбинаций наиболее эффективных растительных антиоксидантов. Так в соответствии с планом были изучены такие пищевые биополимеры, как хитозан (катионный полисахарид)и изолят сывороточных белков. Кроме этого проводилась работа по оценке использования нативных и модифицированных гранул крахмала восковидной кукурузы (CH1505 – дикрахмаладиапат ацетилированный (E 1422) и CR 2010 – дикрахмалфосфат оксипропилированный «сшитый» (E1442)), как макросистем для защиты от окисления таких природных источников ПНЖК, как фосфолипиды сои (фосфатидилхолин (ФХ)и лизофосфатидилхолин (ЛФХ)) в остутствии и в присутствии такого наиболее эффективного растительного антиоксиданта, каким является эфирное масло гвоздики. Кроме того проводилась дополнительная модификация этих крахмалов при помощи ферментативного гидролиза(смесью амилазы и амилоглюкозидазы). Наряду с этим, для достижения понимания молекулярных механизмов, лежащих в основе формирования структуры и функциональных свойств разрабатываемых композиционных ингредиентов, проводилось более глубокое изучение взаимовлияния всех компонентов таких ингредиентов на физико-химические свойства друг друга. При этом в качестве основных использовались следующие физико-химические методы: газо-жидкостная хроматография, лазерное многоугловое светорассеяние в динамическом и статическом режимах, электронно-парамагнитно-резонансная спектроскопия, атомно-силовая микроскопия, измерения дзета-потенциала, дифференциально-сканирующая калориметрия, тензиометрия и спектрофотометрия. В отчётном году изучались следующие комбинации омега-3 и омега-6 ПНЖК: (1) альфа линоленовая кислота (АЛК (ALA)) + линолевая кислота (ЛК (LA)); (2) альфа линоленовая кислота (АЛК (ALA)) + соевый фосфатидилхолин (ФХ (PC)); (3) альфа линоленовая кислота (АЛК (ALA)) + лизофосфатидилхолин (ЛФХ (LPC)); (4) альфа линоленовая кислота (АЛК (ALA)) + арахидоновая кислота (АК (АА)); (5) докозагексаеновая кислота (ДКГ (DHA)) + соевый фосфатидилхолин (ФХ (PC)); (6) докозагексаеновая кислота (ДКГ (DHA)) + арахидоновая кислота (АК (АА)) Для оценки значения соотношения основных ПНЖК в их смешанных комбинациях для устойчивости ПНЖК к окислению было изучено влияние состава смеси ПНЖК в льняном масле на окисление каждой из них. При этом для возможности использования такого высокоточного метода, как газо-жидкостной хроматографии, мы переводили жирные кислоты льняного масла в их метиловые эфиры (МЭЖК) метанолизом. При этом мы сравнили окисление метил линолеата и метил линоленоата в образцах без и с добавлением метилового эфира докозагексаеновой кислоты (МЭДГК). На основании полученных данных можно сделать вывод, что важнейшим фактором, влияющим на устойчивость полиненасыщенных жирных кислот, является их соотношение в природных смесях. Добавление или присутствие полиненасыщенных кислот с числом двойных связей более 4 значительно изменяет интенсивность автоокисления моно-, ди- и три-ненасыщенных кислот. Торможение процессов окисления ПНЖК, осуществляли с помощью экзогенных антиоксидантов. В качестве таковых мы использовали смеси эфирных масел (ЭМ) различных пряно-ароматических растений, при составлении которых основным компонентом были выбраны ЭМ с высокой антиоксидантной (АО) активностью: ЭМ гвоздики, листьев корицы и орегано. В качестве дополнительных - были выбраны ЭМ, которые чаще других используют в производстве ароматизаторов для пищевых продуктов. Так в исследовании использовали свежие эфирные масла, являющиеся промышленными продуктами компании “Plant Lipids Ltd.”, (Индия), полученные из бутонов цветов гвоздичного дерева (Eugenia caryophyllata Thumb.), листьев и коры корицы (Cinnamomum zeylanicum Bl.), высушенных листьев и цветов орегано (Origanum majorana L.), тимьяна (Thymus vulgare L.) и чабера (Satureja hortensis L.),семян кориандра (Coriandrum sativum L.), плодов черного перца (Piper nigrum L.), мациса(Myristica fragrans Houtt.), кожуры лимона (Citrus limon L)., чайного дерева(Melaleuca alternifolia Maid.),семян сельдерея (Apium graveolens L.),тмина (Carvum carvi L.) и кардамона(Elettaria cardamomum L.),корня имбиря (Zingiber officinaleL.),ягод можжевельника(Juniperus communis L.). Для ряда смесей эфирных масел выявлено возможное синергетическое увеличение их антиоксидантного действия на полиненасыщенные жирные кислоты. Тем не менее, для окончательных выводов о наличии синергетических эффектов в смесях ЭМ необходимо провести специальные исследования, в которых будет учитываться влияние концентрации ЭМ на его способность ингибировать окисление МЭЖК. Однако, уже сейчас можно сделать вывод, что в сложных системах, таких как пищевые продукты, наиболее эффективными будут мультифункциональные антиоксиданты или смеси антиоксидантов, действующих по различным механизмам и способных оказывать синергетическое влияние друг на друга. При изучении способностей пищевых биополимеров (хитозана и изолята сывороточных белков) выполнять по отношению к ПНЖК роль наноконтейнеров (защищать ПНЖК от окисления и обеспечивать им хорошую растворимость в водной среде), в первую очередь, было установлено, что с использованием разработанных методик приготовления комплексов степень инкапсулирования липидов была не менее 95% для всех изученных комбинаций. Также было установлено, что, как хитозан, так и изолят сывороточных белков формировали водорастворимые и наноразмерные комплексы с изученными комбинациями липидов. При этом сформированные комплексы имели достаточно высокий заряд (положительный – для хитозана и отрицательный для изолята сывороточных белков) в экспериментальных условиях, что отражалось в величине их дзета-потенциала. Данные ЭПР при этом указывали, что инкапсулирование наполненных ПНЖК липосом хитозаном и изолятом сывороточных белков приводило, как правило, к некоторому увеличению времён вращательной корреляции τC1 и τC2 спинового зонда (16-доксилстеариновой кислоты), а следовательно и микровязкости в бислоях наполненных липосом, что может быть связано с уплотнением бислоя за счет встраивания участков молекул биополимеров. По данным количественной оценки образования первичных (гидроперекисей) и вторичных (кетодиенов и малонового диальдегида (МДА)) продуктов автоокисления ПНЖК, свободных и инкапсулированных биополимерами, (хранение при комнатной температуре и на свету) оба биополимера обеспечивали защиту от окисления инкапсулированным липидам. Однако, степень защиты белком была в несколько раз выше чем хитозаном. Вероятно, что инкапсулирование изученных комбинаций липидов биополимерами замедляло диффузию кислорода к полиненасыщенным углеводородным цепочкам ПНЖК и тем самым способствовало замедлению их окисления. При этом уплотнение бислоёв наполненных липосом, на что указывали данные ЭПР, также способствовало этому замедлению. Оценка защитных свойств крахмалов в отношении окисления ФХ и ЛФХ по накоплению первичных продуктов окисления показала, что наибольшей защитной способностью (до 50%) обладает менее сшитый модифицированный крахмал восковой кукурузы CH1505 - дикрахмаладиапат ацетилированный. При этом добавление антиоксидантов (эфирного масла гвоздики) приводит к дополнительной защите от окисления как чистого ЛФХ, так и его комплексов с крахмалом. Менее устойчивыми к окислению оказались комплексы изученных крахмалов с ФХ. Также за отчётный период для более глубокого понимания роли биополимеров и растительных антиоксидантов в обеспечении найденной ранее в рамках проекта(в 2015 году) защиты липосом фосфатидилхолина, наполненных АЛК и ДГК, от окисления и деградации мы провели целый ряд дополнительных экспериментов, используя электронно-парамагнитно-резонансную спектроскопию (ЭПР), атомно-силовую микроскопию (АСМ) и дифференциально-сканирующую калориметрию (ДСК). При этом со стороны пищевых биополимеров рассматривались казеинат натрия (Каз-Na) и ковалентный коньюгат Каз-Na и мальтодекстрина-SA2 (МД-SA2), а со стороны растительных антиоксидантов – эфирное масло гвоздики и экстракт имбиря. Методом ЭПР было также продолжено изучение влияния совместного действия растительных антиоксидантов, ПНЖК и биополимеров на структурное состояние мицелл лизофосфатидилхолина сои (ЛФХ), а методом АСМ были охарактеризованы размеры и форма комплексных частиц, сформированных взаимодействием ковалентного коньюгата(Каз-Na + МД-SA2) с мицеллами ЛФХ, с добавленной в них АЛК в отсутствии и в присутствии ЭМГ. При этом найденный ярко-выраженный рост степени ассоциации белков и ковалентных коньюгатов (на основе белка и мальтодекстрина) в супрамолекулярных комплексах с липидными частицами, содержащими такой наиболее активный растительный антиоксидант, как эфирное масло гвоздики, может быть связан с большей сшивающей способностью таких липидных частиц, за счёт, как их меньших размеров и, следовательно, большей площади контактов с биополимерами, так и за счёт более лёгкого встраивания участков биополимеров в менее вязкие липидные слои липосом и мицелл. Важно, что при этом всегда наблюдалось в разы или даже на порядки меньшее увеличение размеров супрамолекулярных комплексных частиц по сравнению с размерами чистых биополимеров в водной среде, что приводило к значительному возрастанию плотности комплексных частиц. А это в свою очередь обеспечивало эффективное замедление диффузии молекул кислорода к полиненасыщенным углеводородным цепочкам инкапсулированных ПНЖК и тем самым обеспечивало им эффективную защиту от окисления. В отчётном году для более глубокого понимания влияния ПНЖК, растительных антиоксидантов и биополимеров на фазовое состояние бислоёв фосфатидилхолина в их комплексах мы также провели дополнительное исследование с применением дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК), с помощью которой были получены данные о термодинамических параметрах и энтальпии фазового перехода, ΔHtr, из гелевого состояния в жидкокристаллическое бислоя липосом модельного дипальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ). Данные ДСК свидетельствовали, что как добавление растительных антиоксидантов (ЭМГ и ЭИ), так и комплексообразование с Каз-Na и коньюгатом (Каз-Na + МД-SA2) приводило к кардинальному повышению значения энтальпии фазового перехода ΔHtr, что наиболее ярко было выражено в случае ЭМГ и комплексообразования с биополимерами. Такое возрастание ΔHtr может свидетельствовать либо об упрочнении существующих связей между углеводородными цепочками в бислое, либо о формировании новых связей с участием ЭМГ и биополимеров. Добавление в систему ПНЖК (АЛК и ДГК), напротив, приводило к исчезновению фазового перехода на термограммах, свидетельствуя о жидкокристаллическм фазовом состоянии бислоя уже при комнатной температуре. При этом ни растительные антиоксиданты, ни биополимеры не могли упорядочить бислой и перевести его в гелеподобное состояние. В отчётном году также проводилось изучение структурных превращений комплексных частиц на основе белка под воздействием протеаз (пепсина, трипсина и альфа-химотрипсина) в модельных условиях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) in vitro, что позволило проследить за видоизменением комплексов в желудке и тонком кишечнике. На основании данных статического и динамического лазерного светорассеяния было установлено, что в процессе ферментативного воздействия на комплексные частицы на каждой стадии переваривания значительно падает их плотность и архитектура частиц становится всё более открытой. Такое изменение свойств комплексных частиц способствовало постепенно увеличивающемуся от стадии желудка к стадии кишечника высвобождению инкапсулированных липидов. Однако, очевидно, что для более глубокого понимания поведения комплексных частиц, содержащих инкапсулированные липиды, в условиях ЖКТ требуются дальнейшие систематические исследования с участием фермента- липазы и желчных солей. Также в отчётном году велась работа по разработке экспериментальных образцов инновационных функциональных композиционных ингредиентов, с оптимальным для их функциональности составом и практически применимых для обогащения функциональных пищевых продуктов полиненасыщенными жирными кислотами омега-3 и омега-6. Эта работа основывалась на полученных результатах по изучению, как антиоксидантной активности различных смесей эфирных масел пряно-ароматических растений, так и эффективности в защите ПНЖК от окисления и деградации в супрамолекулярных тройных комплексах (комбинация ПНЖК + растительные антиоксиданты + пищевой биополимер). Со стороны растительных антиоксидантов были разработаны вкусо-ароматические композиции с высокой антиоксидантной активностью, имевшие интенсивный вкус и аромат. Для оценки органолептического качества композиций были приготовлены и продегустированы различные ароматизированные овощные соки, смузи, супы и соусы. На основе составленных вкусо-ароматических композиций были разработаны многофункциональные добавки (МФД)с оптимальным соотношением ПНЖК, растительных антиоксидантов и пищевых биополимеров. Полученные по этим рецептурам МФД использовали в приготовлении овощных соков и супов, а также томатных соусов широкого назначения. Кроме этого, профильно-ранговым методом, было изучено влияние разработанных МФД на органолептическое качество продуктов из тыквы (трёх видов сока с мякотью и супа-пюре) и томатов (трёх видов сока и двух томатных соусов). В 2016 году результаты, полученные в рамках проекта, были представлены в виде 5 устных и 7 стендовых докладов на международных научных конференциях. Также за отчётный год было подготовлено 16 публикаций для открытой печати (из них 3 статьи и 2 обзора, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus, а также дополнительно 7 публикаций, индексируемых только в РИНЦ). http://www.foodcolloids2016.nl/program/poster_presentations http://onlinereg.ru/orgchem2016 http://www.eurofedlipid.org/meetings/archive/ghent2016/ http://www.foodcolloids2016.nl/program/oral_presentations