Механохимическое получение пищевой добавки, содержащей витамин D и хелатированные формы кремния
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-190-196
Аннотация
Системный дефицит витамина D и соединений кремния в организме человека приводит к многочисленным негативным последствиям прежде всего в области функционирования опорно-двигательного аппарата: даже в отсутствие недостатка соединений кальция и фосфора, которые принято считать основными костеобразующими веществами, ухудшается минерализация костей, увеличивается вероятность падений и переломов, возникают боли в мышцах. Исходя из известных механизмов физиологического действия витамина D и кремния на организм человека в данной работе сделано предположение, что пищевая добавка, содержащая холекальциферол и водорастворимые хелатированные формы кремния, будет обладать синергетическим эффектом. Было показано, что при помощи твердофазной механохимической обработки в оптимальном режиме из рисовой лузги и зеленого чая получается продукт, содержащий водорастворимые хелатированные соединения кремния с равновесной концентрацией до 24 мг/л. Оптимальным режимом, характеризующимся высокой устойчивостью к нестабильностям технологического процесса, получения из рисовой лузги и зеленого чая продукта, содержащего хелатированные соединения кремния, является скорость вращения ротора полупромышленной центробежно-роликовой мельницы-активатора RM-50 равная 1200 об./мин при скорости подачи сырья в зону обработки равной 43 кг/час. Полученный опытный образец был использован в качестве твердой матрицы – основы для нанесения холекальциферола и получения биологической активной добавки к пище. Рассчитанные количества добавки, необходимые к употреблению для восполнения суточной потребности организма в витамине D, показали целесообразность использования растворимых желатиновых капсул.
При поддержке: Российский научный фонд
Об авторах
А. Л. Бычков
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Россия
Россия
д.х.н., лаборатория механохимии, ул. Кутателадзе, 18, г. Новосибирск, 630090, Россия
П. А. Решетникова
Новосибирский государственный технический университет
магистрант, кафедра технологии и организации пищевых производств, пр. Карла Маркса, д. 20, г. Новосибирск, 630073
Е. Г. Трофимова
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
к.х.н., лаборатория механохимии, ул. Кутателадзе, 18, г. Новосибирск, 630090, Россия
Е. С. Бычкова
Новосибирский государственный технический университет
к.т.н., кафедра технологии и организации пищевых производств, пр. Карла Маркса, д. 20, г. Новосибирск, 630073; Россия
О. И. Ломовский
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
д.х.н., лаборатория механохимии, ул. Кутателадзе, 18, г. Новосибирск, 630090, Россия
Список литературы
1. Amrein K., Scherkl M., Hoffmann M. et al. Vitamin D deficiency 2.0: an update on the current status worldwide // European Journal of Clinical Nutrition. 2020. V. 74. P. 1498–1513. doi: 10.1038/s41430–020–0558y
2. Caballero-Garc?a A., C?rdova-Mart?nez A., Vicente-Salar N. et al. Vitamin D, its role in recovery after muscular damage following exercise // Nutrients. 2021. V. 13. № 2336. doi: 10.3390/nu13072336
3. Buruiana A., Nedeltcheva-Petrova E., Nicoleta D., Olaru M. et al. Vitamin D and extraskeletal effects // Romanian Journal of Medical Practice. 2017. V. 12. P. 33–37. doi: 10.37897/RJMP.2017.1.6
4. Ling Y., Xu F., Xia X., Dai D. et al. Vitamin D supplementation reduces the risk of fall in the vitamin D deficient elderly: An updated systematic review and meta-analysis // Clinical Nutrition. 2021. V. 40. P. 5531–5537. doi: 10.1016/j.clnu.2021.09.031
5. Sim M., Zhu K., Lewis J., Hodgson J. et al. Association between vitamin D status and long?term falls?related hospitalization risk in older women // Journal of the American Geriatrics Society. 2021. V. 69. P. 3114–3123. doi:10.1111/jgs.17442
6. Reffitt D.M., Ogston N., Jugdaohsingh R. et al. Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro // Bone. 2003. V. 32. P. 127–135. doi: 10.1016/s8756–3282(02)00950x
7. Hott M., de Pollak C., Modrowski D., Marie P.J. Short-term effects of organic silicon on trabecular bone in mature ovariectomized rats // Calcified Tissue International. 1993. V. 53. P. 174–179. doi: 10.1007/BF01321834
8. Giganti M., Tresoldi I., Masuelli L., Modesti A. et al. Fracture healing: From basic science to role of nutrition // Frontiers in bioscience (Landmark edition). 2014. V. 19. P. 1162–1175. doi: 10.2741/4273x
9. Chappell H., Jugdaohsingh R., Powell J. Physiological silicon incorporation into bone mineral requires orthosilicic acid metabolism to SiO44- // Journal of the Royal Society Interface. 2020. V. 17. doi: 10.1098/rsif.2020.0145
10. Sahin K., Onderci M., Sahin N. et al. Dietary arginine silicate inositol complex improves bone mineralization in quail // Poultry Science. 2006. V. 85. P. 486–492. doi: 10.1093/ps/85.3.486.
11. Kim M.H., Bae Y.J., Choi M.K., Chung Y.S. Silicon supplementation improves the bone mineral density of calcium-deficient ovariectomized rats by reducing bone resorption // Biological Trace Element Research. 2009. V. 128. P. 239–247. doi:10.1007/s12011–008–8273x.
12. Quintanar-Guerrero D., Ganem-Quintanar A., Nava-Arzaluz M.G., Pi??n-Segundo E. Silica xerogels as pharmaceutical drug carrie // Expert Opinion on Drug Delivery. 2009. V. 5. P. 485–498. doi: 10.1517/17425240902902307
13. Seleem M.N., Munusamy P., Ranjan A., Alqublan H. et al. Silica-antibiotic hybrid nanoparticles for targeting intracellular pathogens // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2009. V. 10. P. 4270. doi: 10.1128/AAC.00815–09
14. Lu J., Liong M., Li Z., Zink J. et al. Biocompatibility, biodistribution, and drug-delivery efficiency of mesoporous silica nanoparticles for cancer therapy in animals // Small. 2010. V. 6. P. 1794–1805. doi: 10.1002/smll.201000538
15. Jugdaohsingh R. Silicon and bone health // The Journal of Nutrition, Health and Aging. 2007. V. 11. P. 99–110.
16. Rondanelli M., Faliva M., Peroni G., Gasparri C. et al. Silicon: a neglected micronutrient essential for bone health // Experimental Biology and Medicine. 2021. V. 246. P. 1500–1511. doi: 10.1177/1535370221997072
17. Goodman B.A. Utilization of waste straw and husks from rice production: a review // Journal of Bioresources and Bioproducts. 2020. V. 5. P. 143–162. doi: 10.1016/j.jobab.2020.07.001
18. Shapolova E., Lomovsky O. Mechanochemical solubilization of silicon dioxide with polyphenol compounds of plant origin // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2013. V. 39. P. 765–770. doi: 10.1134/S1068162012070175
19. Nameyrra Z., Md Nesran Z. Shafie N. Farah S., et al. Iron chelation properties of green tea epigallocatechin3gallate (EGCG) in colorectal cancer cells: analysis on Tfr/Fth regulations and molecular docking // Evidence-based Complementary and Alternative Medicine. 2020. V. 2020. № 7958041. doi:10.1155/2020/7958041
20. Wang H., Wang C., Zou Y., Hu J. et al. Natural polyphenols in drug delivery systems: current status and future challenges // Giant. 2020. V. 3. № 100022. doi: 10.1016/j.giant.2020.100022
21. Ushiroyama T., Ikeda A., Ueki M. Effect of continuous combined therapy with vitamin K2 and vitamin D3 on bone mineral density and coagulofibrinolysis function in postmenopausal women // Maturitas. 2002. V. 41. P. 211–221. doi: 10.1016/s0378–5122(01)00275–4
22. Effaty F., Ottenwaelder X., Friscic T. Mechanochemistry in transition metal catalyzed reactions // Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 2021. V. 32. № 100524. doi: 100524. 10.1016/j.cogsc.2021.100524
23. Thorpe J., O'Reilly D., Friscic T., Damha M.J. Frontispiece: mechanochemical synthesis of short DNA fragments // Chemistry. 2020. V. 26. doi: 10.1002/chem.202084163
24. Chen Y., Mellot G., Luijk D., Creton C. et al. Mechanochemical tools for polymer materials // Chemical Society Reviews. 2021. V. 50. P. 4100–4140. doi: 10.1039/D0CS00940G
25. Bychkov A., Podgorbunskikh E., Bychkova E., Lomovsky O. Current achievements in the mechanically pretreated conversion of plant biomass // Biotechnology and Bioengineering. 2019. V. 116. P. 1231–1244. doi: 10.1002/bit.26925
26. Bychkov A.L., Buchtoyarov V.A., Lomovsky O.I. Mechanical pretreatment of corn straw in a centrifugal roller mill // Cellulose Chemistry and Technology. 2014. V. 48. P. 545–551.
27. Babat N., T?rkmen Y. Determination of serum vitamin D3 level by high performance liquid chromatography (HPLC) in patients with coronary artery actasia // Cardiology and Cardiovascular Medicine. 2020. V. 4. P. 097–104. doi: 10.26502/fccm.92920107
28. Клинические рекомендации “Дефицит витамина D у взрослых”. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2016.
29. Haimi M., Kremer R. Vitamin D deficiency/insufficiency from childhood to adulthood: Insights from a sunny country // Occupational and Environmental Medicine. 2017. V. 75. № A35. doi: 10.1136/oemed2018ISEEabstracts.86
30. Shrivastava B., Aryan R., Tiwari A., Tiwari L. et al Comparative study of rise of vitamin D in hypovitaminosis D babies after two different dosage recommendations // International Journal of Contemporary Pediatrics. 2019. V. 6. P. 230–232. doi: 10.18203/2349–3291.ijcp20185218
Рецензия
Для цитирования:
Бычков А.Л., Решетникова П.А., Трофимова Е.Г., Бычкова Е.С., Ломовский О.И. Механохимическое получение пищевой добавки, содержащей витамин D и хелатированные формы кремния. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021;83(4):190-196. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-190-196
For citation:
Bychkov A.L., Reshetnikova P.A., Trofimova E.G., Bychkova E.S., Lomovsky O.I. Mechanochemical production of a food supplement containing vitamin D and chelated forms of silicon. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2021;83(4):190-196. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2021-4-190-196
Просмотров:
19
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 
