RU
ИК-Фурье-спектроскопия как инструмент изучения взаимодействий полифенолов с белками различного происхождения
Номер: 2-3 (404), 2026Страницы: 124-132
Раздел: Методы исследования, качество и безопасность пищевой продукции
Автор(ы): Шамкова Н.Т., Бугаец Н.А., Обухович А.А., Кобзарь И.Н.
Аннотация:
В исследовании обоснована эффективность инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) как аналитического инструмента для изучения молекулярных механизмов взаимодействия полифенолов с белками растительного (изолят кунжута) и животного (мицеллярный казеин) происхождения, а также оценено влияние химической и физической модификации белков на формирование белково-полифенольных комплексов с повышенной антиоксидантной активностью. Полифенольный экстракт получен из выжимок красных сортов винограда (Vitis vinifera L.) с использованием двукратной ультразвуковой обработки и сублимационной сушки; его антиоксидантная активность составила 11210 мг/кг в пересчете на тролокс. Белковый изолят кунжута подвергали химической (цитрирование, сукцинирование) и физической (ультразвук, термообработка) модификации. Формирование белково-полифенольных комплексов проводили в мягких условиях (37 °C, pH 5–7), обеспечивающих доминирование нековалентных взаимодействий. Методом FTIR выявлены спектральные маркеры комплексообразования: уширение полосы ν(O–H)/ν(N–H) (3400–3200 см–¹), сдвиги полос амид I (1700–1600 см−1) и амид II (≈1560–1–1500 см−1), усиление ароматической зоны (1600–1510 см–¹). Отсутствие интенсивной полосы 1730–1720 см–¹ подтверждает доминирование нековалентных механизмов связывания при мягких условиях. Установлено, что химическая модификация повышает антиоксидантную активность комплексов на 16,8–29,2%, максимальный эффект (+27,2%) достигнут при при комбинированном ультразвуковом воздействии. Цитрированные и комбинированные образцы получили наивысшие органолептические оценки (4,4–4,5 балла). Термомодификация снижала антиоксидантную активность на 9,7%, но повышала вязкость и гелеобразующую способность системы. Полученные результаты создают научную основу для направленного регулирования свойств белково-полифенольных комплексов с целью их использования в функциональных пищевых системах – напитках, эмульсиях, гелях и других продуктах.
Ключевые слова: ИК-Фурье-спектроскопия, полифенолы, белково-полифенольные комплексы, модификация белков, антиоксидантные свойства
EN
FTIR spectroscopy as a tool for studying the interactions of polyphenols with proteins of various origins
Number: 2-3 (404), 2026Pages: 124-132
Section: Methods of Investigation, Quality & Safety of Food Products
Authors(s): Shamkova N.T., Bugaets N.A., Obukhovich A.A., Kobzar I.N.
Annotation:
The study substantiates the effectiveness of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) as an analytical tool for studying the molecular mechanisms of interactions between polyphenols and proteins of plant (sesame isolate) and animal (micellar casein) origin, and evaluates the effect of chemical and physical modification of proteins on the formation of protein-polyphenol complexes with enhanced antioxidant activity. The polyphenol extract was obtained from the pomace of red grape varieties (Vitis vinifera L.) using double ultrasonic treatment and freeze-drying; its antioxidant activity was 11210 mg/kg in terms of trolox. Sesame protein isolate was subjected to chemical (citration, succination) and physical (ultrasound, heat treatment) modification. The formation of protein-polyphenol complexes was carried out under mild conditions (37°C, pH 5–7), ensuring the dominance of non-covalent interactions. The FTIR method revealed spectral markers of complexation: broadening of the ν(O–H)/ν(N–H) band (3400–3200 cm–¹), shifts of the amide I (1700–1600 cm−1) and amide II (≈1560–1500 cm−1) bands, strengthening of the aromatic zone (1600–1510 cm–¹). The absence of an intense band at 1730–1720 cm–¹ confirms the dominance of non-covalent binding mechanisms under mild conditions. It was found that chemical modification increases the antioxidant activity of the complexes by 16,8–29,2%, the maximum effect (+27,2%) was achieved with combined ultrasound exposure. The citrated and combined samples received the highest organoleptic scores (4,4–4,5 points). Thermal modification reduced antioxidant activity by 9,7% but increased the viscosity and gelling capacity of the system. The results provide a scientific basis for targeted modification of the properties of protein-polyphenol complexes for use in functional food systems – beverages, emulsions, gels, and other products.
Keywords: FTIR spectroscopy, polyphenols, protein-polyphenol complexes, protein modification, antioxidant properties
DOI: 10.26297/0579-3009.2026.2-3.19