Заведующий - к.х.н. Плащина Ирина Германовна

Телефон: (495) 939-74-02

 

И.Г. Плащина - выпускница химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, кандидат химических наук (1984, научные руководители - д.х.н., профессор В.Б. Толстогузов и д.х.н., профессор Браудо Е.Е.). После окончания университета работала в ИНЭОС РАН в должности младшего, научного и старшего научного сотрудника. В 1984 году защитила кандидатскую диссертацию на тему: «Термообратимые гели анионных полисахаридов: образование и свойства». Плащина И.Г. является сотрудником отдела пищевой химии и биотехнологии с момента образования ИБХФ РАН. В 1997 г. аттестована в должности ведущего научного сотрудника. С 2000 г. и по 2007 г. И.Г. Плащина является заведующей лаборатории полисахаридных систем, которая в 2007 году переименована в лабораторию физико-химической модификации биополимеров.

Области научных интересов - химическая и биохимическая физика, физическая и коллоидная химия биополимеров

 

Основные направления исследований:

 

1.Влияние характера межмолекулярных взаимодействий  на  структуру и фазовое поведение смесей биополимеров в растворе:

• полиэлектролитные комплексы биополимеров, а также биополимеров и синтетических полимеров: образование, свойства, применение;
• регулирование фазового состояния, структуры и реологических свойств  смешанных  растворов биополимеров  ( влияние состава, факторов среды, скорости сдвига);
• энергетика и механизм кооперативных переходов порядок-беспорядок  (глобула-клубок,  двойная спираль-клубок,  мицеллообразование,  жидкофазное расслоение, коллапс гелей).

2.Модификация структуры, физико-химических и функциональных свойств  запасных белков зернобобовых и масличных культур методом ограниченного  протеолиза

 

3.Влияние условий биосинтеза и генотипа растений на структуру, морфологию и термодинамические свойства выделяемых из них крахмалов

 

4.Определение расчетным путем характеристик белков, полисахаридов и гликопротеинов в растворе (параметров растворимости, Θ-температур, параметров гелеобразования и др.) и сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных.

 

Научная основа развиваемых в лаборатории направлений возникла в начале 60-х годов по инициативе академика А.Н. Несмеянова. Он впервые в мире сформулировал стратегию развития нового научного направления, способного обеспечить фундамент качественно новой, более экономически и экологически эффективной технологии производства пищи: получение пищевых продуктов путем прямой переработки белка из разных источников промышленными методами.

Согласно современным представлениям, рациональная переработка возобновляемого природного сырья растительного, животного и микробиологического происхождения заключается в нахождении компромисса между полным и частичным фракционированием. Полученные фракции используют как функциональные ингредиенты в составе сложных композиций для обогащения традиционных пищевых продуктов, создания продуктов функционального и лечебного питания, фармакологии, косметологии. Эти композиции представляют собой многокомпонентные дисперсные системы (гели, эмульсии, суспензии, пены), основными структурообразующими компонентами которых служат биополимеры в водно-солевой среде. Типичными характеристиками этих систем наряду с многокомпонентностью и гетерофазностью, является квазиравновесный характер превращений и превалирование неспецифических взаимодействий.

Фундаментальное значение имеет установление взаимосвязи между характером взаимодействия биополимеров друг с другом и другими компонентами и процессами их самоорганизации в растворе. Исследование фазовых равновесий в условиях ассоциативных и сегрегативных взаимодействий в растворах биополимеров имеют приоритетное значение, так как позволяют в широких пределах регулировать структуру и свойства многокомпонентных систем. Существенный вклад в данную область исследований внес вед.науч.сотр. Ю.А.Антонов, исследовавший новые подходы к управлению фазовыми равновесиями, в частности, индуцирование фазового разделения в однофазной системе высоко совместимых биополимеров за счет введения малых количеств сильного полиэлектролита или повышения скорости сдвига. С помощью рео-оптической методологии охарактеризован процесс фазового разделения и изменения структуры в области концентраций вблизи и вдали от критической точки системы. Это позволило установить ключевые физико-химические параметры, определяющие фазовое состояние и структуру полученных систем. Эффективность подхода (повышение эффективности процесса концентрирования) продемонстрирована на примере усовершенствования ранее предложенного процесса концентрирования белков обезжиренного молока и сока листьев люцерны путем безмембранного осмоса.

Важнейшим направлением исследований лаборатории является термодинамический анализ кооперативных фазовых переходов в процессе самоорганизации биополимеров (белков, ДНК, полисахаридов) в бинарных и смешанных растворах (Гринберг В.Я., Дубовик В.С.), что  позволяет охарактеризовать энергетику переходов, установить влияния на нее других компонентов системы (био- и синтетических полимеров), а также - молекулярные механизмы взаимодействия макрокомпонентов. На примере интерполиэлектролитных комплексов представляющих интерес для направленного транспорта лекарств и невирусной доставки генов, анионного полисахарида ι-каррагинана и ДНК с полиметиламинофосфазеном  (нетоксичным, биодеградируемым синтетическим гибкоцепным поликатионом), установлено, что в зависимости от условий электростатического взаимодействия (сильного, умеренного и слабого), возможна как дестабилизация спиральной конформации биополимеров, так и ее стабилизация.

Актуальным направлением исследований является модификация функциональных свойств растительных глобулинов с целью повышения их использования для пищевых целей. Основу мировых запасов продовольствия составляют семена зерновых, зернобобовых и масличных культур, однако, большая их часть используется лишь косвенно, путем скармливания животным. В ходе исследований, проведенных в лаборатории (Поляков А.В., Даниленко А.Н., Плащина И.Г.), установлена взаимосвязь между изменением структуры, термодинамических, гидродинамических и поверхностных свойств растительных глобулинов (глицинина и легумина Vicia Faba) в ходе ограниченного протеолиза под  действием папаина и их функциональными свойствами. На основе найденных  закономерностей разработан мягкий экологичный подход к повышению функциональных свойств и пищевой ценности растительных глобулинов и, таким образом, повышению эффективности их использования в пищевых целях.

В лаборатории продолжаются исследования в направлении, созданном В.П.Юрьевым, по установлению влияния условий биосинтеза и генотипа растений различного происхождения на структуру, морфологию, термодинамические и реологические свойства выделяемых из них крахмалов с целью  прогнозирования областей их применения (Вассерман Л.А.).

Исследования лаборатории направлены на создание мягких методов концентрирования, фракционирования и выделения белков, регулирования их функциональных свойств, а также – на создание новых стабилизаторов дисперсных систем, материалов для микрокапсулирования, изотропных и анизотропных биоматериалов с регулируемой структурой на основе смесей белков и полисахаридов.

 

Состав лаборатории:

 

Плащина И.Г.                   зав. лаб., к.х.н.

Антонов Ю.А.                   вед.н.сотр., к.х.н.

Вассерман Л.А.                 ст.н. сотр., к.х.н.

Гринберг В.Я.                    вед.н.сотр., д.х.н.   0,5 ст.

Глотова Ю.К.                     н.с.                           0,5 ст.

Дубовик А.С.                     ст.н.сотр., к.х.н.

Даниленко А.Н.                 ст.н.сотр.

Журавлева И.Л.                 ст.н.сотр., к.х.н.      0,5 ст.

Матвеев Ю.И.                    ст.н.с., к.т.н.

Мрачковская Т.А.              ст.н. сотр., к.х.н.

 

Избранные публикации:

 

I.G. Plashchina, I. L. Zhuravleva, Y.A. Antonov “Phase behavior of gelatin in the presence of pectin in water-acid medium”. Pollymer Bulletin 58, 587–596 (2007).

 

Yurij A. Antonov, I.L. Zhuravleva. Macromolecular Complexes of BSA With Gelatin International Journal of Biological Macromolecules, 2012, 51,  319-328.

 

Burova, T.V., Grinberg, N.V., Tur, D.R., Papkov, V.S., Dubovik, A.S., Shibanova, E.D., Bairamashvili, D.I., Grinberg, V.Y., Khokhlov, A.R., Ternary Interpolyelectrolyte Complexes for Oral Delivery of Insulin: Insulin-Poly(methylaminophosphazene)-Dextran Sulfate, Langmuir, 2013, 29, 2273–2281.

 

Grinberg, V.Y., Burova, T.V., Grinberg, N.V., Dubovik, A.S., Tur, D.R., Usov, A.I., Papkov, V.S., Khokhlov, A.R., Conformational energetics of interpolyelectrolyte complexation between i-carrageenan and poly(methylaminophosphazene) measured by high-sensitivity differential scanning calorimetry, Langmuir, 2011, 27, 7714-7721.

 

1. Ya. Grinberg, T. V. Burova, N. V. Grinberg,A., I.G. Plashchina,A.I. Usov, N. P. Shusharina,A.R. Khokhlov,L. Navarini,A. Cesaro. Thermodynamics of the Double Helix-Coil Equilibrium in Tetramethylammonium Gellan: High-Sensitivity:Differential Scanning Calorimetry Data. Macromol. Biosci 3, No. 3 (3-4), 169-178 (2003).

 

Y.A. Antonov and P. Moldenaers, Structure formation and phase-separation behaviour of aqueous casein-alginate emulsions in the presence of strong polyelectrolyte', Food Hydrocolloids, 2011, 25(3), 350-360

Antonov Yurij and Paula Moldenaers. Particle-destabilized semidilute biopolymer mixtures. Soft Matter, 2011, 7, 2144-2149.

 

Y.A.Antonov, P. Moldenaers. Strong polyelectrolyte – Induced mixing in concentrated biopolymer aqueous emulsions. Food Hydrocolloids, 2012, July, 213–223.

 

Yurij Antonov  and Bernhard A. Wolf. (2014) «Joint Aqueous Solutions of Dextran and Bovine Serum Albumin: Coexistence of Three Liquid Phases». Langmuir;30(22):6508-15.

Yurij A. Antonov, Irina L. Zhuravleva  R. Cardinaels P. Moldenaers  (2015) «Structural studies on the interaction of lysozyme with dextran sulfate». Food Hydrocolloids 44, 71-80.

Vladimir I. Lozinsky ,  Lilija G. Damshkaln ,  Mariam G. Ezernitskaya ,  Yulia K. Glotova and Yuri A. Antonov,  Cryostructuring of polymer systems. Wide pore poly(vinyl alcohol) cryogels prepared using a combination of liquid–liquid phase separation and cryotropic gel-formation processes. Soft Matter, 2012, 8, 8493-8504.

 

А.В. Поляков, А.Н. Даниленко, А.В. Кривандин,С.В. Рудаков, А.С. Рудакова, А.Д. Шутов, И.Г. Плащина. Изменение молекулярных параметров глицинина под действием ограниченного протеолиза папаином. Вестник Казанского Технологического Университета (2013), №9, стр. 184-190.

 

Поляков А.В., Даниленко А.Н., Шутов А.Д., Плащина И.Г., Шкодич В.Ф., Кочнев А.М., Заиков Г.Е. Изменение поверхностной активности и реологических свойств адсорбционных слоев глицинина на границе воздух/раствор в результате ограниченного протеолиза папаином. Вестник Казанского Технологического Университета,  2014, Т17,

 

257. A. Wasserman, N. P. Aksenova, T. N. Konstantinova, L. I. Sergeeva, S.A. Golyanovskaya, A. V. Krivandin, G.A. Romanov, Effects of Agrobacterial rol-Genes on the Thermodynamic and Structural Features of Starches Extracted from Potato Microtubers. Food and Nutrition Sciences, 2014, 5, 250-257.

 

223. A. Wasserman, A.I. Sergeev, V.G. Vasil’ev, I.G. Plashchina, N. P. Aksenova, T.N. Konstantinova, S.A. Golyanovskaya, L. I. Sergeeva, G. A. Romanov, Thermodynamic and structural properties of tuber starches from transgenic potato plants grown in vitro and in vivo, Carbohydrate Polymers, 2015, V. 125, 214-223.