Macromolecular composition of inulins of various origin in concentrated solution

封面

如何引用文章

全文:

详细

A research study into the molecular weight distribution of inulins of various origin was conducted to elucidate the mechanism of their self-organization in concentrated solutions. Using the conventional turbidimetric titration method based on integral and differential molecular weight distribution curves, the following inulin samples were examined: commercial girasol (A), experimental girasol (B) and experimental chicory (C). Inulin A and B samples were found to include three macromolecular fractions (isoforms), each exhibiting a narrow molecular weight distribution. An increase in inulin concentration in the solution leads to selforganization of macromolecules, resulting in a more turbid solution at the point of maximum and the appearance of new isoforms. An increase in polymer concentration in inulin A leads to an increase in the aggregates of isoforms 3 and 5. Conversely, in inulin B, aggregates dissolve making isoforms convert from high- to low molecular weights. In inulin C, all four inulin isoforms are clearly represented. An analysis of the interaction of macromolecules in a concentrated solution confirmed the applicability of turbidimetric titration for determining the molecular weight distribution of polymers, along with such costly procedures, as highperformance size exclusion liquid chromatography, ultracentrifugation and light scattering. Research into the properties of unique inulins may significantly expand the range of their practical application.

作者简介

A. Ashurov

V. I. Nikitin Institute of Chemistry, National Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Email: ashurboy_1593@mail.ru

Z. Sherova

V. I. Nikitin Institute of Chemistry, National Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Email: sh.zamira_95@mail.ru

A. Nasriddinov

V. I. Nikitin Institute of Chemistry, National Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Email: surayo.usmanova@gmail.com

S. Usmanova

V. I. Nikitin Institute of Chemistry, National Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Email: surayo.usmanova@gmail.com

K. Ikromi

Technological University of Tajikistan

Email: x_teshaev@yahoo.com

Z. Muhidinov

V. I. Nikitin Institute of Chemistry, National Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

Email: zainy@mail.ru

参考

  1. Wan X., Guo H., Liang Y., Zhou C., Liu Z., Li K., et al. The physiological functions and pharmaceutical applications of inulin: a review // Carbohydrfte Polymers. 2020. Vol. 246. P. 116589. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116589.
  2. Afinjuomo F., Abdella S., Youssef S. H., Song Y., Garg S. Inulin and its application in drug delivery // Pharmaceuticals. 2021. Vol. 14. P. 855. https://doi.org/10.3390/ph14090855.
  3. Сербаева Э. Р., Якупова А. Б., Магасумова Ю. Р., Фархутдинова К. А., Ахметова Г. Р., Кулуев Б. Р. Инулин: природные источники, особенности метаболизма в растениях и практическое применение // Биомика. 2020. Т. 12. N. 1. С. 57–79. https://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2020-5.
  4. Carlson J. L., Erickson J. M., Lloyd B. B., Slavin J. L. Health effects and sources of prebiotic dietary fiber // Current Developments in Nutrition. 2018. Vol. 2, no. 3. P. 1–8. https://doi.org/10.1093/cdn/nzy005/.
  5. BeMiller J. N. Inulin and konjac glucomannan. In: Carbohydrate chemistry for food scientists. Woodhead, 2019. P. 253–259. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812069-9.00010-8.
  6. Mensink M. A., Frijlink H. W., Van der Voort Maarschalk K., Hinrichs W. L. J. Inulin, a flexible oligosaccharide I: review of its physicochemical characteristics // Carbohydrate Polymers. 2015. Vol. 130. P. 405–419. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.05.026.
  7. Saeed M., Abd El-Hack M. E., Alagawany M., Arain M. A., Arif M., Mirza M. A., et al. Chicory (Cichorium intybus) herb: chemical composition, pharmacology, nutritional and healthily applications // International Journal of Pharmacology. 2017. Vol. 13, no. 4. P. 351–360. https://doi.org/10.3923/ijp.2017.351.360.
  8. Dobrange E., Peshev D., Loedolff B., Van den Ende W. Fructans as immunomodulatory and antiviral agents: the case of Echinacea // Biomolecules. 2019. Vol. 9, no. 10. P. 615. https://doi.org/10.3390/biom.9100615.
  9. Zeaiter Z., Regonesi M. E., Cavini S., Labra M., Sello G., Di Gennaro P. Extraction and characterization of inulin-type fructans from artichoke wastes and their effect on the growth of intestinal bacteria associated with health // BioMed Research International. 2019. Article ID 1083952. https://doi.org/10.1155/2019/1083952.
  10. Watson A. W., Houghton D., Avery P. J., Stewart C., Vaughan E. E., Meyer P. D., et al. Changes in stool frequency following chicory inulin consumption, and effects on stool consistency, quality of life and composition of gut microbiota // Food Hydrocolloid. 2019. Vol. 96. P. 688–698. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.06.006.
  11. Franck A. Technological functionality of inulin and oligofructose // British Journal of Nutrition. 2002. Vol. 87. P. 287–291. https://doi.org/10.1079/BJNBJN/2002550.
  12. Ашуров А. И., Джонмуродов А. С., Мухидинов З. К., Усманова С. Р., Партоев К. Интенсификация процесса получения полисахаридов из корнеклубней топинамбура // Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. 2019. N 3. C. 208–214.
  13. Gerschenson L. N., Rojas A. M., Fissore E. N. Fructose, oligofructans, and inulin. Chapter 3. In: Nutraceutical and functional food components. Galanakis Ch. M. (ed.). Waltham, MA, Elsevier Inc., 2017. P. 39–101.
  14. Barclay T., Ginic-Markovic M., Cooper P., Petrovsky N. Inulin – a versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses // Journal of Excipients and Food Chemicals. 2010. Vol. 1, no. 3. P. 27–50.
  15. Ronkart S. N., Deroanne C., Paquot M., Fougnies C., Blecker C. S. Impact of the crystallisation pathway of inulin on its mono-hydrate to hemihydrate thermal transition // Food Chemistry. 2010. Vol. 119, no. 1. P. 317–322. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.06.035.
  16. Silva D. G., Cooper P. D., Petrovsky N. Inulin-derived adjuvants efficiently promote both Th1 and Th2 immune responses // Immunology and Cell Biology. 2004. Vol. 82, no. 6. P. 611–616. https://doi.org/10.1111/j.1440-1711.2004.01290.x.
  17. Dan A., Ghosh S., Moulik S. P. Physicochemical studies on the biopolymer inulin: a critical evaluation of its self-aggregation, aggregatemorphology, interaction with water, and thermal stability // Biopolymers. 2009. Vol. 91, no. 9. P. 687– 699. https://doi.org/10.1002/bip.21199.
  18. Cooper P. D., Carter M. Anti-complementary action of polymorphic “solubility forms” of particulate inulin // Molecular Immunology. 1986. Vol. 23, no. 8. P. 895– 901. https://doi.org:10.1016/0161-5890(86)90075-1.
  19. Shimizu N., Abea A. Characterization of fructans by size-exclusion chromatography: a review. In: Agricultural research updates. Vol. 29. Gorawala P., Mandhatri S. (eds.). Nova Science Publishers Inc., 2020. P. 210–236.
  20. Насриддинов А. C., Ашуров А. И., Холов Ш. Ё., Исмоилов И. Б., Усманова С. Р., Мухидинов З. К. Самоагрегирующие свойства инулина в разбавленном растворе // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 1. С. 38–49. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-1-38-49.
  21. Штанчаев А. Ш., Насриддинов А. С., Тешаев Х. И., Мухидинов З. К., Xаликов Д. Х. Турбидиметрическое титрование зеинa кукурузной муки // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. 2007. T. 50. N 9-10. С. 748–752.
  22. Praznik W., Loppert R., Huber A. Analysis and molecular composition of fructans from different plant sources. In: Recent advances in fructooligosaccharides research. Shiomi N., Benkeblia N., Onodera S. (eds.). Kerala, Research Signpost, 2007. P. 93–117.
  23. Evans M., Gallagher J. A., Ratcliffe I., Williams P. A. Determination of the degree of polymerisation of fructans from ryegrass and chicory using MALDITOF mass spectrometry and gel permeation chromatography coupled to multiangle laser light scattering // Food Hydrocolloids. 2016. Vol. 53. P. 155–162. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.01.015.
  24. Arnon Z. A., Grabarics M., Kreiser T., Raveh A., Pagel K., Gazit E. Inulin nanostructures: the sweetspot of carbohydrate self-assembly // BioRxiv. 2021. https://doi.org/10.1101/2021.07.13.451276.
  25. Gao C., Chen G. Exploring and controlling the polymorphism in supramolecular assemblies of carbohydrates and proteins // Accounts of Chemical Research. 2020. Vol. 53, no. 4. P. 740–751. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00552.
  26. Ma Z., Zhu X. X. Copolymers containing carbohydrates and other biomolecules: design, synthesis and applications // Journal of Materials Chemistry B. 2019. Vol. 7, no. 9. P. 1361–1378. https://doi.org/10.1039/C8TB03162B.
  27. Valencia G. A., Zare E. N., Makvandi P., Gutiérrez T. J. Self-assembled carbohydrate polymers for food applications: a review // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2019. Vol. 18, no. 6. P. 2009–2024. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12499.
  28. Gim S., Zhu Y., Seeberger P. H., Delbianco M. Carbohydrate-based nanomaterials for biomedical applications // WIREs Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2019. Vol. 11, no. 5. P. 1558. https://doi.org/10.1002/wnan.1558.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».