Информация
Поиск

Биологические свойства ТриСмектита

Харківська медична академія
післядипломної освіти МОЗ України

РЕФЕРАТ
Звіт: 26 с., 10 табл., 40 джерел

У роботі подані результати дослідження біологічних властивостей препаратів на основі триоктаедричних смектитів (трисмектитів) - сапонітів - місцевих родовищ. Речовина із мінеральної сировини не містить токсичних і канцерогенних речовин, має високі показники сорбції відносно патогенних мікроорганізмів і рекомендована для виготовлення в якості сировини для спеціальних харчових продуктів.

ЗМІСТ

 ВСТУП
Розділ 1. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Розділ 2. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ МІНЕРАЛЬНОЇ СИРОВИНИ
2.1. Характеристика існуючих сорбційних продуктів
2.2. Лабораторний регламент виготовлення
2.3. Визначення вмісту канцерогенних речовин в складі сапоніту
Розділ 3. СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОДУКТІВ ІЗ САПОНІТІВ
ВИСНОВКИ
ЛІТЕРАТУРА 

ВСТУП

Зростаюче забруднення навколишнього середовища токсичними речовинами органічного та мінерального походження, їх накопичення в організмі людини супроводжується погіршенням стану здоров’я населення. Одним із важливих способів запобігання таких захворювань є використання сорбційних матеріалів, особливо природного походження.

Україна володіє великими запасами природних мінералів, широке використання яких для вирішення екологічних питань, в сільському господарстві, медицині багатьма фахівцями вважається за доцільне.

Виходячи з того, що природні дисперсні мінерали відносяться до найбільш поширених сорбційних матеріалів, які мають високі показники зв’язування різноманітних забруднювачів, доцільним і актуальним є проведення досліджень в напрямку визначення та обгрунтування можливості використання природних дисперсних мінералів для очистки та знезаражування водних середовищ та детоксикації організму людини, особливо тих, хто проживає на території в зонах .екологічних катастроф.

Встановлені закономірності дадуть можливість науково обгрунтувати придатність природних мінералів з місцевих родовищ для виготовлення спеціальних харчових продуктів, що дозволить збільшити сорбційні можливості організму людини.

Розділ 1. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вивчали сорбційні властивості природних та активованих форм мінералів з різним їх впливом на кислотно-лужну рівновагу водного середовища: алуніту природного (рН 6,.4) і активованого (рН 4,4 ), монтморилоніту (рН 7,0), сапоніту природного (рН 7,0 ), цеоліту (7.9) і сапоніту термоактивованого (рН 9,3). Для порівняння використовували також вуглеві сорбенти з модифікованими металами поверхнями типу КАУ-Cu 2+; КАУ-Zn 2+; CKH-Zn 2+; СКН-Си 2+ та поліметилсилоксан (ПМС).

Досліджували взаємодію з твердим субстратом мінералів вірусів : вакцинного штаму вірусів поліомієліту (P-712,Ch.2 ав), вірусів Коксакі В-1 (Connecticut-5), вірусів Коксакі В-6 (Hammon) та культур бактерій із родини Enterobacteriaceae: Escherichia coli 0-111, Salmonella typhimurium. Віруси мали ідентичну морфологією та тип симетрії, але були відмінні за біологічними властивостями. Культивування вірусів здійснювали в перещепних культурах клітин Нер-2 , інфекційну активність визначали методом титрування за бляшкоутворенням .

Ефективність сорбційної взаємодії вірусів і бактеріальних клітин з . мінералами вивчали у водному середовищі різного ступеню забрудення.

Досліди проводили на нелінійних білих мишах масою 18-20 г. Суспензію мікробних клітин об"ємом 0,5 мл вводили через зонд у шлунок. Через 2 год вводили суспензію сорбційних препаратів у такому ж об"ємі. Вміст нижніх відділів кишечника аналізували через 6 год після чергового введення препарату. Після тіопенталового наркозу тварин умертвляли та забирали матеріал для дослідження.

Порівняльну оцінку властивостей сорбційних матеріалів здійснювали за показниками ефективності сорбції (%), питомої та граничної сорбції (БУО/мг) та коефіцієнта сорбції - як відносної величини кількості сорбованих мікроорганізмів на твердому субстраті до їх рівноважної концентрації у водному середовищі з урахуванням його об”єму і щільності та наважки внесеного мінералу.

Результати досліджень обробляли стастистично. Обчислювали середні величини інфекційних титрів та їх стандартних відхилень (S/х/). Достовірність відмінностей показників оцінювали за t-критерієм при рівні значимості Р < 0,05].

РОЗДІЛ 2. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ МІНЕРАЛЬНОЇ СИРОВИНИ

2.1. Характеристика існуючих сорбційних продуктів

Проведені дослідження сировини, призначеної для застосування у харчовій промисловості, зокрема для виготовлення спеціальних харових продуктів із високою сорбційною ємністю, з вмістом одного та більше компонентів діючої речовини.

Відомо застосування в якості сировини сорбційних матеріалів природного і синтетичного походження, наприклад, вуглі (деревні, кісточкові), кремнеземи (різноманітної дисперсності аеросили), поліметилсилоксани, каолін (біла глина), висівки, пектини та інші речовини.

Пропонується замінити існуючі матеріали природного і штучного походження, а також природні сполуки із запасів, що виснажуються, сировиною з високою сорбційною ємністю, відносно не складними засобами додаткової її активації, добре сумісної з водорозчинними речовинами та тривалим термніном зберігання. Наприклад, відомо, що оброблене при підвищеній температурі в середовищі, позбавленому кисню, природна речовина (кісточки морель, персиків, слив і т.д.) перетворюється в матеріал із високими сорбційними властивостями.

Вуглі різноманітних марок використовують як самостійну форму, так і у вигляді носіїв водорозчинних хімічних речовин із різноманітним ступенем біологічної активності. Вуглі мають низькі показники сорбційної активності, що потребує застосування великої кількості речовини. Кісточкові вуглі стійкі до стирання, мають гострі грані сколів, внаслідок чого можуть механічно ушкоджувати стінку кишечника, впроваджуватися в його стінку, викликаючи затяжні запальні процеси.

Крім того, обидва види вуглів містять у різноманітних концентраціях канцерогенні речовини (у залишкових кількостях, як залишок, що виникає при термообробці вихідних матеріалів при їхньому одержанні в середовищі без кисню), а кісточкові вуглі - контрольовані кількості ціанідів, екологічно шкідливих речовин.

Алюмосилікати будь - якого ступеню дисперсності за числовими показниками ємності не перевищують активовані вуглі. Промислове одержання фармакологічних препаратів на їхній основі до тепер ускладнено через відсутність адекватних технологій фасування порошків із високою дисперсністю, що супроводжується значним запиленням робочих місць.

При фізіологічних станах, що часто виникають як у нормі так і при патології, в організмі людини після прийому препаратов з алюмосилікатів можливо утворення кремнієвої кислоти з токсичними властивостями.

Поліметилсилоксани близькі або рівні за сорбційною ємністю до аеросилів, згодом змінюють свій агрегатний стан (тривалість збереження продуктів такого класу речовин біля 1 року), що різко знижує товарність на їхній основі.

Природні матеріали органічного походження (висівки, пектини, крохмаль та ін.) характеризуються щодо вуглів, алюмосилікатів, і поліметилсилоксанів низькими показниками сорбційної ємності. Встановлено, що терміни збереження самої сировини і продуктів на її основі перевищують аналогічні показники для поліметилсилоксанів, але менше за показником, ніж в активованх вуглів. Крім того, при зберіганні органічних сорбційних продуктів названих сполук спроможні змінювати смакові якості кінцевого продукта.

Сировина на основі каоліну характеризуються тривалим терміном зберігання. Показники сорбційної ємності цих матеріалів - одні з найнижчих у порівнянні з іншими сорбційними препаратами, а відомі засоби модифікації сорбційної поверхні не збільшують її показники.

З метою оптимального вибору з існуючих природних матеріалів для застосування у харчовій промисловості в якості сировини для одержання спеціальних харчових продуктів пропонується застосування природного дисперсного мінералу - сапоніта з місцевих джерел сировини, що мають повсюдне поширення на території України - Сапоніт як інші мінерали з вмістом монтморилонніту, легко піддається хімічній модифікації поверхні, і на відміну від відомих мінералів цієї групи набуває найбільше високих показників питомої сорбційної ємності при термічній - та гідротермічній обробці. Сорбційні властивості природних і модифікованих форм сапонітів зберігаються протягом тривалого часу.

2.2. Лабораторний регламент виготовлення

Одержання природної форми ї для виготовлення спеціальних харчових продуктів, а також засоби їх активації фізичними методами. Рудні зразки мінеральної сировини, що містить сапоніт, під візуальним контролем звільняють від сторонніх домішок, перемішують у дистильваній воді. Дрібнодисперсну частину мінералу у водяній фазі зливають, із неї гравіметричним способом відокремлюють тверду фазу. Отримують сапоніт, що містить хімічні елементи та їх сполуки, наведені в табл 2.1.

Таблиця 2.1
Склад рудного зразка сапоніту і сировини на його основі

Назва елементів, сполук

Досліджувані зразки ( мас. % )

Пдк (мг)

рудний

сировина

Окис кремнію

48,60

47,33

 

Окис титану

1,32

0,89

 

Окис алюмінію

12,80

10,40

 

Залізо загальне

7,12

7,25

 

Окис заліза (3)

12.90

9,31

 

Окис заліза (2)

1,37

0,83

 

Окис кальцію

1,70

2,82

 

Окис магнію

10,09

9,56

 

Окис марганца

0,18

0,15

 

Окис натрію

0,07

0,02

 

Окис калію

1,30

0,41

 

Окис фосфору

0,13

0,095

 

Молібден

0,00005

0,0001

 

Цинк

0,001

0.016

5

 

Барій

0,0005

0,00002

 

Мідь

0,003

0,011

5

Хром

0,001

0,02

 

Кобальт

0,003

0.0035

 

Свинець

0,0003

0,0009

0,05

Літій

 

0,003

 

Нікель

0,003

0,0065

 

Ванадій

0,009

0,037

 

Сірка

0,10

0,10

 

Окис сірки

0,04

 

 

Двуокис вуглецю

0,22

0,77

 

Вода

10,58

7,10

 

Галій

0,0007

0,0008

 

Ітрій

0,001

0,005

 

Цирконій

0,002

0,001

 

Г ерманій

0,0003

 

 

Скандій

0,00007

0,0005

 

Берилій

 

0,0003

 

Срібло

0,00005

0,0008

 

Ниобій

 

0,0003

 

Олово

 

0,0003

 

Стронцій

 

0,0003

 

Кадмій

0,0001

0,01

 

Ртуть

 

0,000003

 

Итербій

 

0,0001

 

Мишьяк

 

0,0005

 

Бор

 

0,0012-

 

Фтор

 

0,12

 

Отримана емульсія може бути товарної або висушена, подрібнена до порошкоподібної форми.

Встановлено, що отримана з рудного зразку сировина по хімічному складі істотно не відрізняється від природної сировини, а нормоване утримання важких металів не перевищує рівні гранично допустимих концентрацій. Дані про утримання рухливих форм металів у рудних зразках і сировини сапоніту наведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2
Вільні форми металів у зразках сапоніту

N

пп

Назва елементів

Вміст в зразку, мг/кг

рудний

сировина

1.

Залізо

120,00

80,00

2.

Мідь

0,85

0,20

о

Срібло

0,20

0,20

4.

Цинк

1,20

0,72

5.

Кадмій

0,20

0,20

6.

Свинець

2,00

0,47

7.

Молібден

0,20

0,20

8.

Нікель

0,80

0,20

9.

Кобальт

0,60

0,20

10

Хром

0,50

0,50

11

Окисли марганцю

90,00

35,00

Примітка. Середні величини із 3-4 визначень.

Встановлено, що отримана з рудного зразка сировина по хімічному складі істотно не відрізняється від природної сировини, а нормоване утримання важких металів не перевищує рівні граничних концентрацій. Вміст рухливих форм металів у рудних зразках і сировини дані в табл. 2.3.

Дослідженнями показано, що утримання рухливих форм елементів у сировини сапоніту в порівнянні з рудними зразками значно знижується, а їхнє можливе надходження в організм людини у кількості що не перевищує 0,5 р на кг маси тіла, не досягає максимальних-припустимих рівнів, наприклад, у продуктах харчування, для яких нормування є найбільше жорстким ( зокрема для молока).

Таблиця 2.3
Вільні форми металів у мінеральних зразках сапоніту

N

пп

Назва элементу

Вміст в зразку, мг/кг

рудний

сировина

1.

Залізо

120,00

80,00

2.

Мідь

0,85

0,20

3.

Срібло

0,20

0,20

4.

Цинк

1,20

0,72

5.

Кадмій

0,20

0,20

6.

Свинець

2,00

0,47

7.

Молибден

0,20

0,20

8.

Нікель

0,80

0,20

9.

Кобальт

0,60

0,20

10.

Хром

0,50

0,50

11.

Окисли марганцю

90,00

35,00

Примітка: див. табл.1.2.

2.3. Визначення вмісту канцерогенних речовин в складі сапоніту

Здатність до утримання канцерогенних речовин і рудними зразками при виготовленні визначали за концентраціями бенз(а)пірену. Також досліджено можливий вплив термообробки рудних зразків із різноманітних глибин залягання сапоніту на забруднення канцерогенними речовинами (табл. 2.4.)

Таблица 2.4.

N

 

Характеристика образца

Вид обработки

Содержание

бенз(а)пирена

1.

Природний, глибина залягання, м.: 0,25

Без помолу

Сліди

 

0,50

Без помолу

Сліди

 

2,00

Без помолу

Сліди

2.

Сапонітова мука

Помол до 1-3 мм

Сліди

3.

Сапонітова мука ,300° С 1 час

Помол до 1-3 мм

Сліди

4.

Сапонітова мука, 500° С 1 час

Помол до 1-3 мм,

Сліди

5.

Сапонітова мука, 700-750° С 1 час

Помол до 1 -3 мм,

Сліди

6.

Сировина из рудного зразку

Відмулювання

Сліди

7.

Сировина из муки сапонітової

Відмулювання

Сліди

8.

Сировина из рудного зразку, 700-750° С 1 час

Відмулювання

Сліди

Очевидно, що в природних рудних зразках глин порід сапоніту у тримання бенз(а)пірену не перевищує концентрацій чутливості методу його визначення. Подрібнення порід сапоніту не супроводжується його забрудненням канцерогенними речовинами. При прогріванні сапоніту в діапазоні температур 300-750° С протягом 1 години не супроводжується утворенням канцерогенних сполук. В технологічному процесі одержання сировина як з рудних зразків, так і з подрібненої муки сапоніту, не Вміст 3,4-бенз (а) пирену в зразках сапонитових глин виявлено додаткових джерела його забруднення канцерогенною речовиною.

Слід зауважити, що прогрівання сапоніту проводили в муфельній печі з електропідігрівом. Тоді як розміщення різноманітних порід, з вмістом сапоніту, у печах випалу керамічних виробів із' використанням природного газу або мазутного палива зафіксовано накопичення в них бенз (а) пирену.

Таким чином, для необхідної обробки рудних порід і різноманітного способу отримання з них сировини з вмістом сапоніту слід застосовувати електричний обжиг сировини.

РОЗДІЛ 3. СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРОДУКТІВ ІЗ САПОНІТІВ

3.1. Сорбція бактерій кишкової групи сапонінами

Визначення контактної взаємодії вірусних часток і клітин бактерій із сапонітом в модельних умовах із різноманітним вмістом іонів металів у водному середовіищі. Як ідеальне середовище використовували дистильовану воду. Результати утримання мікроорганізмів у водній фазі при різноманітних співвідношеннях твердої і рідкої фази, а також у дисперсних системах подані в табл. 3.5.

Таблиця 3.5.
Виявлення клітин кишкової палички у воді після взаємодії із сапонітом

Характеристика твердої фази

Вміст клетин бактерій в воді

Час взаємодії:

год.

(КОЕ/мл)*

Проценты, %

Клітини кишкової палички

1,2x10 5

100,0

0

Клітини, сапоніт рудний 750° С

3,0x10 1

0,025

1

Клітини, сапоніт рудний 750° С

0

0

4

Клітини, сапоніт сировина

8,0x10 3

7,0

1

Клітини, сапоніт сировина

7,4x103

6,2

4

Клітини, сапоніт сировина 750° С

1,2x10 3

1,0

1

Клітини, сапоніт сировина 750° С

0

0

4

Примітка: Співвідношення твердої і рідкої фаз (сапоніт: вода) складало 1:10. КУО/мл * - колоніїутворюючі одиниці в 1 мл середовища.

Показано, що у водному середовищі клітини кишкової палички ефективно контактно взаємодіють з зразками сапоніту, що зареєстровано по показнику утримання клітин у водному середовищі. Прогрівання сапоніту при 750° С протягом 60 хвилин надає мінералу нових, бактерицидних властивостей.

3.2. Адгезія клітин бактерій кишкової палички до стінок кишечника

Можливий вплив на утримання мікроорганізмів кишковим епітелієм визначали в дослідах " in vitro" - на відрізках і фрагментах нижніх відділів кишечника експериментальних тварин (білі пацюки масою 180-260 г). Сапоніт, як і продукти порівняння, вводили одночасно з мікробними клітинами в розчин для інкубації відрізків кишечника або в просвіт його фрагментів у складі середовища - клітини. Результати дослідів дані в табл. 3.6.

Таблиця 3.6
Адгезія клітин бактерій кишкової палички до стінок кишечника

N

пп

Характеристика твердої фази

Число

спостережень

Вміст клітин кишкової палички на мг ваги слизової

1.

Клітини бактерій

5

327:25

2.

Клітини, КАУ-Сіг+

6

297:30

 

Клітини, КАУ-2п2+

6

274:29

4.

Клітини, СКН-Си2+

8

240:19

5.

Клітини, сировина сапоніта

4

137:8

Примітка: Експозиція клітин з слизовою складала ЗО хв при 7° С, відрізок кишечника промивали охолодженим фізіологічним розчином; визначали адгезію клітин в слизову кишечника.

Встановлено, що сапоніт запобігає адгезії ентеропатогенної кишкової палички до слизової оболонки кишечника. - Числові показники утримання клітин на 1 мг слизистої мали низькі величини в порівнянні з контролем та іншими сорбційними матеріалами.
Аналогічні результати отримано на моделі патогенних бактерій кишкової групи - сальмонелл, шигелл.

3.3. Вплив сорбційних препаратів на адсорбцію вірусів в кишечнику

При введенні сапоніту і продуктів порівняння одночасно з вірусними частками в розчині Ерла для інкубації відрізків кишечника або в просвіт його фрагментів також визначали утримуючі властивості слизової кишечника (табл. 3.7; табл.3.8 ).

Таблиця 3.7
Сорбція вірусів Коксакі В 3 до слизового шару відрізка кишечника

N

пп

Характеристика твердой фазы

Число

спостережень

Вміст вірусів в 1 мг слизової (БУО/мг)

1.

Клітини слизової

3

1,2x10 2

2.

Клітини, КАУ-Си2+

3

0,6x102

3.

Клітини, КАУ-Хп2+

о

0,8x102

4.

Клітини, СКН-Си2+

3

0,5x102

5.

Клітини, сировина сапоніту

5

0,3x102

Примітка: Експозиція клітин з слизовою складала 30 хв при 7° С, відрізок кишечника промивали охолодженим фізіологічним розчином; ввизначали утримання вірусів у слизовій кишечника в бляшкоутворюючих одиницях на 1 мг (БУО/мг) зразка.

Таблиця 3.8
Утримання вірусів Коксакі ВЗ слизовим шаром фрагмента кишечника

N

Характеристика твердої фази

Число

Вміст вірусів в 1 мг слизової

пп

 

спостережень

(БУО/мг)

Е

Клітини слизової

3

1,5x102

2.

Клітини, КАУ-Си2+

п

0,8x102

3.

Клітини, КАУ-2п2+

2>

1,0x102

4.

Клітини, СКН-Сіг+

п

0,9x102

5.

Клітини, сировина сапоніту

4

0,5x102

Примітка. Експозиція вірусів із компонентами твердою фазою складала ЗО хвилин при 7° С, відрізок кишечника промивали охолодженим фізіологічним розчином; визначали утримання вірусних часток у слизовій кишечника в бляшкоутворюючих одиницях на 1 мг (БУО/мг).

Дані табл. 3.7 свідчать, що введення в якості твердої фази дисперсійної системи вугільних матеріалів зменшує показники утримання вірусних часток у слизовою оболонкою кишечника (для КАУ-и2+, КАУ- Zn2-h, СКН-Си 2+ відповідно на 50 %, 66 % і 42 %). Утримання вірусних часток слизовою кишечника складало 25 % при введенні в аналогічну дисперсійну систему сировини сапоніта.

Із даних табл. 3.8 виходить, що слизова фрагментів кишки утримує вірусні частки з водної дисперсійної системи. Введення сорбційних матеріалів до складу дисперсійної системи супроводжується зменше&

Рекомендуемые товары

Трисмектит

Трисмектит

Трисмектит НОВИНКА 2018. Природный лечебный минерал - сапонит содержит важнейшие для человека мак..

499.00грн