диоксид кремния аморфный что это такое вред и польза

E551 Диоксид кремния

Диоксид кремния (Silicon dioxide, silica, оксид кремния, кремнезём, E551)

Диоксидом кремния называют вещество, являющееся пищевой добавкой с индексом Е551, входящей в группу эмульгаторов и веществ против слёживания (calorizator). Природный диоксид кремния – минерал кварц, синтетический диоксид кремния – продукт окисления кремния при высоких температурах.

Общая характеристика Диоксида кремния

Диоксид кремния является твёрдым кристаллическим веществом без цвета, запаха и вкуса, реже встречается в виде белого рыхлого порошка или гранул. Вещество не вступает в реакцию с водой, обладает высокой устойчивостью к воздействию кислот. Химическая формула: SiO₂.

Польза и вред Е551

В желудочно-кишечном тракте организма человека Диоксид кремния не вступает ни в какие реакции, выводится в неизменном виде. По некоторым неподтверждённым данным, употребление воды с повышенным содержанием Диоксида кремния способствует снижению риска возникновения болезни Альцгеймера. Настоящий вред вещество может нанести при использовании в чистом виде, если пыль Диоксида кремния попадёт в дыхательные пути, может наступить удушье.

Применение Диоксида кремния

В качестве вещества, препятствующего слёживанию и комкованию, Е551 применяется в производстве различных продуктов питания – кондитерских изделий, специй и смесей пряностей, муки, сыров, чипсов, сухариков, глазури для орехов и алкогольных напитков.

Диоксид кремния используется при изготовлении зубных паст, некоторых групп медикаментов, стекла, бетона и керамических изделий, зажигалок и волоконно-оптических кабелей.

Использование Е551 в России

На территории Российской Федерации разрешено использование Е551 Диоксида кремния как пищевой добавки при строгом соблюдении норм, установленных СанПином РФ.

Источник

Диоксид кремния: влияние на организм человека

Химическое соединение диоксид кремния обладает структурой с повышенной твердостью, является составным элементом пищевых продуктов, его можно обнаружить в керамике, бетоне, медицинских препаратах, косметических средствах. Ознакомьтесь с химическими свойствами, способами применения, влиянием на организм человека, возможной пользой и вредом диоксида.

Диоксид кремния – что это такое

Silica, Silicon dioxide, кремнезем – все эти определения равны термину двуокись кремния. Это соединение состоит из бесцветных кристаллов, обладающих повышенной прочностью, твердостью и пластичностью. В природе оно встречается широко: кристаллические модификации представлены минералами яшмой, агатом, горным хрусталем, чистым кварцем, халцедоном, аметистом, морионом, топазом.

При естественной температуре окружающей среды и нормальном атмосферном давлении выделяют три модификации моноксида кремния: тридимит (песок), кристаллы кварца и кристобалит. Если повысить температуру, кристаллическое вещество станет коэситом, а затем стишовитом. Последнее является производным веществом, составляющим мантии Земли и ее коры. На нашей планете высший оксид занимает 87% всей литосферы, в плазме крови человека его концентрация составляет 0,001%.

Химические свойства диоксида кремния

Высший оксид кремния устойчив к воздействию кислот, атомов кислорода, не растворяется водой. При повышенной температуре растворяется щелочами, плавиковой кислотой, обладает диэлектрическими свойствами. Бесцветные кристаллы характеризуются высокой прочностью, тугоплавкостью, твердостью. Атомы кремния не проводят ток. Вещество относится к группе стеклообразующих оксидов кремния.

Диоксид кремния – влияние на организм человека

До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.

По данным исследований, вещество проходит через желудочно-кишечный тракт человека в неизмененном состоянии, полностью выводится из организма. Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.

Он не изменяет вкусовых качеств продуктов, не влияет на цвет, но придает сыпучесть и текучесть порошкам, предупреждает появление комков, гасит пену, играет роль загустителя. Для медицинских целей применяется для погашения газообразования. Ученые говорят, что двуокись кремния не наносит вреда организму, не всасывается кишечником. Возможным отрицательным эффектом обладают соединения кремния с прочими химическими веществами: приводят к раздражению дыхательных путей.

Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.

Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.

Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.

Применение диоксида кремения

Кремний окисляется, приобретает новые свойства, поэтому используется в качестве эмульгатора и вещества, препятствующего слеживанию и комкованию. Природный диоксид находит применение в следующих отраслях:

Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.

Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.

Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.

Диоксид кремния в косметике

Элемент часто применяют при производстве зубных паст. Им заменяют некоторые опасные ингредиенты, служащие для отбеливания эмали. Двуокись не наносит вреда зубам, но эффективно отбеливает их поверхность, выступая абразивом. За счет матирующего действия соединение используется в производстве лосьонов, кремов, пудры для жирной кожи. Добавка сглаживает неровный рельеф, устраняет морщины. Другим полезным свойством пленки диоксида является ее пилингующий эффект – она убирает отмершие клетки эпидермиса.

Диоксид кремния в пищевой промышленности

Пищевую добавку Е551 используют в производстве чипсов, сухариков, кукурузных палочек, растворимого кофе. За счет нее улучшается сыпучесть продуктов, предотвращается появление комочков. Также двуокись кремния добавляют в сахар, сухие сливки и молоко, соль, пшеничную муку, специи, яичный порошок. Добавкой обогащают снеки, алкогольные напитки, кондитерские изделия для предотвращения образования избыточного количества пены.

В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:

Диоксид кремния в строительстве

Материалы, содержащие кремний диоксид, нашли широкое применение в области высоких технологий и строительных материалов. Вещество применяется в производстве стекла, керамики, бетонных изделий, абразивов. Его используют в радиотехнике, установках для производства ультразвука, зажигалках. Аморфный непористый элемент в сочетании с другими компонентами применяется в изготовлении кабеля.

Диоксид кремния в медицине

Для медицинских целей применяется коллоидный непористый диоксид, представляющий собой рыхлый бело-голубой порошок без запаха. В сочетании с водой он формирует взвесь, используется в качестве энтеросорбента. Вторым направлением использования становится терапия порошком гнойно-воспалительных поражений мягких тканей: гнойных ран, флегмон, абсцесса, мастита. Лекарственными свойствами аморфного кремнезема считаются абсорбция токсинов, аллергенов, микроорганизмов и прочих агрессивных продуктов обмена веществ. Коллоидное вещество способно связывать и устранять из тела эндо- и экзогенные вещества, патогенные бактерии. Аморфный кремнезем проявляет активность в отношении к солям тяжелых металлов, радионуклидам, избытку холестерина, продуктам распада алкоголя. Двуокись кремния сохраняет нормальные компоненты флоры ЖКТ, не нарушает пищеварение.

Препараты, в которых содержится диоксид кремния

В медицине и фармакологии выделяют следующие препараты, содержащие синтетический диоксид:

Показания к применению диоксида кремния

Коллоидный кремнезем продается под аналогичным названием через аптеки, применяется для следующих случаев:

Дозировка и способ применения аморфного диоксида зависят от типа и тяжести течения болезни, назначаются врачом:

Читайте также:

Читайте также:

Влияние кофе на печень

Влияние пчелиного подмора на поджелудочную железу

Влияние пива на поджелудочную железу

Влияние алкоголя на печень и поджелудочную железу

Влияние антибиотиков на поджелудочную железу

Источник

Е551 пищевая добавка

Описание

Пищевая добавка Е551 (диоксид кремния) — относится к добавкам препятствующим слёживанию и комкованию искусственного происхождения, используется в технологических целях в процессе производства пищевых продуктов. Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87 % массы литосферы. В крови и плазме человека концентрация кремнезёма составляет 0,001 % по массе.

В природе встречается в минералах: кварц, тридимит, кристобалит, китит, коусит; на дне морей и океанов из водорослей и инфузорий образуется аморфный диоксид кремния.

Получение

Аэросил: разложением паров SiCl₄ в атмосфере водяного пара при температуре 1100–1400 °C.

Белая сажа: осаждением из р-ров Na₂SiO₃ кислыми реагентами, а также действием водного раствора аммиака на (NH₄)2SiF₆, получая дисперсный аморфный SiO₂ с удельной поверхностью около 50 м 2 /г.

Польза

Пищевая добавка Е551 считается безопасной для здоровья человека, в организме человека не абсорбируется и элиминируется из него неизменённой. Диоксид кремния присутствует в крови и плазме человека.

Диоксид кремния считается нетоксичным, его пыль является токсичной и канцерогенной при вдыхании (как и пыль асбеста). Вдыхание пыли приводит к бронхиту, воспалению лёгких (силикоз) и онкологическим заболеваниям.

Применение

Препараты аморфного диоксида кремния имеют большую удельную поверхность: белая сажа — до 120 м 2 /г, аэросил — 175–380 м 2 /г. Благодаря этому диоксид кремния является прекрасным адсорбентом. В частности, препараты применяют в качестве осветлителя пива, позволяющего увеличить его коллоидную стойкость. Размеры пор в них больше, чем размер молекул замутняющих белков, но меньше размера молекул пеностабилизирующих белков. Благодаря этому препараты адсорбируют замутняющие белки, а пеностабилизирующие остаются в пиве. Диоксид кремния применяют также для предотвращения слёживания и комкования и в качестве разделяющего агента.

Другие сферы применения: наполнители в производстве резины; аэросил — наполнитель смазочных материалов, клеев, красок.

Правовой статус

В Российской Федерации, Евросоюзе, на Украине и в большинстве стран мира пищевая добавка Е551 разрешена для применения в пищевой промышленности.

Гигиенические нормы

В Российской Федерации разрешён в качестве пищевой добавки, препятствующей слёживанию и комкованию, в пряностях и продуктах, плотно обёрнутых фольгой, в количестве до 30 г/кг;

в продуктах сухих порошкообразных, включая сахар, в сырах, нарезанных ломтиками или тёртых, и аналогах сыров, в соли и заменителях соли в количестве до 10 г/кг;

в продуктах в форме таблеток, в биологически активных добавках к пище, в сахаристых кондитерских изделиях, кроме шоколадных (обработка поверхности) в количестве согласно ТИ индивидуально или в комбинации с другими силикатами (п. 3.5.1 СанПиН 2.3.2.1293-03).

Характеристика

Схема

Поделиться этой страницей

Подробнее по теме

Ознакомьтесь с дополнительной информацией о пищевой добавке E551:

Источник

Диоксид кремния аморфный что это такое вред и польза

В последнее время особый интерес представляют наноматериалы из наноструктурированных частиц диоксида кремния (SiO2-нч) в виде аморфной (кремнезем) и кристаллической (кварц) модификации [2, 4-9]. Форма частиц близка к сферической, а размер с учетом условий получения варьирует от 5 до 80 нм. При попадании в организм SiO2-нч они биодеградируют в почках до орто-кремниевой кислоты и выводятся с мочой [9]. Поэтому SiO2-нч рассматриваются как перспективный, биосовместимый и биодеградируемый материал способный проникать в внутрь клетки, для разработки на его основе лекарственных препаратов и диагностических средств [2].

С другой стороны, достижения в клеточных технологиях позволили в последнее время получать в достаточном количестве аутологичные мультипотентные мезенхимальные стволовые клетки (ММСК). ММСК обладают противовоспалительной активностью, способны стимулировать процессы неоангиогенеза в зоне ишемии органов и тканей, способны к цитодифференцировке в адипогенном, остеогенном, хондрогенном и миогенном направлениях, а функциональная активность ММСК регулируется различными факторами внешней и внутренней среды [3].

В тоже время, нет единого мнения о токсичности SiO2-нч, в частности при концентрациях свыше 190 мкг/мл отмечен токсический эффект на эпителиальную клеточную линию человека, а при внутрибрюшинном введении SiO2-нч в дозе 50 мкг/кг мышам отмечается активация перитонеальных макрофагов [7].

С учетом вышеизложенного, целью исследования стало изучение влияния прекондиционирования с SiO2-нч на морфофункциональные свойства костномозговых ММСК крыс Wistar.

Материалы и методы исследования

Коллоидный диоксид кремния (энтеросорбент «Полисорб», Россия) подвергали механической обработке в шаровой мельнице (энергонапряженность 1g) для получения большего количества мелкодисперсных (менее 5 мкм) SiO2-нч. Эксперименты на 5 крысах-самках линии Wistar с массой 300-350 г. проведены в соответствии с соблюдением принципов Хельсинской декларации BMA (2000). Ядросодержащие клетки костного мозга получали при помощи перфузии бедренных костей лабораторных животных и использовали для выделения ММСК. Для этого ядросодержащие клетки костного мозга ресуспендировали в среде DMEM (Биолот, СПб) и пропускали через фильтр (размер пор 80 мкм) для удаления клеточного дебриса, подсчитывали количество жизнеспособных клеток. Далее ядросодержащие клетки костного мозга инкубировали в пластиковых флаконах (TPP, Швейцария) в среде DMEM (Биолот, СПб), дополненной 100 мкг/мл гентамицина сульфата (Дальхимфарм, Хабаровск), 2 мM L-глютамина (ICN, США) и 15 % FCS при 37°С в атмосфере 5 % СО2. Через 48 часов неприкрепленные к пластику клетки удаляли, а прилипающую фракцию клеток культивировали до получения конфлюэнтного слоя. Снятие ММСК при пассировании осуществляли с использованием 0,25 % раствора трипсина/0,02 % раствора ЭДТА (ICN, США). Адгезию ММСК к пластику при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч (2, 20 и 200 мкг/мл) оценивали под инвертированным микроскопом Olympus (Япония). На проточном цитофлуориметре FACS Canto II (BD, США) изучали влияние кондиционирования ММСК с SiO2-нч на клеточный цикл. Пролиферативный потенциал ММСК изучали по включению по включению 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолиум бромида – МТТ (Sigma, США) при длине волны 492 нм на спектрофотометре (Stat Fax 2100, США) через 48 часов при со-культивировании с различными дозами SiO2-нч и выражали в условных единицах оптической плотности. Индекс влияния SiO2-нч высчитывали по формуле: ИВ= (1 – опыт/контроль) х 100 %. Уровень продукции стойких метаболитов оксида азота (mNO) ММСК при кондиционировании с различными дозами SiO2-нч оценивали с помощью реактива Грейсса. Статистическую обработку данных проводили с использованием программы Statistica 6.0, меры центральной тенденции и рассеяния описаны медианой (Ме), нижним (Lq) и верхним (Hq) квартилями; достоверность различия рассчитывалась по U-критерию Манна-Уитни, и принималась при значениях p 2N

Источник

Диоксид кремния аморфный что это такое вред и польза

Последние десятилетия создали предпосылки для управления рядом нанообъектов благодаря развитию многих отраслей науки и техники. Это стало возможным благодаря появлению частиц, которые обладают функционально значимыми свойствами и являются предметом изучения недавно появившейся области – нанотехнологии [1].

Наночастицы (НЧ) имеют размеры, сопоставимые с биомолекулами, поэтому могут быть созданы таким образом, чтобы позволит обеспечить наличие необходимых свойств. Например, используются наноматериалы с модифицированными поверхностями за счет прикрепления различных полимеров. Это позволяет увеличить совместимость вещества и биомолекулы и обеспечить селективную доставку [2; 3]. Сейчас известно о ряде таких нановеществ, которые тестируются либо приняты американским фармакологическим комитетом FDA (например, НЧ Fe2O3) [4].

В последнее время особое внимание приковано к наноструктурированным частицам диоксида кремния (НЧ SiO2) в виде кварца [5; 6] или кремнезема [7; 8]. Эти вещества рассматриваются как перспективный, биосовместимый и биодеградируемый материал, который способен проникать на клеточном и молекулярном уровнях и может использоваться для разработки лекарственных препаратов и диагностических средств [9]. Это возможно потому, что по форме частицы близки к сфере, а размер варьирует от 5 до 80 нм, что создает благоприятные условия для их модификации. Также при попадании в организм НЧ SiO2 быстро разрушаются в органах выведения до ортокремниевой кислоты и выводятся с мочой, что говорит об их возможной инертности [10]. Однако постоянно появляются новые данные об имеющемся токсическом действии НЧ SiO2. Последние исследования показывают, что при определенных концентрациях возможен негативный эффект на клетки человека, например, при дозе выше 190 мкг/мл наблюдается токсическое действие на культуру клеток человека, а при введении НЧ SiO2 мышам внутрь брюшины в дозе 50 мкг/кг отмечена активация перитонеальных макрофагов [11]. Таким образом, требуются дополнительные исследования биологического действия данных наночастиц.

Цель исследования: оценить биологический эффект наночастиц диоксида кремния.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования в лабораториях микробиологии и молекулярной генетики Испытательного центра ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий РАН».

Работа включала комплексную физико-химическую и биологическую оценку наночастиц диоксида кремния в условиях in vitro.

В качестве исследуемых нанопрепаратов выступали наночастицы диоксида кремния (НЧ SiO2) («Передовые порошковые технологии», Томск).

Исследование физико-химических характеристик наночастиц включало оценку дзета-потенциала с использованием анализатора наночастиц Photocor Compact («Фотокор», Россия), а также размеров, формируемых в водной среде агрегатов наночастиц с помощью метода динамического светорассеивания.

Для визуализации наночастиц использовали атомно-силовой микроскоп Certus Light (Nanoscan technology, Россия) экипированный кантилеверами NSG 10 с жесткостью балки 37,6 N/m и радиусом зонда 1500

В частности, выявлено, что из наночастиц SiO2 только 23% частиц диспергируются в водной суспензии до размеров 57 ± 8,5 нм, большая часть (72%) образует комплексы, имеющие диаметр 168 ± 38 нм. Около 15% формируют крупные конгломераты диаметром >1500 нм. В свою очередь, дзета-потенциал нанопрепарата диоксида кремния характеризовался отрицательным значением, не превышающим 25 мВ.

Оценка степени активности наночастиц SiO2 при разных экспозициях (60, 120 мин) контакта с клетками E.coli K12 TG1 с клонированными luxCDABE-генами P.leiongnathi 54D10 («Эколюм») показал, что данное вещество в концентрациях от 0,1 до 0,000195 М не приводило к изменению динамики бактериальной биолюминесценции. Увеличение концентрации до 4 М отмечалось проявлением биологической активности наночастиц SiO2 (I), выражающейся в 30%-ном ингибировании свечения клеток, тем не менее можно характеризовать данные дозировки как слабо токсичные или не токсичные (рис. 1).

Рис. 1. Динамика свечения E.coli K12 TG1 с клонированными lux CDABE-генами P.leiongnathi 54D10 при контакте с наночастицами SiO2 в различных концентрациях

Анализ параметра «доза-эффект» также не выявил явного токсического действия исследуемого нанопрепарата (табл. 2)

Степень сохранности клеток E. coli на 120-й минуте теста биолюминесценции

Источник