Substantiation of the interaction mechanism between the lipo- and glucoproteids of rye-wheat flour and nanoparticles of the food additive «Magnetofооd»

Abstract

Встановлено механізм взаємодії наночастинок (НЧ) поліфунциональної харчової добавки «Магнетофуд» з функціональними групами складних білків жит ньопшеничного борошна. В основному НЧ харчової добавки «Магнетофуд» взаємодіють зі складними біл ками за рахунок координаційних зв'язків. Під впливом НЧ добавки «Магнетофуд» в будові складних білків від буваються структурні зміни: виникають утворення по типу «кластерів» і електростатичні комплекси біопо лімеру з НЧ «Магнетофуд». Встановлено механізм впливу НЧ харчової добав ки «Магнетофуд» на зв'язок Н 2 О ліпо та глюкопро теїдами житньопшеничного тіста. Наночастинки (НЧ) «Магнетофуд» модифікують ліпо та глюкопротеїди, змінюють просторову будову, сприяючи посиленню про цесів гідратації та водоутримання. Зокрема, під впли вом НЧ «Магнетофуд» глюкопротеїди структурно змінюються, активуються, набувають додаткові реак ційно здатні центри, зокрема гідрофільні. В результа ті активовані білкові фрагменти житньопшеничного борошна, набрякаючи, обгортаються навколо вуглевод них фрагментів та утворюють стійки глюкопротеїно ві комплекси. В ліпопротеїдах, завдяки наявності поля ризованих НЧ «Магнетофуд» та «кластерів», а також системі водневих зв'язків між диполями Н 2 О, накопи чення води спостерігається навколо НЧ «Магнетофуд» та в «кластерах» ланцюга ліпопротеїду. Це підвищує вологоутримуючу здатність (ВУЗ) житньопшенично го тіста. Запропоновано механізм взаємодії наночастинок «Маг нетофуд» із складними білками і молекулами Н 2 О у житньопшеничній тістовій системі. Накопичення води навколо НЧ «Магнетофуд» та в «кластерах» лан цюгів ліпо та глюкопротеїдів спостерігається завдяки: -наявності поляризованих НЧ «Магнетофуд»; -виникненню «кластерів» у матрицях біополімерів; -системі водневих зв'язків між диполями Н 2 О. Все це сприяє підвищенню ВУЗ житньопшенично го тіста. Експериментально встановлено, що харчова добав ка «Магнетофуд» проявляє комплексну дію: водоутри муючу, жироутримуючу та стабілізуючу. Що при зводить до поліпшення споживчих характеристик хлібобулочної продукціїКлючові слова: харчова добавка, білкововуглевод ний комплекс борошна, ліпо та глюкопротеїди, меха нізм, вологоутримуюча здатність UDC 66.075.8

Forming the structure of whipped desserts when introducing the food additive "Magnetofood" to their formulation

“…The research results prove that the hypothesis on stabilizing the structure of whipped desserts by using the food additive "Magnetofood" is predetermined by its moisture-retaining properties. In addition, nanoparticles from the additive "Magnetofood" with a large specific surface act as surface-active centers [8,9]. However, introducing the food additive "Magnetofood" at around 0.2 % and above to the system inhibits the rise of foam and accelerates coalescence (viscosity and density of the system increases while density of the berry-fruit base decreases).…”

“…The structure-forming ions in the food additive "Magnetofood" are the ferrum cations Fe 2+ and Fe 3+ . The high tension of the electric field generated by the ions of ferrum from the nanoparticles of the additive enhances the polarization of molecules in the compounds of food systems, which contributes to their additional ordering outside the surface of the particles, as well as adsorption [7][8][9]. Nanoparticles in the food additive "Magnetofood" have the high energy and chemical potential and the bio-affinity to biopolymers, specifically proteins, carbohydrates, and are characterized by new functional and technological properties: structure-forming, stabilizing, emulsifying, water-binding, water-retaining.…”

“…We have designed and proposed the food additive "Magnetofood" as an improving additive to food systems. In food systems, "Magnetofood" demonstrates the antioxidant, sorption, bacteriostatic, complex-forming, emulsifying, moisture-retaining, moisture-binding, stabilizing, and structure-forming properties [7][8][9].…”

“…The effect is accomplished by forming a stable spatial frame as a result of magnetofood-protein-carbohydrate complex formation (using molecular and intermolecular bonds). In addition, it is accomplished by redistributing moisture based on the kind of bonds and changes in the spatial bonding of water in the system (owing to the high water-binding and water-retaining capacity of particles from the additive "Magnetofood") [8,9]. Thus, one can say that it is expedient, when designing new whipped products, to use food compositions based on a berry-fruit puree with the addition of the food additive "Magnetofood", which makes it possible to obtain rich foam, gentle mass, and provides for its stability.…”

“…Taking into consideration that during the storage of the examined samples of mousse and fruit-and-egg white jelly we have created conditions to prevent the evaporation of moisture, the increase in viscosity can be explained as follows. The samples of whipped berry-fruit desserts during storage under the influence of the nanoparticles from the food additive "Magnetofood", owing to molecular and intermolecular bonds (magnetofood-protein-carbohydrate complex-formation) undergo the formation, stabilization, and a gradual strengthening of the spatial frame [9].…”