Введение 3
1 Обзор литературы 6
1.1 Нанотехнологии и наночастицы 6
1.2 Классификация наночастиц 7
1.3 Характеристика и методы получения нанопорошка оксида алюминия 10
1.4 Потенциальное применение наночастиц оксида алюминия 14
1.5 Оценка токсичности и потенциальной опасности наночастиц оксида алюминия для биологических объектов 16
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Материалы и методы 18
2.1.1 Источник ферментов - солодовая вытяжка 18
2.1.2 Нанопрепарат оксида алюминия 18
2.1.3 Метод Вильштеттера и Вальшмидт-Лейца в модификации 18
2.1.4 Метод определения концентрации сухих веществ в растворах 20
2.2 Результаты и обсуждение 21
2.2.1 Влияние различных концентраций нанопрепарата оксида алюминия на активность протеолитических ферментов солодовой вытяжки 21
2.2.2 Влияние продолжительности контакта наночастиц Al2O3 с протеолитическими ферментами солодовой вытяжки на их активность 29
2.2.3 Влияние наночастиц Al2O3 на гидролиз протеолитическими ферментами солодовой вытяжки белков пивоваренного ячменя 33
3 Технологическая часть 38
4 Заключение 39
5 Cписок литературы 40
6 Приложение…………….49
Актуальность работы. В масс-медиа XXI столетие часто называют «веком нанотехнологий». Это связано со все расширяющимся интересом к изучению и применению в промышленном масштабе наноразмерных объектов различных состава и свойств. Логичным следствием такого положения дел является повышение содержания наночастиц в природных средах и возрастание вероятности их попадания в сырье и технологические процессы пищевых производств.
При этом в научной литературе появляется все больше публикаций о том, что наночастицы могут оказывать негативное влияние на объекты биологической и биохимической природы, на процессы, идущие с участием таких объектов. В ФГБОУ ВО «РОСБИОТЕХ» в течение последних 10 лет проводятся исследования влияния наночастиц разных типов на сырье, качество и безопасность готовой продукции бродильных производств. При их проведении выявлено наличие эффектов наночастиц различной интенсивности и направленности. Однако влияние наночастиц оксида алюминия ранее не изучалось, в силу чего исследования в данной области являются целесообразными и актуальными.
Цели и задачи исследования. Целью работы являлось установление наличия и характера влияния присутствия наночастиц оксида алюминия в средах гидролиза на активность протеаз экстракта (вытяжки) светлого ячменного пивоваренного солода
Для ее достижения необходимо было решить следующие задачи:
1. Повести анализ литературных источников, посвященных влиянию наночастиц, в частности, оксида алюминия на объекты различной природы.
2. Оценить влияние различных концентраций наночастиц Al2O3 на активность протеаз солодовой вытяжки.
3. Определить зависимость активность солодовых протеаз от продолжительности контакта с наночастицами оксида алюминия в реакционных средах.
4. Изучить влияние разных концентраций наночастиц Al2O3 на результаты гидролиза белков ячменя под действием протеаз вытяжки светлого ячменного пивоваренного солода.
Научная новизна данной работы заключается в следующем:
- изучено влияние наночастиц оксида алюминия на активность протеаз вытяжки светлого ячменного пивоваренного ячменного солода; установлено, что это влияние является выраженным, а его направление зависит от концентрации наночастиц в модельной среде;
- выявлена зависимость между продолжительностью контакта наночастиц и протеаз солодовой вытяжки и протеолитической активностью последних;
- исследован процесс гидролиза белков «инактивированного» ячменя протеазами солодовой вытяжки в присутствии разных концентраций наночастиц оксида алюминия.
Практическая значимость работы заключается в том, что на основании экспериментальных данных выдвинуто предположение о низкой «токсичности» наночастиц оксида алюминия в отношении протеаз светлого ячменного пивоваренного солода.
Апробация диссертационной работы. На основании результатов экспериментов была подготовлена и принята к публикации следующая рукопись:
Артемьева, В. С. Влияние наночастиц оксида алюминия на активность протеаз различного происхождения / В. С. Артемьева, У. Е. Гурьева, Е. Е. Федорова // Сборник трудов бакалавров, магистров и аспирантов «Цифровое общество: Образование. Наука. Карьера». - 2023.
Структура диссертационной работы. Квалификационная выпускная работа бакалавра состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, экспериментальная часть, технологическая часть, заключение, список литературы, приложение; работа изложена на 50 страниц текста, содержит 2 рисунков, 8 таблиц; список литературы включает 61 источников, из них на иностранном языке - 50.
1. Проведен анализ литературных источников о влиянии наночастиц Al2O3 на объекты различной природы; выявлено, что приводятся различные, в том числе, противоположные мнения относительно направления и интенсивности такого влияния.
2. Проведена оценка влияние различных концентраций наночастиц Al2O3 на активность протеаз солодовой вытяжки; установлено, что направление и интенсивность этого влияния зависит от концентрации наночастиц в реакционной среде; показано, что при содержании Al2O3, равном 0,25 % вес/об. прирост аминного азота гидролизате желатина возрастает на 70 % по сравнению с контролем.
3. Исследована зависимость активность солодовых протеаз от продолжительности контакта с наночастицами оксида алюминия в реакционных средах; установлено, что при содержании наночастиц в среде гидролиза желатина, равном 0,25 % вес/об, прирост аминного азота возрастает при увеличении продолжительности контакта наночастиц и протеаз с 60 до 120 мин, тогда как при содержании наночастиц, равном 1,0 % вес/об, положительный эффект снижается по возрастания продолжительности гидролиза.
4. Изучено влияние разных концентраций наночастиц Al2O3 на результаты гидролиза белков ячменя, предварительно обработанного при 100о С в течение 60 мин с целью инактивации его гидролаз, под действием протеаз вытяжки светлого ячменного пивоваренного солода. Установлено, что присутствие наночастиц оксида алюминия в среде гидролиза обеспечило существенную активацию протеаз растительного происхождения.
