Кластеризація води в дегідратованній зооглеї “tibetan milk mushroom”

  • Т. В. Крупська Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка, Національної академії наук України
  • Я. Скубішевська-Зіеба Maria Curie-Sklodowska University
  • Б. Хармас Maria Curie-Sklodowska University
  • М. Д. Цапко Київський Національний університет ім. Тараса Шевченка
  • В. В. Туров Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
Ключові слова: молочний гриб, поліасоціати води, 1Н ЯМР – спектроскопія, ДСК – термограмми

Анотація

Методами ДСК, ЯМР-спектроскопії та термічного аналізу вивчено стан води в частково дегідратованих клітинних культурах тібетського молочного гриба. Встановлено, що при вмісті води в зразках до 0.8 г/г, вся вона є зв'язаною з клітинними структурами. Вода переважно знаходится в сильноасоційованому стані, коли на кожну молекулу приходиться 2-3 водневих зв'язки. У повітряному середовищі при СН2О = 0.3 г/г, велика частина води входить до складу кластерів з радіусом R = 10 нм. З ростом концентрації води до 0,8 г/г на кривих розподілу присутні три максимуму при R = 1, 2 і 12 нм. Ці ж максимуми присутні і при заміні повітря середовищем хлороформу. Диференціювати будова різних кластерів води в клітинних системах тібетського молочного гриба вдається при використанні середовища хлороформу з добавкою трифтороцтової кислоти. В даному випадку в спектрах 1Н ЯМР присутні чотири сигнали води, що відносяться до кластерів, які мають різну розчинюючу здатність по відношенню до кислоти. Приблизно половина зв'язаної води входить до складу кластерів, які не розчиняють кислоту. На термограммах відтавання чистого декану реєструються два ендотермічних піки. Один при Т = -28 °С, що збігається з паспортною температурою плавлення декану, а другий при Т = -8 °С. Ймовірно, частина декану здатна зберігати кристалічність при температурі, яка значно перевищує температуру плавлення основної маси речовини. На ДСК-кривих розморожування зразка біоматеріалу молочного гриба, що містить рівні кількості адсорбованих води і декану спостерігаються кілька ендотермічних максимумів. З огляду на те, що при вибраній концентрації пік розморожування води не спостерігається, найбільш інтенсивні піки (Т = -28 і Т = -25 °С) слід відносити до процесу танення декану. Піки меншої інтенсивності також можуть бути пов'язані з таненням різних форм кристалічного декану, стабілізованих поверхнею біоматеріалу.

Посилання

Oleskin A.V. Social behaviour of microbial populations. J. Basic Microbiol. 1994. 34(6): 425. https://doi.org/10.1002/jobm.3620340608

Rossello-Mora R. A., Wagner M., Amman R., Schile K.-H. The Abundance of Zoogloea ramigera in Sewage Treatment Plants. Applied and Enviromental Microbiology. 1995. 61(2): 702.

Fridman B.A., Dugan P.R., Pfuster R.M., Remsen C.C. Fine Structure and Composition of the Zoogloeal Matrix Surrounding Zoogloea ramigera. Journal of Bacteriology. 1968. 96(6): 2144.

Khachatryan A.A., Erofeeva L.M., Kutvitskaya S.A. The role of neuroglia in the functioning of the nervous system. The successes of modern science. 2014. 6: 66. [in Ukrainain].

Costerton J.W. Microbial interactions in biofilms. Beijerinck Centennial. Microbial Physiology and Gene Regulation: Emerging Principles and Applications. Book of Abstracts /Ed. W.A. Scheffers, J.P. van Dijken. Delft. Delft. Univ. Press: 1995: 20.

Afanasyeva O.V. Milk Mushroom: Tibetan riddle: The latest treatment methods; Unique cosmetic recipes. AST: Astrel-SPb. 2006: 127. [in Ukrainain].

Mitrofanova T.A. Tibetan mushroom: Treatment of allergies, restoration of intestinal microflora. IH: "Ves", 2005: 128.

Gun'ko V.M., Turov V.V., Gorbik P.P. Water at the interface. Кyiv: Naukova dumka. 2009: 694. [in Ukrainain].

Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial Phenomena. New York: Taylor & Francis, 2013: 1070. https://doi.org/10.1201/b14202

Turov V.V., Gun'ko V.M. Clustered water and its application. Kyiv: Naukova dumka. 2011: 316. [in Ukrainain].

Gun'ko V.M., Turov V.V., Bogatyrev V.M. et. al Unusual Properties of Water at Hydrophilic/Hydrophobic Interfaces. Adv. Colloid Interface Sci. 2005. 118: 125. https://doi.org/10.1016/j.cis.2005.07.003

Aksnes D.W., Kimtys L. Characterization of mesoporous solids by 1H NMR. Solid State Nuclear Magnetic Resonance. 2004. 25:146. https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2003.03.001

Petrov O.V., Furo I. NMR cryoporometry: Principles, application and potential. Progr. NMR. 2009. 54: 97. https://doi.org/10.1016/j.pnmrs.2008.06.001

Frolov Yu.G. The course of colloid chemistry. Surface phenomena and disperse systems. Moscow: Chemistry. 1982: 400. [in Ukrainain].

Derome A.E. Modern NMR Tecnoque for Chrmistry Research. Pergamon Press. Oxford New York Beijing Frankfurte Sao Paulo Sodney Tokyo Toronto. 390

Abragam, A. The Principles of Nuclear Magnetism; Oxford University Press: Oxford. UK. 1961. https://doi.org/10.1063/1.3057238

Franks F. Biophysics and biochemistry at low temperature. Cambridge: University Press. 1985: 210.

Höhne G., Hemminger W., Flammersheim H.-J. Differential Scanning Calorimetry: An Introduction for Practitioners. Springer-Verlag. 1996: 222. https://doi.org/10.1007/978-3-662-03302-9

Lee J., Kaletunç G. Evaluation of the Heat Inactivation of Escherichia coli and Lactobacillus plantarum by Differential Scanning Calorimetry. Appl Environ Microbiol. 2002. 68(11): 5379. https://doi.org/10.1128/AEM.68.11.5379-5386.2002

Mohacsi-Farkas, C., J. Farkas, L. Meszaros, O. Reichart, E. Andrassy. Thermal denaturation of bacterial cells examined by differential scanning calorimetry. J. Therm. Anal. Calor. 1999. 57: 409. https://doi.org/10.1023/A:1010139204401

Gun'ko V.M., Turov V.V., Krupska T.V. et. al Interfacial behavior of silicone oils interacting with nanosilica and silica gels. J. Colloid and Interface Science. 2013. 394: 467. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.12.026

Turov V.V., Gun'ko V.M., Zarko V.I., et. al Interfacial Behavior of n-Decane Bound to Weakly Hydrated Silica Gel and Nanosilica over a Broad Temperature Range. Langmuir. 2013. 29: 4303. https://doi.org/10.1021/la400392h

Опубліковано
2019-10-30
Як цитувати
Крупська, Т. В., Скубішевська-Зіеба, Я., Хармас, Б., Цапко, М. Д., & Туров, В. В. (2019). Кластеризація води в дегідратованній зооглеї “tibetan milk mushroom”. Поверхня, (11(26), 542-555. https://doi.org/10.15407/Surface.2019.11.542
Розділ
Медико-біологічні проблеми поверхні