Казеиновые фосфопептиды как наноструктуры для солюбилизации железа
Исследование биохимического потенциала казеиновых фосфопептидов в виде наноструктур, оценка их адгезивных свойств, технологические параметры. Разработка и создание биологически активной добавки, содержащей железо в органической хелатированной форме.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.08.2013 |
| Размер файла | 16,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Казеиновые фосфопептиды как наноструктуры для солюбилизации железа
И.С. Хамагаева, А.В. Кривоносова
Концепция оптимального питания предполагает в качестве одного из важнейших условий сохранения здоровья человека адекватную обеспеченность его организма как макро-, так и микронутриентами, в том числе и эссенциальными микроэлементами, в частности железом.
Железодефицитные состояния по-прежнему остаются актуальной и, во многих отношениях, не решенной проблемой современной медицины. Недостаток железа в организме приводит ко многим негативным последствиям. Одним из них является развитие железодефицитной анемии.
Учитывая, что в повседневной жизни человек потребляет железо в составе растительных и животных продуктов и что наличие аминокислот и пептидов, а также белков животного происхождения способствуют лучшему усвоению организмом этого микроэлемента, представляется целесообразным обогащать рационы питания именно органическими формами железа.
По нашему мнению, наиболее удобным объектом для биотехнологического получения железа в органической форме являются пропионовокислые бактерии, которые обладают способностью синтезировать значительное количество гемсодержащих ферментов и корриноидов, повышающих усвоение железа.
Известно, что железо в организме может всасываться только в виде Fe2+. Однако двухвалентное железо подвергается быстрому химическому окислению, переходя в нерастворимую, неусвояемую организмом трехвалентную форму.
Для сохранения биодоступности железа привлекательной представляется роль хелатирующих «агентов», которые способствуют солюбилизации минералов, сохраняя их в растворимом состоянии. Одним из представителей такого рода хелаторов являются казеиновые фосфопептиды (СРРs).
Следует отметить, что до сих пор казеиновые фосфопептиды недостаточно изучены и как хелатирующие «агенты» для минералов, и как потенциальные нутрицевтики в питании человека. Кроме того, в литературе отсутствуют данные о влиянии СРРs на солюбилизацию железа. Поэтому исследование железосвязывающей способности СРРs представляет большой интерес.
Целью работы является исследование влияния казеиновых фософопептидов на солюбилизацию двухвалентного железа в питательной среде для культивирования пропионовокислых бактерий.
СРРs - это фосфорилированные пептиды, образующиеся из казеинов коровьего молока при их переваривании пищеварительными протеиназами. Известно, что металлосвязывающая способность СРРs зависит от степени фосфорилирования. С целью получения гидролизата с максимальным содержанием низкомолекулярных фосфорилированных пептидов и свободных аминокислот, способных в дальнейшем образовывать растворимые комплексы с железом, нами были уточнены технологические параметры выделения СРРs.
При получении СРРs применяли схему одностадийного гидролиза казеината Na с использованием пепсина и трипсина при разной продолжительности гидролиза. Результаты исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Молекулярно-массовое распределение пептидных фракций
|
Время гидролиза, мин |
Диапазон молекулярных масс, кД |
Содержание фракций (%) в диапазоне молекулярных масс, в зависимости от используемого фермента |
||||
|
пепсин 1 % |
пепсин 3 % |
трипсин 1 % |
трипсин 3 % |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
40 |
более 138 |
1,8 |
1,6 |
1,7 |
2,0 |
|
|
138-10,5 |
5,4 |
5,6 |
3,2 |
4,0 |
||
|
10,5-5,1 |
9,5 |
10,3 |
7,8 |
6,2 |
||
|
60 |
более 138 |
2,1 |
1,8 |
1,7 |
2,1 |
|
|
138-10,5 |
6,3 |
5,6 |
4,2 |
4,3 |
||
|
10,5-5,1 |
9,8 |
11,0 |
7,8 |
6,4 |
||
|
120 |
более 138 |
2,2 |
2,3 |
2,2 |
2,1 |
|
|
138-10,5 |
7,1 |
11,2 |
6,2 |
6,4 |
||
|
10,5-5,1 |
11,9 |
18,7 |
10,3 |
10,8 |
||
|
240 |
более 138 |
1,8 |
1,9 |
1,7 |
1,7 |
|
|
138-10,5 |
9,5 |
16,5 |
10,4 |
4,5 |
||
|
10,5-5,1 |
12,9 |
18,1 |
10,9 |
10,4 |
Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что при гидролизе натриевого казеината 3%-м пепсином уже через 120 мин достигается максимальное содержание низкомолекулярных (10,5-5,1 кД или 1-5 нм) структур: 18,7%. Дальнейшее увеличение продолжительности гидролиза не приводит к заметному изменению в содержании низкомолекулярных фракций. Кроме того, полученные данные позволяют утверждать, что проведение гидролиза пепсином существенно эффективнее по сравнению с трипсином. Так, при одной и той же концентрации фермента (3%) низкомолекулярных пептидных фракций при гидролизе пепсином образуется в 1,7 раза больше, чем при гидролизе трипсином.
Таким образом, с учетом определения молекулярно-массового распределения пептидных фракций были выбраны оптимальные технологические параметры выделения казеиновых фосфопептидов в наноформе. биологический добавка железо фосфопетид
На следующем этапе исследований в питательную среду вносили различные дозы водного раствора СРРs и сульфата железа. За процессом связывания железа следили по количеству образованного хелатированного Fe2+ (% железа, оставшегося в двухвалентной форме от первоначальной дозы). Результаты исследований (средние показатели по всем изученным штаммам) представлены на рисунке 1.
Как показывают данные, представленные на рисунке 4, наличие в среде казеиновых фосфопептидов способствует солюбилизации железа и сохранению его в виде Fe2+ ионов. Максимальное количество растворимых комплексов железа (90-95%) образуется при внесении 20% водного раствора казеиновых фосфопептидов и 0,45 мг/мл сульфата железа.
Интересным является тот факт, что с увеличением дозы FeSO4 степень солюбилизации железа снижается. Это, вероятно, объясняется тем, что СРРs могут связывать только ограниченное число молекул железа, то есть количество ионизированного минерала не должно превышать количество имеющихся анионных гидрофильных участков аминокислот казеиновых фосфопептидов.
Существует мнение, что искусственные хелатные формы минералов при хранении разрушаются и теряют свою эффективность, поэтому они уступают природным органическим солям этих элементов.
В связи с этим исследовали сохранность железа, хелатированного казеиновыми фосфопептидами, в двухвалентной форме в процессе длительного хранения.
Результаты исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2
Влияние СРРs на процесс солюбилизации железа при хранении
|
Штамм |
Содержание СРРs, % |
Содержание Fe2+в среде при хранении (% от первоначальной дозы внесения), сут. |
||||
|
30 |
60 |
90 |
120 |
|||
|
P. freudenrichii subsp. fredenreichii АС-2500 |
контроль |
19,0 |
19,0 |
19,5 |
18,5 |
|
|
10 |
58,0 |
62,0 |
62,5 |
60,0 |
||
|
20 |
88,0 |
88,0 |
88,5 |
88,0 |
||
|
P. cyclohexanicum Kusano АС-2260 |
контроль |
30,0 |
29,5 |
30,0 |
28,5 |
|
|
10 |
69,0 |
70,5 |
70,0 |
69,0 |
||
|
20 |
94,5 |
95,0 |
95,0 |
94,5 |
||
|
P. cyclohexanicum Kusano АС-2259 |
контроль |
32,0 |
32,0 |
30,5 |
29,0 |
|
|
10 |
60,0 |
60,5 |
60,0 |
59,5 |
||
|
20 |
75,0 |
75,0 |
75,5 |
75,0 |
||
|
P. fredenreichii subsp. shermanii АС-2503 |
контроль |
22,0 |
25,0 |
25,5 |
19,0 |
|
|
10 |
66,0 |
67,0 |
66,0 |
63,5 |
||
|
20 |
95,0 |
96,0 |
96,0 |
95,0 |
Данные, приведенные в таблице 6, указывают на то, что в процессе хранения количество хелатированного железа в концентратах, содержащих раствор СРРs, практически не изменилось. Тогда как в контроле наблюдалось значительное снижение содержания растворимых ионов Fe2+.
Совокупность полученных данных указывает на то, что казеиновые фосфопептиды в виде наноструктур являются перспективными хелатирующими агентами для получения новых, биодоступных форм железа.
В результате исследований подобраны оптимальные дозы FeSO4 и водного раствора СРРs, обеспечивающие максимальное количество солюбилизированного железа.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Механические свойства железа. Аллотропия как важное свойство железа. Диаграмма состояния железа. Схема изменений свободных энергий кристаллических модификаций железа. Термический метод анализа. Кривая охлаждения железа. Критические точки чистого железа.
реферат [386,3 K], добавлен 30.03.2011Понятия и классификация нанотехнологий, виды наноструктур. Характеристика способов наноконстуирования. Исследование свойств материалов, применение и ограничения в использовании наноматериалов. Модифицирование сплавов с нанокристаллической решеткой.
курсовая работа [9,1 M], добавлен 14.07.2012Железо как химический элемент, его основные свойства и сферы практического применения. Методы получения железе, промышленные типы месторождений и их оценка, факторы, определяющие ценность. Характеристики главных железных руд Российской Федерации.
реферат [22,9 K], добавлен 23.07.2009Понятие и виды ликвации; причины возникновения и способы устранения. Методика измерения ударной вязкости. Составление диаграммы состояния железо-карбид железа. Механизм бейнитного превращения. Влияние температуры на изменение структуры и свойств стали.
контрольная работа [434,2 K], добавлен 03.09.2014Изучение свойств руды - сырьевого материала металлургического производства. Характеристика основных способов обогащения руды магнетитом, безводной окисью железа и красным железняком. Методы удаления цинка, серы и мышьяка из состава горной породы.
реферат [13,9 K], добавлен 21.01.2012Появление в России первых домен. Первые уральские железоделательные заводы. Применение цилиндрических воздуходувных машин. Устройство современной доменной печи. Восстановление оксида железа до губчатого железа и разложение известнякового флюса в шахте.
реферат [608,6 K], добавлен 27.03.2009Критические температуры превращений железа. Различия критических точек при нагревании и охлаждении. Механические свойства железа. Условия перехода алмаза в графит. Особенности жидкого раствора углерода в железе. Сходство в строении графита и цементита.
презентация [456,8 K], добавлен 29.09.2013Классификация чугунов по составу и технологическим свойствам. Температуры эвтектического и эвтектоидного превращений. Процесс образования графита в сплавах железа с углеродом. Схема образования структур при графитизации. Специальные свойства чугунов.
презентация [7,7 M], добавлен 14.10.2013Исследование уникальных свойств объемных наноструктурных материалов, обладающих необычной атомно-кристаллической решеткой, механические характеристики. Особенности моделей наноструктур, методы их получения, область применения; нанопроволоки и нановолокна.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 11.05.2011Расчет окисления СО в СО2 в процессе непрямого восстановления железа и примесей. Определение шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Теплосодержание чугуна по М.А. Павлову. Анализ диссоциации оксидов железа.
контрольная работа [18,1 K], добавлен 06.12.2013Рассмотрение основных факторов, влияющих на технологические свойства титана и его сплавов. Определение свойств титановых сплавов. Оценка свойств материала для добычи нефти и газа на шельфе. Изучение практики использования в нефтегазовой промышленности.
реферат [146,1 K], добавлен 02.04.2018Создание схемы парового котла типа ПК-41: система подачи топлива и технологические параметры. Анализ выпускаемых измерительных устройств температуры и давления. Разработка системы автоматического контроля и сигнализации. Расчет погрешностей измерения.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 09.05.2014Характеристика роторно-пульсационных аппаратов (РПА). Технологические параметры РПА. Диаметр аппарата, его тепловые и конструктивные параметры, производительность. Ремонт и монтаж установки. Особенности применения РПА в фармацевтической промышленности.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.08.2013Диаграмма стабильного равновесия железо–углерод и процесс образования в чугуне графита – графитизация. Связь структуры чугуна с его механическими свойствами. Особенности маркировки серого чугуна, его основные разновидности и область применения.
контрольная работа [847,3 K], добавлен 17.08.2009Микроструктура и углеродистых сталей в отожженном состоянии, зависимость между их строением и механическими свойствами. Изучение диаграммы состояния железо - углерод. Кривая охлаждения сплавов. Структура белого, серого, высокопрочного и ковкого чугуна.
презентация [1,5 M], добавлен 21.12.2010Требования, предъявляемые к материалам пресс-формы. Расчёт высоты загрузочной камеры, размера стержня. Антифрикционные материалы на основе железа. Упрочнение порошковых материалов. Конструкция детали "втулка". Нормирование технологического процесса.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 14.07.2014Сплав железа с углеродом и другими элементами. Распространение чугуна в промышленности. Передельные, специальные и литейные чугуны. Изготовление литых заготовок деталей. Конфигурация графитовых включений. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
реферат [771,7 K], добавлен 22.08.2011Органолептическая оценка свойств материала. Определение геометрических свойств, поверхностной плотности и характеристик структуры полушерстяной ткани. Определение усадки, драпируемости и жесткости ткани. Составление карты технического уровня качества.
курсовая работа [542,2 K], добавлен 05.03.2012Используемые и перспективные материалы ядерных энергетических установок. Особенности холодной консолидации порошковых материалов. Предварительная подготовка компонентов сплавов; формование заготовок; исследование структуры и коррозионных свойств образцов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 16.04.2012Виды твёрдых растворов. Методы измерения твердости металлов. Диаграмма состояния железо-карбид железа. Диаграмма изотермического превращения аустенита для стали У8, кривая режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 150 НВ.
контрольная работа [38,5 K], добавлен 28.08.2011
