ЭлБиб

38 / 92

36 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 7/2013
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Ключевые слова: наночастицы се
ребра; молоко; детектирование; ди
намическое лазерное рассеяние све
та.
Key words: silver nanoparticles; milk;
detection; dynamic laser light
scattering.
УДК:664:330.341.1.62.001.7 (00)
В последние годы нанотехнологии
интенсивно внедряются в пищевой
промышленности [1, 2]. В связи с
этим возникает проблема выявления
соответствия продукта понятию «на
нопродукт». Кроме того, возможна
контаминация пищевой продукции
наночастицами, поступающими в
него из упаковки, в частности – на
ночастицами серебра [3]. Несмотря
на очевидные преимущества пище
вых нанотехнологий, однозначного
ответа о безопасности воздействия
таких наночастиц на организм чело
века пока нет, а результаты воздей
ствия их на организм при оральном
поступлении с пищей изучены недо
статочно [4].
Существующие методы обнаруже
ния и контроля наночастиц в пище
вой продукции имеют существенные
ограничения. Основные трудности в
выборе метода обнаружения вве
денных наночастиц связаны с тем,
что пищевые матриксы содержат ес
тественные частицы (агрегаты бел
ков, жиров, полисахаридов), сораз
мерные с искусственно введенными
наночастицами, что существенно
затрудняет анализ. Кроме того, по
лучившие широкое распространение
методы, базирующиеся на просвечи
вающей электронной микроскопии
(ПЭМ) и атомно силовой микроско
пии (АСМ), требуют высушивания
пробы, что может приводить к агре
гации и ложноотрицательным ре
зультатам. В целом, универсальные
Детектирование наночастиц
серебра в молоке
методом лазерного динамического
светорассеяния
О.В. Рыхтик, В.Г. Панфёров, Н.Н. Котова, канд. хим наук, доцент,
К.И. Попов, д р хим. наук, профессор
Московский государственный университет пищевых производств
А.Ш. Абдулпатахов
ГБОУ № 204, г. Москва
методы детектирования искусствен
но введенных наночастиц в пищевых
продуктах и упаковочных матери
алов отсутствуют [5].
В данной работе эксперименталь
но исследована возможность детек
тирования наночастиц серебра в мо
дельных системах на основе молока
методом динамического лазерного
рассеяния света (ДЛС). Присутствие
в пищевых продуктах наночастиц се
ребра может быть обусловлено их
миграцией в продукт из антибакте
риального слоя поверхности упако
вочного материала. Для жидких пи
щевых продуктов метод ДЛС не тре
бует пробоподготовки. Следователь
но, он свободен от проблем, связан
ных с высушиванием пробы, харак
терных для ПЭМ и АСМ [6]. Вместе с
тем, всегда существует угроза ассо
циации наносеребра с капельками
жира или молекулами белка, маски
рующей наночастицы.
В работе использовали молоко
«Домик в деревне» (жирность
0,5 %), деионизированную воду
(прибор «Водолей») и раствор нано
серебра в воде с концентрацией 50
мг/л, предоставленный А.И. Сазоно
вым (МАТИ). Наносеребро получали
в дуговом разряде из Ag электро
дов.
Измерения проводили на лазер
ном анализаторе размеров частиц
Zetatrac (MicrotracInc., США) с дли
ной волны лазерного диода 780 нм,
при угле рассеяния 180о в диапазоне
гидродинамических значений диа
метра частиц от 0,8 до 6500 нм при
25 °C. Для каждого исследуемого об
разца была проведена серия изме
рений для обеспечения достаточной
статистической выборки, обработку
полученных данных проводили с по
мощью программного обеспечения
Microtrac FLEX 10.5.4. Необходимые
для измерения данные по плотности
серебра, плотности молока и др.
были взяты из работы [7].
Молоко в неразбавленном и раз
бавленном состоянии смешивали с
водным раствором серебра в объем
ном соотношении 1:1, выдерживали
10 мин до установления равновесия
и помещали в измерительную кюве
ту. Аналогичным образом разбавля
ли водой раствор серебра и молоко.
Эти образцы служили растворами
сравнения.
Кроме того, с целью анализа влия
ния разбавления молока водой на
размер его натуральных частиц про
водили серию разбавлений 1:10;
1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:600; 1:800
и 1:1000. Параллельно были получе
ны образцы молока, из которых пе
ред разбавлением молока водой
удаляли жир при помощи центрифу
ги с охлаждением при 13 тыс. мин–1 в
течение 5 мин при температуре
–5 оC. После этого молоко подверга
ли повторному центрифугированию
при этих же условиях с целью макси
мального удаления жира и белка
молока. Результаты представлены на
рис. 1–5 и в таблице.
Как видно из рис. 1, исходный об
разец молока не содержал наночас
тиц. Размеры частиц эмульсии соот
ветствовали диапазону от 150 до 1100
нм, что соответствует наличию в об
разце мицелл казеина (150–300 нм)
и капелек молочного жира (800–
1000 нм) и хорошо согласуется с ли
тературными данными [8]. Средне
числовые значения гидродинами
ческого диаметра составили 270±30
нм, а среднеобъемные – 354±40 нм.
Оказалось, что по мере разбавле
ния до 1:500 среднечисловой размер
частиц молока монотонно уменьша
ется до 149 нм, а среднеобъемный –
до 270 нм. При этом в системе появ
ляются фракции наночастиц разме
ром 70–100 нм. Вероятно, это умень
шение размеров является результа
том дезагрегации мицелл казеина и
жира при разбавлении. Таким обра
зом, «нанодиапазон» оказывается
для молока свободным от натураль
ных наночастиц, и если таковые по
являются, то их целиком можно от
нести к искусственно введенным или
контаминантным наночастицам.
Как видно из рис. 2, исходный ра
створ серебра соответствует понятию
нанодисперсии со среднечисловым
Метод динамического лазерного
светорассеяния принципиально
позволяет обнаружить инженерные
наночастицы серебра в молоке.
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека