銀ナノ粒子を用いた穀物原料の微生物安定化

[Microbial stabilization of grain raw material using silver nanoparicles].

• O A Suvorov
• G V Balandin

抄録

本稿では、穀物原料の処理における抗菌剤としての銀ナノ粒子（SNP）のコロイド溶液の使用を取り上げている。その目的は、穀物を汚染する細菌や真菌に対するSNPの効果を調べ、SNP溶液の有効な抗菌濃度を選択することであった。穀物微生物相の量的および質的組成に対するSNPの効果を検討した。処理した大麦粒から得られた麦汁中の銀粒子の全含有量を原子吸着分析法でモニターした。キトサンで安定化されたＳＮＰの調製物の作業濃度が決定され、静菌効果および殺菌効果が提供された。抗菌剤で処理された穀物中のSNPの含有量を減少させる方法が記載されており、発酵操作、ベーカリーでの更なる使用のために記載されている。小麦穀物をSNPで消毒した際に得られたデータをもとに、SNPの含有量が穀物質量1グラムあたりの微生物数の変化に与える影響の程度を反映した数理モデルを構築し、SNPの含有量が穀物質量1グラムあたりの微生物数の変化に与える影響の程度を評価した。処理された穀物の安全性を向上させるために、使用直前の穀物塊からのナノ粒子の除去は、コロイド状の銀が処理製品に入るのを防ぐアルカリ処理によって行うことが推奨される。これを行うために、0.092 g/kgのSNPを含む大麦試料を0.15%NaOH溶液中に1〜5時間保持し、アルカリを排出し、穀物を水で洗浄した。実験室条件下で調製した12％大麦麦汁をろ過し、銀含有量を測定した。大麦をアルカリ処理することにより、穀物塊からかなりの量のコロイド状銀を除去することができ、麦汁中への銀の進入を防ぐことができることが示された。最大処理時間では、原料中の銀含有量は４００倍以上に減少した。したがって、穀物100g中の総銀含有量は0.025×10g未満であり、銀の1日の許容最大消費量（0.070×10g）を下回っている。

The paper covers the use of colloidal solutions of silver nanoparticles (SNP) as an antimicrobial agent in the processing of grain raw materials. The purpose of the study was to study the effect of SNP on bacterial and fungal microorganisms, contaminating grains, and to select effective antimicrobial concentrations of SNP solutions. The effect of SNP on the quantitative and qualitative composition of grain microbiota has been studied. The total content of silver particles in the wort obtained from the treated barley grain was monitored by atomic adsorption spectrometry. The working concentrations of the preparation of SNP stabilized with chitosan have been determined, which provided bacteriostatic and fungistatic effects. A method is described for reducing the content of SNP in grain, which has been treated with antimicrobial agent, for its further use in fermentation operations, bakery. Based on the data obtained during the disinfection of wheat grain with SNP, a mathematical model was constructed that reflected the degree of influence of the content of SNP on the change in the number of microorganisms per gram of grain mass. In order to improve the safety of the treated grain, the removal of nanoparticles from the grain mass immediately prior to its use is recommended to be carried out by an alkaline treatment, which prevents colloidal silver from entering the product of processing. To do this, barley samples containing 0.092 g/kg SNP were kept in 0.15% NaOH solution for 1-5 hours, the alkali was drained and the grain washed with water. The 12% barley wort prepared under laboratory conditions was filtered and the silver content was measured. It is shown that the alkaline treatment of barley allows the removal of a significant amount of colloidal silver from the grain mass and prevents its entry into the wort. At the maximum processing time, the silver content in the raw material decreased more than 400 times. Thus, the total silver content of 100 g of grain is less than 0.025×10 g, which is below the allowable maximum daily consumption level of silver (0.070×10 g).

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