Получение наноразмерных частиц серебра, стабилизированных продуктами гидролиза дрожжевых биополимеров

Автор: Бычков А.Л., Рябчикова Е.И., Королв К.Г., Бухтояров В.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 1 (79), 2019 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены данные о получении наночастиц серебра и их стабилизации продуктами механоферментативного гидролиза дрожжевой биомассы. Изучено образование наночастиц серебра восстановлением при помощи глюкозы без добавления стабилизаторов. Полученные частицы имеют сферическую форму и узкое распределение по размерам. Однако полученный коллоид неустойчив и спустя 3-5 часов выпадает в осадок из-за агрегации не стабилизированных частиц. В соответствии с механизмом зародышеобразования частиц серебра были выбраны полимеры, содержащиеся в дрожжевых гидролизатах. Белковые молекулы этих гидролизатов участвуют в образовании солей и стабилизации полученных дендритов, а низкомолекулярные углеводы играют роль восстанавливающего реагента. Пик на спектре поглощения в области 420 нм, приписываемый частицам с размерами около 50 нм, свидетельствует о том, что данные дендритные образования являются наноструктурированными. Показано, что механическая активация совместно с ферментативным гидролизом способствует увеличению концентрации карбонильных групп углеводов, приводящих к повышению восстанавливающей способности клеточной стенки...

Еще

Дрожжи, биомасса, нано частицы серебра, клеточная стенка, механоферментативный гидролиз

Короткий адрес: https://readera.ru/140244343

IDR: 140244343   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2019-1-238-246

Список литературы Получение наноразмерных частиц серебра, стабилизированных продуктами гидролиза дрожжевых биополимеров

  • Yang Y., Gajaraj S., Wall J.D., Hu Z. A comparison of nanosilver and silver ion effects on bioreactor landfill operations and methanogenic population dynamics//Water Reseach. 2013. V. 47. № 10. P. 3422-3430 DOI: 10.1016/j.watres.2013.03.040
  • Lemire J.A., Harrison J.J., Turner R.J. Antimicrobial activity of metals: mechanisms, molecular targets and applications//Nat. Rev. Microbiol. 2013. V. 11. P. 371-384 DOI: 10.1038/nrmicro3028
  • Ульберг З.Р., Подольская В.И., Войтенко Е.Ю. и др. Формирование и биологическая активность препаратов на основе микроорганизмов и коллоидного серебра//Коллоидный журнал. 2010. Т. 72. №. 1. С. 70-77.
  • Kvitek L., Panacek A., Prucek R., Soukupova J. et al. Antibacterial activity and toxicity of silver -nanosilver versus ionic silver//Journal of Physics: Conference Series. 2011. V. 304. № 1.
  • Hadrup N., Lam H.R. Oral toxicity of silver ions, silver nanoparticles and colloidal silver -A review//Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2014. V. 68. № 1. P. 1-7 DOI: 10.1016/j.yrtph.2013.11.002
  • Титова М.А., Шкиль Н.А., Коптев В.Ю. и др. Оценка антибактериальной и терапевтической эффективности препарата, включающего наночастицы серебра при мастите крупного рогатого скота // Ветеринарная медицина. 2011. № 3-4. С. 103-104.
  • Prabhu S., Poulose E.K. Silver nanoparticles: mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects // International Nano Letters. 2012. V. 2. № 1.
  • DOI: 10.1186/2228-5326-2-32
  • Zarei M., Jamnejad A., Khajehali E. Antibacterial effect of silver nanoparticles against four foodborne pathogens // Jundishapur Journal of Microbiology. 2014. V. 7. № 1. e8720.
  • DOI: 10.5812/jjm.8720
  • Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 3. С. 242-269.
  • Darroudi M., Zak A.K., Muhamad M.R., Huang N.M. et al. Green synthesis of colloidal silver nanoparticles by sonochemical method // Materials Letters. 2012. V. 66. № 1. P. 117-120.
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2011.08.016
  • Sun Y. Controlled synthesis of colloidal silver nanoparticles in organic solutions: empirical rules for nucleation engineering // Chemical Society Reviews. 2013. V. 42. № 7. P. 2497-2511.
  • DOI: 10.1039/C2CS35289C
  • Shin Y., Bae I.-T., Arey B.W., Exarhos, G.J. Facile stabilization of gold-silver alloy nanoparticles on cellulose nanocrystal // The Journal of Physical Chemistry. C. 2008. V. 112. № 13. P. 4844-4848.
  • DOI: 10.1021/jp710767w
  • Высоцкий В.В., Урюпина О.Я. Ролдугин В.И., Плачев Ю.А. Формирование наночастиц серебра в водных растворах карбоксимецилцеллюлозы и эволюция их размеров // Коллоидный журнал. 2009. Т. 71. № 2. P. 164-170.
  • Chakraborty M., Hsiao F.W., Naskar B., Chang C.H. et al. Surfactant-assisted synthesis and characterization of stable silver bromide nanoparticles in aqueous media // Langmuir. 2012. V. 28. № 18. P. 7282-7290.
  • DOI: 10.1021/la300615b
  • Kaler A., Jain S., Banerjee U.C. Green and Rapid Synthesis of Anticancerous Silver Nanoparticles by Saccharomyces boulardii and Insight into Mechanism of Nanoparticle Synthesis // BioMed Research International. 2013. V. 2013.
  • DOI: 10.1155/2013/872940
  • Roy K., Sarkar C.K., Ghosh C.K. Photocatalytic activity of biogenic silver nanoparticles synthesized using yeast (Saccharomyces cerevisiae) extract // Applied Nanoscience. 2015. V. 5. № 8. P. 953-959.
  • DOI: 10.1007/s13204-014-0392-4
  • Mouxing F.U., Qingbiao L.I., Daohua S.U.N., Yinghua L.U. et al. Rapid Preparation Process of Silver Nanoparticles by Bioreduction and Their Characterizations // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2006. V. 14. № 1. P. 114-117.
  • DOI: 10.1016/S1004-9541(06)60046-3
  • Гагенко Т.В., Танцырев А.П., Сапожников А.Н., Хуцишвили С.С. и др. Нанокомпозиты серебра и сульфата арабиногалактана: синтез, строение и антимикробная активность // Журнал общей химии. 2015. Т. 85. № 2. С. 305-313.
  • Стрижко Л.С., Захарова В.И., Кореневский А.А., Калмыков Ю.М. и др. Биосорбенты для извлечения благородных металлов из промышленных растворов // Цветные металлы. 2003. № 2. С. 40-44.
  • Korbekandi H., Mohseni S., Jouneghani M.R., et al. Biosynthesis of silver nanoparticles using Saccharomyces cerevisiae // Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. 2016. V. 44. P. 235-239.
  • DOI: 10.3109/21691401.2014.937870
  • Wang J., Chen C. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: a review // Biotechnology. Advances. 2006. V. 24. № 5. P. 427-451.
  • DOI: 10.1016/j.biotechadv.2006.03.001
  • Kierans M., Staines A.M., Bennett H., Gadd G.M. Silver tolerance and accumulation in yeasts // Biology of Metals. 1991. V. 4. № 2. P. 100-106.
  • Won S.W., Kotte P., Wei W., Lim A. et al. Biosorbents for recovery of precious metals // Bioresource Technology. 2014. V. 160. P. 203-212.
  • Bychkov A.L., Korolev K.G., Lomovsky O.I. Obtaining Mannanoligosaccharide Preparations by Means of the Mechanoenzymatic Hydrolysis of Yeast Biomass // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2010. V. 162. № 7. P. 2008-2014.
  • Wiley B.J., Im S.H., Li Z.Y., McLellan J. et al. Maneuvering the surface plasmon resonance of silver nanostructures through shape-controlled synthesis // The Journal of Physical Chemistry. B. 2006. V. 110. № 32. P. 15666-15675.
  • DOI: 10.1021/jp0608628
  • Chandran S.P., Chaudhary M., Pasricha R., Ahmad A. et al. Synthesis of Gold Nanotriangles and Silver Nanoparticles Using Aloe veraplant Extract // Biotechnology Progress. 2006. V. 22. P. 577-583.
  • DOI: 10.1021/bp0501423
  • Ramanauskaite L., Snitka V. The synthesis of controlled shape nanoplasmonic silver-silica structures by combining sol-gel technique and direct silver reduction // Nanoscale Research Letters. 2015. V. 10. № 133.
  • DOI: 10.1186/s11671-015-0839x
  • Panacek A., Kvitek L., Prucek R., Kolar M. et al. Silver colloid nanoparticles: synthesis, characterization, and their antibacterial activity // The Journal of Physical Chemistry. B. 2006. V. 110. P. 16248-16253.
  • DOI: 10.1021/jp063826h
  • He R., Qian X., Yin J., Zhu Z. Formation of silver dendrites under microwave irradiation // Chemical Physics Letters. 2003. V. 369. № 3-4. P. 454-458.
  • DOI: 10.1016/S0009-2614(02)02036-5
  • Agrawal V.V., Kulkarni G.U., Rao C.N. Surfactant-promoted formation of fractal and dendritic nanostructures of gold and silver at the organic-aqueous interface // Journal of Colloid and Interface Science. 2008. V. 318. № 2. P. 501-506.
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2007.10.013
  • Klis F.M., Mol P., Hellingwerf K. Dynamics of cell wall structure in Saccharomyces cerevisiae.// FEMS microbiology reviews. 2002. V. 26. P. 239-256.
  • DOI: 10.1111/j.1574-6976.2002.tb00613.x
  • Orlean P. Architecture and Biosynthesis of the Saccharomyces cerevisiae Cell Wall // Genetics. 2012. V. 192. № 3. P. 775-818.
  • DOI: 10.1534/genetics.112.144485
  • Бычков А.Л., Рябчикова Е.И. Королёв К.Г., Ломовский О.И. Изменение супрамолекулярной структуры клеточной стенки Saccharomyces cerevisiae при механоферментативной обработке// Химия в интересах устойчивого развития. 2009. Т. 17. № 5. С. 479-486.
Еще
Статья научная