Научная статья на тему 'ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОЛОЧНЫЙ НАПИТОК, ОБОГАЩЕННЫЙ АСКОРБАТОИЗОЛЕЙЦИНАТОМ ЖЕЛЕЗА (II)'

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОЛОЧНЫЙ НАПИТОК, ОБОГАЩЕННЫЙ АСКОРБАТОИЗОЛЕЙЦИНАТОМ ЖЕЛЕЗА (II) Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
64
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОБОГАЩЕНИЕ МОЛОКА / ТРОЙНОЙ ХЕЛАТНЫЙ / КОМПЛЕКС / АСКОРБАТОИЗОЛЕЙЦИНАТ / ЖЕЛЕЗА (II) / АНТИОКСИДАНТНАЯ / АКТИВНОСТЬ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Блинов А.В., Маглакелидзе Д.Г., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Колодкин М.А.

Пищевые продукты, обогащенные коллоидными формами железа, витаминов и аминокислот, способны выступать в роли дополнительного источника жизненно необходимых нутриентов с целью поддержания постоянства биохимического и элементного состава организмов. Цель работы - разработка функционального молочного напитка, обогащенного аскорбатоизолейцинатом железа (II). Представлены результаты исследования тройного хелатного комплекса - аскорбатоизолейцината железа (II). На основе исследования его оптических свойств методом спектрофотометрии установлено, что в спектре поглощения образца наблюдается полоса на 557 нм, которая характерна для комплекса железа, аскорбиновой кислоты и L-изолейцина. Представлены результаты изучения механизма хелатирования ионов железа витамином С и аминокислотой. Установлено, что наиболее энергетически выгодной конфигурацией является взаимодействие через гидроксильные группы аскорбиновой кислоты, присоединенные к атомам углерода С2 и С3. Полученные данные подтверждаются результатами инфракрасной спектроскопии. Также установлено, что взаимодействие ионов железа с аскорбиновой кислотой и L-изолейцином сопровождается образованием связей Fe-O и Fe-N. Изучена агрегативная устойчивость образцов тройного комплекса, экспериментальные данные обработаны с использованием нейронных сетей и машинного обучения. Получены тернарные поверхности, описывающие взаимное влияние факторов на выходной параметр - изменение оптической плотности. Установлено, что при максимальном времени перемешивания наблюдается разрушение тройного комплекса, которое сопровождается значительным увеличением оптической плотности. В щелочной среде при комнатной температуре и минимальном времени перемешивания наблюдается умеренное изменение величины оптической плотности, что характеризуется стабильностью аскорбатоизолейцината железа (II). На заключительном этапе получили образцы молока, обогащенные тройным комплексом железа. У полученных продуктов исследовали антиоксидантную активность. Установлено, что добавление комплекса позволило увеличить общую антиоксидантную активность молока на 40 %.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Блинов А.В., Маглакелидзе Д.Г., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Колодкин М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FUNCTIONAL MILK DRINK ENRICHED WITH IRON (II) ASCORBATE ISOLEUCINATE

Keywords: MILK ENRICHMENT, TRIPLE CHELATE COMPLEX, IRON (II) ASCORBATE, ISOLEUCINATE, ANTIOXIDANT ACTIVITY

Текст научной работы на тему «ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОЛОЧНЫЙ НАПИТОК, ОБОГАЩЕННЫЙ АСКОРБАТОИЗОЛЕЙЦИНАТОМ ЖЕЛЕЗА (II)»

УДК 615.324

DOI 10.29141/2500-1922-2023-8-3-9 EDN QRQPFK

Функциональный молочный напиток, обогащенный аскорбатоизолейцинатом железа (II)

А.В. Блинов, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Гвозденко н, А.Б. Голик, М.А. Колодкин, З.А. Рехман

Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь, Российская Федерация 0 gvozdenko.1999a@gmail.com

Реферат

Пищевые продукты, обогащенные коллоидными формами железа, витаминов и аминокислот, способны выступать в роли дополнительного источника жизненно необходимых нутриентов с целью поддержания постоянства биохимического и элементного состава организмов. Цель работы - разработка функционального молочного напитка, обогащенного аскорбатоизолейцинатом железа (II). Представлены результаты исследования тройного хелатного комплекса - аскорбатоизолейцината железа (II). На основе исследования его оптических свойств методом спектрофотометрии установлено, что в спектре поглощения образца наблюдается полоса на 557 нм, которая характерна для комплекса железа, аскорбиновой кислоты и L-изолейцина. Представлены результаты изучения механизма хелатирования ионов железа витамином С и аминокислотой. Установлено, что наиболее энергетически выгодной конфигурацией является взаимодействие через гидроксильные группы аскорбиновой кислоты, присоединенные к атомам углерода С2 и С3. Полученные данные подтверждаются результатами инфракрасной спектроскопии. Также установлено, что взаимодействие ионов железа с аскорбиновой кислотой и L-изолейцином сопровождается образованием связей Fe-O и Fe-N. Изучена агрегативная устойчивость образцов тройного комплекса, экспериментальные данные обработаны с использованием нейронных сетей и машинного обучения. Получены тернарные поверхности, описывающие взаимное влияние факторов на выходной параметр - изменение оптической плотности. Установлено, что при максимальном времени перемешивания наблюдается разрушение тройного комплекса, которое сопровождается значительным увеличением оптической плотности. В щелочной среде при комнатной температуре и минимальном времени перемешивания наблюдается умеренное изменение величины оптической плотности, что характеризуется стабильностью аскорбатоизолейцината железа (II). На заключительном этапе получили образцы молока, обогащенные тройным комплексом железа. У полученных продуктов исследовали антиоксидантную активность. Установлено, что добавление комплекса позволило увеличить общую антиоксидантную активность молока на 40 %.

Финансирование: исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-76-00029.

Для цитирования: Блинов А.В., Маглакелидзе Д.Г., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Колодкин М.А, Рехман З.А. Функциональный молочный напиток, обогащенный аскорбатоизолейцинатом железа (II) //Индустрия питания|Food Industry. 2023. Т. 8, № 3. С. 87-96. DOI: 10.29141/2500-1922-2023-8-3-9. EDN: QRQPFK.

Дата поступления статьи: 18 Апреля 2023 г.

Ключевые слова:

обогащение молока; тройной хелатный комплекс;

аскорбато-изолейцинат железа (II);

антиоксидантная активность

Functional Milk Drink Enriched with Iron (II) Ascorbate Isoleucinate

Andrey V. Blinov, David G. Maglakelidze, Alexey A. GvozdenkoH, Alexey B. Golik, Maxim A. Kolodkin, Zafar A. Rekhman

North Caucasus Federal University, Stavropol, Russian Federation H gvozdenko.1999a@gmail.com

Abstract

Food enriched with colloidal forms of iron, vitamins and amino acids can act as an additional source of vital nutrients in order to maintain the biochemical and elemental composition constancy of organisms. The research aims at development of a functional milk drink enriched with iron (II) ascorbate-isoleucinate. The thesis presents the study results of a triple chelate complex - iron (II) ascorbate isoleucinate. Based on its optical properties research by spectrophotometry, the authors revealed that there was a 557 nm band in the absorption spectrum of the sample, which stood for the complex characteristic of iron, ascorbic acid and L-isoleucine. The thesis consists of the study results of the iron ions chelation mechanism by vitamin C and amino acid. The most energetically advantageous configuration is the interaction through hydroxyl groups of ascorbic acid attached to carbon atoms C2 and C3. The infrared spectroscopy results confirm the data obtained. The iron ions interaction with ascorbic acid and L-isoleucine is accompanied by the Fe-O and Fe-N bonds formation. The authors studied the aggregative stability of the triple complex samples; processed experimental data using neural networks and machine learning; obtained ternary surfaces describing the mutual factors impact on the output parameter - the change in optical density. At the maximum mixing time, there is the triple complex destruction accompanied by a significant increase in optical density. In an alkaline medium at room temperature and minimal mixing time, there is a moderate change in the optical density characterized by the stability of iron (II) ascorbate isoleucinate. At the final stage, a man produced milk samples enriched with a triple iron complex, and studied the antioxidant activity of the obtained products. As a result, the complex introduction enables to increase the total antioxidant activity of milk by 40%.

Funding: The Research was Carried Out at the Expense of the Russian Science Foundation Grant No. 22-76-00029.

For citation: Andrey V. Blinov, David G. Maglakelidze, Alexey A. Gvozdenko, Alexey B. Golik, Maxim A. Kolodkin, Zafar A. Rekhman. Functional Milk Drink Enriched with Iron (II) Ascorbate Isoleucinate. Индустрия питания|Food Industry. 2023. Vol. 8, No. 3. Pp. 87-96. DOI: 10.29141/2500-1922-2023-8-3-9. EDN: QRQPFK.

Paper submitted: April 18, 2023

Keywords:

milk enrichment; triple chelate complex; iron (II) ascorbate isoleucinate; antioxidant activity

Введение

В последние 30 лет актуальной задачей многих ученых является исследование роли жизненно необходимых (эссенциальных) элементов в процессе роста и развития человека [1]. Так, эссенциальные макро- и микроэлементы ввиду своих биохимических свойств участвуют в функционировании и формировании тканей и органов организма. Макроэлементами называют те элементы, концентрация которых не превышает 0,01-0,03 %. В свою очередь, концентрация микроэлементов, к которым относятся металлы, галогены и другие химические элементы ^е, Zn, F и т. д.), в организме может достигать сотен миллиграммов [2; 3].

Одной из главных проблем, на решение которой направлена современная пищевая индустрия, является дефицит макро- и микроэлементов в различных территориальных сегментах. Элементоз сопровождается нарушением физиологических процессов, снижением иммунитета и работоспособности людей [4]. Одним из вариантов решения данной проблемы выступает создание функциональных продуктов питания, обогащенных различными биодобавками на основе эссенциальных микро- и макроэлементов [5].

Железо - жизненно необходимый микроэлемент, который участвует в биологических процессах формирования красных кровяных те-

лец - эритроцитов [6]. Дефицит данного элемента сопровождается уменьшением показателя кислородного снабжения тканей и клеток организма [7]. Кроме того, из-за нехватки железа возникают значительные нарушения в сердечно-сосудистой, нервной системах, а также в органах дыхания и пищеварения [8].

В целях обогащения организма железом разработано множество его биоактивных форм, а также продуктов питания и добавок на их основе. К таким добавкам относятся коллоидные многокомпонентные хелатные комплексы [9]. Для формирования лигандов подобных комплексов используются вещества, в химический состав которых входят функциональные группы (аминогруппы, карбоксильные и др.) [10]. В свою очередь, одними из наиболее распространенных веществ для образования комплексов железа выступают аминокислоты и витамины. Дело в том, что витамин С (аскорбиновая кислота) действует в синергии с ионами железа, а внедрение незаменимой аминокислоты позволяет увеличить биологическую активность рассматриваемого комплекса [11]. Таким образом, пищевые продукты, обогащенные коллоидными формами железа, витаминов и аминокислот, способны выступать в роли дополнительного источника жизненно необходимых нутриентов с целью поддержания постоянства биохимического и элементного состава организма.

Ввиду перспективного применения материала целью работы стала разработка функционального молочного напитка, обогащенного аскорба-тоизолейцинатом железа (II).

Объекты и методы исследования

Синтез аскорбатоизолейцината железа (II) проводили с использованием следующих реактивов: L-изолейцин (ч., PanReac АррП^ет, Германия), аскорбиновая кислота (ч.д.а., «ЛенРеак-тив», Россия), гидроксид бария и сульфат железа (ч.д.а., «ИНТРЕРХИМ», Россия).

На первом этапе смешивали L-изолейцин с аскорбиновой кислотой в мольном соотношении 1:1. Далее к системе добавляли гидроксид бария, сульфат железа (II) и дистиллированную воду. Полученный образец отмывали методом центрифугирования при 3000 об/мин в течение 5 мин в трехкратной повторности.

На следующем этапе в 100 мл молока (3,2 %, Молочный комбинат «Ставропольский», Россия) добавляли 0,25 мл образца аскорбатоизолейци-ната железа (II).

Оптические свойства исследовали методом спектрофотометрии на приборе СФ-56 (ОКБ «Спектр», Россия). Для исследования образцы тройных комплексов разбавляли в 100 раз дис-

тиллированной водой при комнатной температуре.

Компьютерное квантово-химическое моделирование комплекса железа (II) с аскорбиновой кислотой и L-изолейцином проводили в программе QChem с использованием молекулярного редактора IQmol (США). Расчеты проводили с использованием следующих параметров: расчет - Energy, метод - HF, базис - 6-31G, convergence - 5, силовое поле - Chemical.

Исследование колебаний связей функциональных групп проводили методом ИК-спектроско-пии на приборе ФСМ-1201 (ООО «Инфраспек», Россия) с преобразованием Фурье. Для съемки ИК-спектров изготавливали таблетки. Для этого 0,001 г исследуемого образца тщательно перемешивали с 0,1 г KBr в агатовой ступке и помещали в пресс-форму, предварительно очищенную этиловым спиртом. Прессование проводили при давлении 6000 кгс/см2 в течение 5 мин. После окончания прессования давление с пресс-формы снимали постепенно во избежание нежелательного растрескивания таблеток вследствие образования напряжений в образце. Перед началом измерений снимали спектр холостой пробы (чистый KBr). Диапазон измерений составлял 4004400 см-1.

Для исследования взаимного влияния параметров на агрегативную устойчивость тройного комплекса аскорбатоизолейцината железа (II) проводили многофакторный эксперимент, который включал три входных параметра и три уровня варьирования [12]. Входными параметрами являлись: активная кислотность среды (pH), время перемешивания (т, мин) и температура раствора (t, °С). Выходным параметром выступали значения изменения оптической плотности (AD). Значения оптической плотности определяли также методом спектрофотометрии при Ä = 565 нм. Матрица многофакторного эксперимента представлена в табл. 1.

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием программы Statistica 12.0 и пакета прикладных программ Statistica Neural Networks.

Анализ антиоксидантной активности проводили по следующему методу: 2,2-азинобис-(3-этилбензотиазолин-6-сульфоновую кислоту) (ABTS) растворяли в воде до концентрации 7 мМ. Генерацию катионного радикала ABTS^+ инициировали добавлением 1 мл 14,7 мМ персульфата калия к 5 мл ABTS. Полученную смесь перед использованием выдерживали в темноте при комнатной температуре в течение 24 ч. Для проведения анализа раствор ABTS разбавляли дистиллированной водой до оптической плотности (0,70 ± 0,02) при 734 нм. Пробоподготовку осу-

Таблица 1. Матрица многофакторного эксперимента Table 1. Multifactorial Experiment Matrix

Показатель Номер опыта

1 2 3 4 5 6 7 8 9

pH 3 3 3 7 7 7 11 11 11

t, °С 25 60 95 25 60 95 25 60 95

т, мин 5 15 25 15 25 5 25 5 15

ществляли следующим образом: 1 мл обогащенного молока и 1 мл трихлоруксусной кислоты центрифугировали при 13 000 об/мин в течение 5 мин, далее отбирали аликвоту 0,02 мл пробы и добавляли 1,98 мл ABTS. Поглощение при 734 нм измеряли через 3 мин после смешивания. В качестве стандарта использовали раствор тролок-са в концентрации 1 мМ, с которым проводили аналогичную пробоподготовку. Антиоксидант-ную способность выражали в мг-эквивалентах тролокса на 1 мл образца (мг ТЕ/мл).

Результаты исследования и их обсуждение

На первом этапе работы исследовали полученные образцы аскорбатоизолейцината железа (II) методом спектрофотометрии. Спектр поглощения представлен на рис. 1.

557 нм

700 800 Л, нм

900 1 000

Рис. 1. Спектр поглощения образца аскорбатоизолейцината железа (II) Figure 1. Absorption Spectrum of Iron (II) Ascorbate Isoleucinate Sample

Анализ показал, что в спектре поглощения аскорбатоизолейцината железа (II) присутствует интенсивная полоса с максимумом на 557 нм. Данная полоса характеризуется образованием комплекса железа (II) с L-изолейцином и аскорбиновой кислотой.

На следующем этапе изучали механизм образования тройного комплекса аскорбатоизолей-цината железа (II) с помощью компьютерного квантово-химического моделирования. В результате для каждой конфигурации получали модель с распределением электронной плотно-

сти, рассчитывали значения полной энергии молекулярной системы (Е), высшей заполненной молекулярной орбитали (HOMO), низшей свободной молекулярной орбитали (LUMO) и абсолютной химической жесткости (п) [13]. Полученные данные представлены на рис. 2 и в табл. 2.

Рис. 2. Результаты моделирования аскорбатоизолейцината железа (II): а - модель молекулярного комплекса; б -распределение электронной плотности; в - HOMO; г - LUMO

Figure 2. Simulation Results of Iron (II) Ascorbate

Isoleucinate: a - Molecular Complex Model; b - Electron Density Distribution; c - HOMO; d - LUMO

в

г

Таблица 2. Результаты моделирования аскорбатоизолейцината железа (II) Table 2. Simulation Results of Iron (II) Ascorbate Isoleucinate

Аминокислота Взаимодействие через гидроксильные группы E, ккал/моль ГЕиома^эв! fLui^ эВ П, эВ

С2 и Сз -2377,365 -0,129 0,015 0,072

С2 и С6 -2377,142 -0,175 0,042 0,109

L-изолейцин С2 и С5 -2377,137 -0,102 0,036 0,069

Сз и Сб -2377,162 -0,110 0,054 0,082

Сз и С5 -2377,078 -0,096 0,041 0,069

С5 и Сб -2377,083 -0,084 0,069 0,077

Анализ полученных данных показал, что наименьшей энергией конфигурации обладает комплекс аскорбатоизолейцината железа (II) (Е = = -2377,365 ккал/моль), где хелатирование ионов железа происходит через гидроксильные группы аскорбиновой кислоты, присоединенные к атомам углерода С2 и С3. В то же время данное взаимодействие обладает оптимальной хими-

ческой жесткостью п = 0,072 эВ. Таким образом, можно заключить, что представленное на рис. 2 взаимодействие является наиболее энергетически выгодным для образования тройного хелат-ного комплекса железа (II).

Для изучения процесса хелатирования ионов железа применяли метод ИК-спектроскопии. Результаты представлены в табл. 3 и на рис. 3.

Таблица 3. Результаты ИК-спектроскопии Table 3. IR Spectroscopy Results

V, см-1 Колебания связей

Аскорбиновая кислота 1 L-изолейцин I Аскорбатоизолейцинат железа

441-673 OH деф. внеплоск. OH деф. внеплоск. Fe-O

707-759 CH2 деф. CH2 деф. CH2 деф.

767-769 CH2 деф. CH2 деф. -

771-798 CH2 деф. CH2 деф. -

800-922 CH3 деф. CH3 деф. CH3 деф.

939-964 - CH3 деф. -

991-1004 CH3 деф. CH3 деф. -

1030-1053 CH3 деф. CH3 деф. -

1085-1122 С-С вал. CH3 деф. С-С вал. и CH3 деф.

1128-1136 CH3 деф. CH3 деф. -

1174-1176 C-C деф. - C-C деф.

1188-1230 C-H деф. и C-C вал. C-H деф. C-H деф. и C-C вал.

1238-1269 C-H деф. C-N вал. -

1296-1307 - C-O -

1315-1327 C-O C-O C-O

1352-1357 - C-N вал. -

1386-1396 O-H деф. O-H деф. Fe-O

1410-1417 O-H деф. COO- Fe-O

1438-1465 CH3 деф. CH3 деф. -

1471-1492 O-H деф. - Fe-O

1518-1527 - NH3+ симм. деф. Fe-N

1587 - 1593 C-O вал. С-О вал. C-O вал.

3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

d

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ai

4 000 3 500 3000 2 500 2000

v, см"1

1 500

1 ООО

500

Рис. 3. ИК-спектры: 1 - аскорбатоизолейцината железа (II), 2 - L-изолейцина, 3 - аскорбиновой кислоты Figure 3. IR Spectra: 1 -Iron (II) Ascorbate Isoleucinate, 2 - L-Isoleucine, 3 - Ascorbic Acid

В результате анализа ИК-спектров установлено, что в спектре аскорбиновой кислоты (см. рис. 3) в областях от 1386 до 1396 см-1 и от 1471 до 1492 см-1 наблюдается падение интенсивности полос, которые соответствуют деформационным колебаниям гидроксогруппы OH. В ИК-спектре L-изолейцина в областях полос от 1410 до 1417 см-1, характерных для колебаний ионизированной карбоксильной группы COO-, и от 1518 до 1527 см-1, характерных для колебаний ионизированной аминогруппы NH3+, также наблюдается падение интенсивности. Из представленных выше данных можно сделать вывод, что хелатирование ионов железа (II) происходит через OH-группы аскорбиновой кислоты и через COO- и NH^-группы аминокислоты. Схема тройного комплекса представлена на рис. 4.

ОН

Рис. 4. Строение аскорбатоизолейцината железа (II) Figure 4. Iron (II) Ascorbate Isoleucinate Structure

Из рис. 4 видно, что взаимодействие между Fe2+ и OH сопровождается образованием связи Fe-O (области полос 1388-1396 см-1 и 1471-1492 см-1), между Fe2+ и NH3+ - донорно-акцепторной связи Fe-N (область полос 1518-1593 см-1), между Fe2+ и COO- - донорно-акцепторной связи Fe-O

(область полос 1410-1417 см-1). Таким образом, полученные результаты ИК-спектроскопии согласуются с данными компьютерного кванто-во-химического моделирования.

После изучения механизма хелатирования железа в тройном комплексе на следующем этапе исследовали агрегативную устойчивость аскорбатоизолейцината железа (II). С помощью машинного обучения и нейросетевой обработки данных получили тернарную поверхность (рис. 5), описывающую взаимное влияние pH, температуры и времени перемешивания на изменение оптической плотности.

et ф

о <

11 25,0

Рис. 5. Тернарная поверхность, описывающая взаимное влияние факторов на изменение оптической плотности тройного комплекса Figure 5. Ternary Surface Describing the Mutual Factors Impact on the Change in the Optical Density of the Triple Complex

Таблица 5. Результаты исследования антиоксидантной активности Table 5. Antioxidant Activity Study Results

Название Холостой Образец Активность Активность, % Активность в тролоксах, мМ тролокс

Молоко 0,731 0,702 0,0397 7,93 0,30

Обогащенное молоко 0,725 0,684 0,0566 11,30 0,42

Стандарт тролокс 0,727 0,533 0,2669 26,70 1,00

Анализ полученных данных показал, что в кислой среде и при максимальном времени перемешивания наблюдается потеря агрегативной устойчивости комплекса, которая сопровождается значительным увеличением оптической плотности. В свою очередь, в щелочной среде при комнатной температуре и минимальном времени перемешивания наблюдется умеренное изменение величины оптической плотности, что характеризуется стабильностью аскорбато-изолейцината железа (II).

На следующем этапе исследовали антиок-сидантную активность молока, обогащенного аскорбатоизолейцинатом железа (II). Результаты представлены в табл. 5.

Анализ полученных результатов показал, что внедрение аскорбатоизолейцината железа (II) в молоко оказало значительное влияние на анти-оксидантную активность продукта. Установлено, что добавление комплекса позволило увеличить активность молока (в %) на 42,5 %, а активность молока (в тролоксах) - на 40 %.

Заключение

В ходе работы получили образцы тройного комплекса - аскорбатоизолейцината железа (II). Исследовали его оптические свойства методом спектрофотометрии. Установлена полоса поглощения с максимумом на 557 нм, которая характеризуется образованием комплекса железа (II) с L-изолейцином и аскорбиновой кислотой.

При изучении механизма хелатирования железа L-изолейцином и аскорбиновой кислотой с по-

мощью компьютерного квантово-химического моделирования установлено, что образование комплекса через гидроксильные группы аскорбиновой кислоты, присоединенные к атомам углерода С2 и С3, является наиболее энергетически выгодным (E = -2377,365 ккал/моль).

Для подтверждения результатов моделирования образцы аскорбатоизолейцината железа (II) исследовали методом ИК-спектроскопии. Установлено, что хелатирование ионов железа (II) происходит через OH-группы аскорбиновой кислоты и через COO- и ЫН3+-группы аминокислоты.

На следующем этапе исследовали агрегатив-ную устойчивость образцов комплекса с помощью нейросетевой оптимизации и машинного обучения. Выходным параметром выступала величина изменения оптической плотности. Установлено, что при максимальном времени перемешивания наблюдается потеря агрегативной устойчивости комплекса, которая сопровождается значительным увеличением оптической плотности. В свою очередь, в щелочной среде при комнатной температуре и минимальном времени перемешивания наблюдется умеренное изменение величины оптической плотности, что характеризуется стабильностью аскорбато-изолейцината железа (II).

Исследовали антиоксидантную активность полученных образцов молока, обогащенных аскорбатоизолейцинатом железа (II). Внедрение добавки в состав молока оказало значительное влияние на антиоксидантную активность продукта, увеличив ее на 40 %.

Библиографический список

1. Mehri A. Trace Elements in Human Nutrition (II) - an Update. International Journal of Preventive Medicine. 2020. Vol. 11. Iss. 2. DOI: https://doi.org/10.4103/ijpvm.IJPVM_48_19.

2. Djordjevic, B.; Milenkovic, J.; Stojanovic, D., et al. Vitamins, Microelements and the Immune System: Current Standpoint in the Fight Against Coronavirus Disease 2019. British Journal of Nutrition. 2022. Vol. 128. Iss. 11. Pp. 2131-2146. DOI: https://doi.org/10.1017/ S000711452200008.

Bibliography

1. Mehri A. Trace Elements in Human Nutrition (II) - an Update. International Journal of Preventive Medicine. 2020. Vol. 11. Iss. 2. DOI: https://doi.org/10.4103/ijpvm.IJPVM_48_19.

2. Djordjevic, B.; Milenkovic, J.; Stojanovic, D., et al. Vitamins, Microelements and the Immune System: Current Standpoint in the Fight Against Coronavirus Disease 2019. British Journal of Nutrition. 2022. Vol. 128. Iss. 11. Pp. 2131-2146. DOI: https://doi.org/10.1017/ S000711452200008.

3. Renata, R.N.; Arely, G.A.; Gabriela, L.A., et al. Immunomodulatory Role of Microelements in COVID-19 Outcome: a Relationship with Nutritional Status. Biological Trace Element Research. 2023. Vol. 201. Iss. 4. Pp. 1596-1614. DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-022-03290-8.

4. Fedele, D.; De Francesco, A.; Riso, S., et al. Obesity, Malnutrition, and Trace Element Deficiency in the Coronavirus Disease (COV-ID-19) Pandemic: an Overview. Nutrition. 2021. Vol. 81. Article Number: 111016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nut.2020.111016.

5. Sarbatova, N.Y.; Lisovitskaya, E.P. A Specialized Meat Product Enriched with Microelements. New Technologies. 2021. Vol. 17. Iss. 3. Pp. 32-40. DOI: https://doi.org/10.47370/2072-0920-2021-17-3-32-40.

6. Lungu, I.-I.; Babarus, I.; Oniciuc, L., et al. A Review of Essential Microelements in the Immune System. International Journal of Immunology. 2022. Vol. 10. Iss. 1. Pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.11648/)'. iji.20221001.11.

7. Pasricha, S.-R.; Tye-Din, J.; Muckenthaler, M.U., et al. Iron Deficiency. The Lancet. 2021. Vol. 397. Iss. 10270. Pp. 233-248. DOI: https:// doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32594-0.

8. Camaschella, C. Iron deficiency. Blood, The Journal of the American Society of Hematology. 2019. Vol. 133. Iss. 1. Pp. 30-39. DOI: https:// doi.org/10.1182/blood-2018-05-815944.

9. Minzanova, S.T.; Mironov, V.F.; Vyshtakalyuk, A.B., et al. Compl-exation of Pectin with Macro- and Microelements. Antianemic Activity of Na, Fe and Na, Ca, Fe Complexes. Carbohydrate Polymers. 2015. Vol. 134. Pp. 524-533. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carb-pol.2015.07.034.

10. Wu, W.; Yang, Y.; Sun, N., et al. Food Protein-Derived Iron-Chelating Peptides: the Binding Mode and Promotive Effects of Iron Bioavailability. Food Research International. 2020. Vol. 131. Article Number: 108976. DOI: .https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.108976.

11. Xu, P.; Wang, L.; Liu, X., et al. Ascorbic Acid Enhanced the Zero-Va-lent Iron/Peroxymonosulfate Oxidation: Simultaneous Chelating and Reducing. Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 298. Article Number: 121599. DOI: https://doi.org/10.1016/j. seppur.2022.121599.

12. Блинов А.В., Пирогов М.А., Гвозденко А.А. и др. Определение оптимальной конфигурации тройных хелатных комплексов эссенциального микроэлемента цинка С витамином с и незаменимыми аминокислотами // Современная наука и инновации. 2022. № 4(40). С. 93-102. DOI: https://doi.org/10.37493/2307-910X.2022.4.9. EDN: TGJPMR.

13. Блинов А.В., Нагдалян А.А., Гвозденко А.А. и др. Исследование влияния параметров синтеза на средний гидродинамический радиус мицелл витамина E (альфа-токоферол ацетат) // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2022. Т. 65, № 7. С. 45-53. DOI: https://doi.org/10.6060/ ivkkt.20226507.6571. EDN: PWFCXV.

3. Renata, R.N.; Arely, G.A.; Gabriela, L.A., et al. Immunomodulatory Role of Microelements in COVID-19 Outcome: a Relationship with Nutritional Status. Biological Trace Element Research. 2023. Vol. 201. Iss. 4. Pp. 1596-1614. DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-022-03290-8.

4. Fedele, D.; De Francesco, A.; Riso, S., et al. Obesity, Malnutrition, and Trace Element Deficiency in the Coronavirus Disease (COV-ID-19) Pandemic: an Overview. Nutrition. 2021. Vol. 81. Article Number: 111016. DOI: https://doi.org/10.1016Zj.nut.2020.111016.

5. Sarbatova, N.Y.; Lisovitskaya, E.P. A Specialized Meat Product Enriched with Microelements. New Technologies. 2021. Vol. 17. Iss. 3. Pp. 32-40. DOI: https://doi.org/10.47370/2072-0920-2021-17-3-32-40.

6. Lungu, I.-I.; Babarus, I.; Oniciuc, L., et al. A Review of Essential Microelements in the Immune System. International Journal of Immunology. 2022. Vol. 10. Iss. 1. Pp. 1-4. DOI: https://doi.org/10.11648/)'. iji.20221001.11.

7. Pasricha, S.-R.; Tye-Din, J.; Muckenthaler, M.U., et al. Iron Deficiency. The Lancet. 2021. Vol. 397. Iss. 10270. Pp. 233-248. DOI: https:// doi.org/10.1016/S0140-6736(20)32594-0.

8. Camaschella, C. Iron deficiency. Blood, The Journal of the American Society of Hematology. 2019. Vol. 133. Iss. 1. Pp. 30-39. DOI: https:// doi.org/10.1182/blood-2018-05-815944.

9. Minzanova, S.T.;Mironov, V.F.; Vyshtakalyuk, A.B., et al. Compl-exation of Pectin with Macro- and Microelements. Antianemic Activity of Na, Fe and Na, Ca, Fe Complexes. Carbohydrate Polymers. 2015. Vol. 134. Pp. 524-533. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carb-pol.2015.07.034.

10. Wu, W.; Yang, Y.; Sun, N., et al. Food Protein-Derived Iron-Chelating Peptides: the Binding Mode and Promotive Effects of Iron Bioavailability. Food Research International. 2020. Vol. 131. Article Number: 108976. DOI: .https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.108976.

11. Xu, P.; Wang, L.; Liu, X., et al. Ascorbic Acid Enhanced the Zero-Va-lent Iron/Peroxymonosulfate Oxidation: Simultaneous Chelating and Reducing. Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 298. Article Number: 121599. DOI: https://doi.org/10.1016/j. seppur.2022.121599.

12. Blinov, A.V.; Pirogov, M.A.; Gvozdenko, A.A. i dr. Opredelenie Op-timalnoj Konfiguracii Trojnyh Helatnyh Kompleksov Essencialnogo Mikroelementa Cinka s Vitaminom C i Nezamenimymi Aminokis-lotami [Optimal Configuration Determination of Triple Chelate Complexes of the Essential Trace Element Zinc with Vitamin C and Essential Amino Acids]. Sovremennaya Nauka i Innovacii. 2022. No. 4(40). Pp. 93-102. DOI: https://doi.org/10.37493/2307-910X. 2022.4.9. EDN: TGJPMR. (in Russ.)

13. Blinov, A.V.;Nagdalyan, A.A.; Gvozdenko, A.A. i dr. Issledovanie Vliyaniya Parametrov Sinteza na Srednij Gidrodinamicheskij Radius Micell Vitamina E (Alfa-Tokoferol Acetat) [Research on the Synthesis Parameters Impact on the Average Hydrodynamic Radius of Vitamin E Micelle (Alpha-Tocoherol Acetate)]. Izvestiya Vysshih Uchebnyh Zavedenij. Seriya: Himiya i Himicheskaya Tekhnologiya. 2022. Vol. 65. No. 7. Pp. 45-53. DOI: https://doi.org/10.6060/ivk-kt.20226507.6571. EDN: PWFCXV. (in Russ.)

Информация об авторах / Information about Authors

Блинов

Андрей Владимирович

Blinov,

Andrey Vladimirovich

Тел./Phone: +7 (8562) 95-68-29 E-mail: ablinov@ncfu.ru

Кандидат технических наук, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

PhD

Associate Professor of the Physics, Nanostructures and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4701-8633

Маглакелидзе Давид Гурамиевич

Maglakelidze, David Guramievich

Тел./Phone: +7 (909) 759-22-48 E-mail: ogoniock2015@mail.ru

Студент, лаборант кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

Student, Laboratory Assistant of Physics and Nanostructures and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7740-042X

Гвозденко

Алексей Алексеевич

Gvozdenko, Alexey Alekseevich

Тел./Phone: +7 (988) 706 04 69 E-mail: gvozdenko.1999a@gmail.com

Ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

Assistant of the Department of Physics and Nanostructures and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7763-5520

Голик

Алексей Борисович

Golik,

Alexey Borisovich

Тел./Phone: +7 (918) 012-47-74 E-mail: lexgooldman@gmail.com

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

Assistant of the Physics and Nanostructures and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2580-9474

Колодкин Максим Андреевич

Kolodkin,

Maxim Andreevich

Тел./Phone: +7 (988) 103-21-47 E-mail: kolodnic@yandex.ru

Заведующий учебно-лабораторного комплекса кафедры физики и технологии

наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

Head of the Educational and Laboratory Complex of the Physics and Nanostructures

and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0009-0004-2045-4787

Рехман

Зафар Абдулович

Rehman,

Zafar Abdulovich

Тел./Phone: +7 (962) 407-32-91 E-mail: zafrehman1027@gmail.com

Ассистент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Северо-Кавказский федеральный университет

355017, Российская Федерация, г. Ставрополь,ул. Пушкина, 1

Assistant of the Physics and Nanostructures and Materials Technology Department

North Caucasus Federal University

355017, Russian Federation, Stavropol, Pushkin St., 1

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2809-4945

Вклад авторов:

Блинов А.В. - планирование и руководство экспериментом и исследованиями, методология, написание рукописи;

Маглакелидзе Д.Г. - участие в написании рукописи, участие в планировании эксперимента, изучение колебаний связей

функциональных групп методом ИК-спектроскопии, идентификация ИК-спектров;

Гвозденко А.Б. - синтез образцов комплекса, исследование образцов методом спектрофотометрии;

Голик А.Б. - визуализация и комплексная обработка экспериментальных данных;

Колодкин М.А. - пробоподготовка образцов для исследований, проведение компьютерного квантово-химического моделирования;

Рехман З.А. - пробоподготовка образцов для исследований, обработка экспериментальных данных, исследование антиок-сидантной активности.

Contribution of the Authors:

Blinov, Andrey V. - experiment and research planning and guidance, methodology, writing manuscript;

Maglakelidze, David G. - participation in the manuscript writing, participation in the experiment planning, studying fluctuations

in the functional group bonds by IR spectroscopy, identifying IR spectra;

Gvozdenko, Alexey B. - complex samples synthesis, samples study by spectrophotometry;

Golik, Alexey B. - visualizing experimental data and complex processing;

Kolodkin, Maxim A. - preparing samples for research, conducting computer quantum chemical modeling; Rekhman, Zufar A. - preparing samples for research, processing experimental data, studying antioxidant activity.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.