Квантово-хімічне моделювання структур молекулярних комплексів у системі «Уронатні полісахариди – Са2+»

Автор(и)

  • Natalia Kondratjuk Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
  • Evgen Pivovarov Харківський державний університет харчування та торгівлі
  • Tatiana Stepanova Сумський національний аграрний університет
  • Danylo Toloshnyi Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара
  • Yehor Polyvanov Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.35

Ключові слова:

альгінат, пектин, комплексоутворення, квантово-хімічне моделювання

Анотація

Проведено квантово-хімічне моделювання процесу іонотропного гелеутворення в системах уронатних полісахаридів (альгіната натрія високогулуронатного і пектина низькоетерифікованого амідованого) з кальцієм. Розрахунок взаємодії активних функціональных груп уронатних полісахаридів з іоном кальцію пояснює можливість протікання даного процеса з утворенням наступних хелатних комплексів: кальцій-гулуронатного (CaGul4), кальцій-галактуронатного (CaGal4) та кальцій-гулуронат-галактуронатного (CaGal2Gul2).

У статті повідомляється про те, що процес взаємодії здійснюється за рахунок хімічного зв’язування карбоксильних та гідроксильних груп уронатних полісахаридів з іоном металу. Встановлено, що кальцій-гулуронатний комплекс має вісім точок зв’язування з іоном кальцію, а комплекси кальцій-галактуронатний та кальцій-гулуронат-галактуронатний – по чотири. Описані довжини зв’язків, величини торсійних кутів та кутів Оn-Ca-Om в одержаних хелатних комплексах.

Посилання

Kondratjuk, N. V., Pyvovarov, E. P., Stepanova, T. M. Naukovo-praktychni aspekty vyrobnytstva kharchovykh nanoplivok na osnovi kompozytsiy uronatnykh polisakharydiv [Scientific and practical aspects of production of food nano-films on the basis of compositions of uranium polysaccharides]. Zb. tez dop. Mizhnar. nauk.-prakt. konf. «Tekhnolohiyi kharchovykh produktiv i kombikormiv», Odesa, 25-30 veresnya 2017 r.) [Collection of those reports of the international scientific and practical conference "Technology of food and feed" Odessa, 25-30 september 2017]. Odesa: ONAKhT, 2017, 88‑89.

Brassesco, M. E., Woitovich Valetti, N., Picó, G. A. Control of the adsorption properties of alginate - guar gum matrix functionalized with epichlorohydrin through the addition of different flexible chain polymers as toll for the chymotrypsinogen isolation. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 96, 494–500, doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.04.087.

Brassesco, M. E., Woitovich Valetti, N., Picó, G. A. Molecular mechanism of lysozyme adsorption onto chemically modified alginate guar gum matrix. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 115, 111–117, doi:10.1016/j.ijbiomac.2016.12.029.

Salama, H. E., Aziz, M. S. A., Sabaa, M. W. Novel biodegradable and antibacterial edible films based on alginate and chitosan biguanidine hydrochloride. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 116, 443–450, doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.04.183.

Zayeda, M., Tourne-Peteilha, C., Ramondad M., Rethorec G., etc. Microgels of silylated HPMC as a multimodal system for drug co-encapsulation. International Journal of Pharmaceutics, 2017, 2(532), 790–801, doi:10.1016/j.ijpharm.2017.07.074.

Dumontac, M., Villetb, R., Guirandb M., etc. Processing and antibacterial properties of chitosan-coated alginate fibers. Carbohydrate Polymers, 2018, 190, 31–42, doi:10.1016/j.carbpol.2017.11.088.

Okovytyy, S. I., Pivovarov, Y. P., Kondratjuk, N. V., Polivanov, Y. A., Bilichenko, M. O. Research of food systems based on pectin. Quantum-chemical modeling of galacturonic acid dimers. Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2017, 7 (1229), 194–198, doi:10.20998/2413-4295.2017.07.27.

Kondratjuk, N. V., Pyvovarov, Y. P., Padalka, A. M., Polivanov, Y. A., Rheological properties of food film-forming gels on the basis of uroconate polysaccharides. Bulletin of NTU "KhPI": Innovative research in students' scientific work, 2017, 41(1263), 47-51, doi:10.5281/zenodo.1108538.

Kondratjuk, N. V., Stepanova, T. M., Burak, V. G. The food envelop forming coating using on the base of urinate polysaccharides in manufacture of chocolate products with protein hydrolysate. The development of technocal sciences: problems and solution: Conference Procedings, April 27-28, 2018. Brno: Baltija Publishing, 2018, 53-58.

Kondratjuk, N. V. Vykorystannya heliv kharchovykh plivkoutvoryuyuchykh na osnovi sumishi uronatnykh polisakharydiv u vyrobnytstvi obolonok dlya rybnykh zakusok [Use of gel-based food-based film-forming based on a mixture of low-grade polysaccharides in the production of shells for fish snacks.]. Vcheni zapysky TNU imeni V.I. Vernadsʹkoho. Seriya: tekhnichni nauky [Scientific notes of TNU named after V.I. Vernadsky Series: Engineering], 2018, 29(68), 3, 1, 48-52.

Nešića, A., Onjiaa, A., Davidovićh, S., etc. Design of pectin-sodium alginate based films for potential healthcare application: Study of chemico-physical interactions between the components of films and assessment of their antimicrobial activity. Carbohydrate Polymers, 2017, 157, 981-990, doi:10.1016/j.carbpol.2016.10.054.

Rezvaniana, M., Ahmadb, N., etc. Optimization, characterization, and in vitro assessment of alginate-pectin ionic cross-linked hydrogel film for wound dressing applications. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 97, 131-140, doi:10.1016/j.ijbiomac.2016.12.079.

Ignatov, S. K. Kvantovo-khimicheskoye modelirovaniye molekulyarnoy struktury, fizikokhimicheskikh svoystv i re-aktsionnoy sposobnosti Chast' 1. Obzor sovremennykh meto-dov elektronnoy struktury i teorii funktsionala plotno-sti) [Quantum-chemical modeling of molecular structures, physico-chemical properties and reactivity. (Part 1. Review of modern methods of electronic structure and the theory of density functional]. Uch.-metod. mat. [Educational and methodological materials]. Nizhniy Novgorod, 2006, 7-9.

Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B. e. a. GAUSSIAN-09, Rev. C.01. Wallingford CT: Gaussian, Inc., 2010.

Andreyeva, T. A., Bedrina, M. E. Vliyaniye gibridnykh potentsialov metoda DFT na rezul'taty issledovaniya zhidkokristallicheskoy fazy veshchestva [Influence of hybrid potentials of the DFT method on the results of the investigation of the liquid crystal phase of matter]. Vestnik SPbGU [Bulletin SPbGU]. S. 10, 2015, 1, 16-24.

##submission.downloads##

Як цитувати

Kondratjuk, N., Pivovarov, E., Stepanova, T., Toloshnyi, D., & Polyvanov, Y. (2018). Квантово-хімічне моделювання структур молекулярних комплексів у системі «Уронатні полісахариди – Са2+». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, 2(26(1302), 71–77. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2018.26.35

Номер

Розділ

Хімічні та харчові технології, екологія