Обгрунтування механізму взаємодії вуглеводів жинтьо-пшеничного борошна з наночастинками поліфункціональної харчової добавки «Магнетофуд»

Moisture-retaining capacity (MRC) is one of the most important functional-technological properties. The food additive "Magnetofood" produces a comprehensive effect, including MRC. That explains the importance of studying the MRC mechanism of "Magnetofood". We have established the mechanism of interaction between nanoparticles (NP) of the food additive "Magnetofood" and the functional groups of biopolymers of the carbohydrate complex of rye-wheat flour. A "cluster-capillary" MRC model of "Magnetofood" with dough carbohydrates is proposed. Water molecules are initially adsorbed, particularly at the surface of starch grains and in micro capillaries. The "Magnetofood" NP, due to their nano dimensions, active and ionized surface, biocompatibility with the polymeric molecules of carbohydrates, easily penetrate their pores (micro-capillaries). The "Magnetofood" NP possess a high chemical potential; they, consequently, activate, for example, the surface of starch grains and the inner surface of capillaries. The nanoparticles of "Magnetofood" form complexes with the ОН-groups and ether of oxygen of amylose and amylopectin of starch through coordination bonds. There emerge the supramolecular ensembles "Magnetofood"-carbohydrate" of the "cluster" type. The "Magnetofood" NP electrostatically interact also with the dipoles of water. Strong aqua complexes thereby form. The Н2О molecules then penetrate the least organized sections of chains of polysaccharide macromolecules. They are retained there by the hydrogen bonds with the "Magnetofood" dipoles and the ionogenic groups of carbohydrates: atoms of hydrogen and oxygen of the ОН-groups of D- glucopyranose residues. Aqua complexes form around the "Magnetofood" NP; solvato associates form in the "clusters". Polymer chain diverge thereby improving the penetration of Н2О dipoles inside the carbohydrate. Such water absorption weakens the intra-macro-molecular bonds in the dense layers of the polysaccharide and contributes to the penetration of moisture inside. We have experimentally determined that the food additive "Magnetofood" produces a comprehensive effect: sorption, complexing, moisture- and fat-retaining. That leads to an increase in yield and improves quality of bakery products. In this context, the research results are of interest not only for Ukraine but also for the scientific community in other countries.Влагоудерживающая способность (ВУС) является одним из важнейших функционально-технологических свойств. Пищевая добавка «Магнетофуд» обладает комплексным действием, в том числе ВУС. Поэтому важным является изучение механизма ВУС «Магнетофуд». Установлен механизм взаимодействия наночастиц (НЧ) пищевой добавки «Магнетофуд» с функциональными группами биополимеров углеводного комплекса ржано-пшеничной муки. Предложена «кластерно-капиллярная» модель ВУС «Магнетофуд» с углеводами теста. Молекулы воды сначала адсорбируются, в частности, на поверхности зерен крахмала и в микрокапиллярах. НЧ «Магнетофуд», благодаря наноразмерам, активной и ионизированной поверхности, биосовместимости с полимерными молекулами углеводов, легко проникают в их поры (микрокапилляры). НЧ «Магнетофуд» имеют высокий химический потенциал, поэтому они активируют, например, поверхность крахмальных зерен и внутреннюю поверхность капилляров. Наночастицы «Магнетофуд» образуют комплексы с ОН-группами и эфирными кислорода амилозы и амилопектина крахмала за счет координационных связей. Возникают супрамолекулярные ансамбли "«Магнетофуд»-вуглевод" типа «кластеров». НЧ «Магнетофуд» также электростатически взаимодействуют с диполями воды. Возникают прочные аквакомплексы. Далее молекулы Н2О проникают внутрь – в наименее организованные участки цепей макромолекул полисахаридов. Где удерживаются водородными связями с диполями «Магнетофуд» и ионногенними группами углеводов: атомами водорода и кислорода ОН-групп D-глюкопиранозних остатков. Вокруг НЧ «Магнетофуд» возникают аквакомплексы, а в «кластерах» – сольватоассоциаты. Полимерные цепи расходятся и улучшается проникновение диполей Н2О внутрь углевода. Такая абсорбция воды ослабляет межмакромолекулярные связи в плотных слоях полисахарида и способствует проникновению в них влаги. Экспериментально установлено, что пищевая добавка «Магнетофуд» обладает комплексным действием: сорбционным, комплексообразующим, влаго- и жироутримуючим. А это приводит к увеличению выхода и улучшения качества хлебобулочной продукции. С этой точки зрения результаты исследований представляют интерес не только для Украины, но и для научного мира других странВологоутримуюча здатність (ВУЗ) є однією з найважливіших функціонально-технологічних властивостей. Харчова добавка «Магнетофуд» має комплексну дію, в тому числі ВУЗ. Тому важливим є вивчення механізму ВУЗ «Магнетофуд». Встановлено механізм взаємодії наночастинок (НЧ) харчової добавки «Магнетофуд» з функціональними групами біополімерів вуглеводного комплексу житньо-пшеничного борошна. Запропоновано «кластерно-капілярна» модель ВУЗ «Магнетофуд» з вуглеводами тіста. Молекули води спочатку адсорбуються, зокрема, на поверхні зерен крохмалю і в мікрокапілярах. НЧ «Магнетофуд», завдяки нанорозмірів, активної і іонізованої поверхні, біосумісності з полімерними молекулами вуглеводів, легко проникають в пори (мікрокапіляри). НЧ «Магнетофуд» мають високий хімічний потенціал, тому вони активують, наприклад, поверхню крохмальних зерен і внутрішню поверхню капілярів. Наночастинки «Магнетофуд» утворюють комплекси з ОН-групами і ефірними Оксигенами амілози і амілопектину крохмалю за рахунок координаційних зв’язків. Виникають супрамолекулярні ансамблі "«Магнетофуд»-вуглевод" типу «кластерів». НЧ «Магнетофуд» також електростатично взаємодіють з диполями води. Виникають міцні аквакомплекси. Далі молекули Н2О проникають всередину – в найменш організовані ділянки ланцюгів макромолекул полісахаридів. Де утримуються водневими зв’язками з диполями «Магнетофуд» і іонногеннимі групами вуглеводів: атомами Гідрогену і Оксигену ОН-груп D-глюкопіранозних залишків. Навколо НЧ «Магнетофуд» виникають аквакомплекси, а в «кластерах» – сольватоассоціати. Полімерні ланцюги розсуваються і поліпшується проникнення диполів Н2О всередину вуглеводу. Така абсорбція води послаблює міжмакромолекулярні зв’язки в щільних шарах полісахариду і сприяє проникненню в них вологи. Експериментально встановлено, що харчова добавка «Магнетофуд» володіє комплексною дією: сорбційним, комплексоутворюючим, волого- і жироутримуючим. А це призводить до збільшення виходу і поліпшення якості хлібобулочної продукції.З цієї точки зору результати досліджень становлять інтерес не тільки для України, але і для наукового світу інших краї