Przejdź do treści

An optimized in vitro digestion protocol for evaluating zero-valent iron nanoparticles in plant-based food matrices

Nanocząstki żelaza na zerowym stopniu utlenienia (Fe(0) NPs) są coraz częściej wykorzystywane w rolnictwie i produkcji żywności, co budzi obawy dotyczące ich stabilności oraz biodostępności po spożyciu. W badaniu przeanalizowano przemiany nanocząstek Fe(0) podczas symulowanego trawienia w warunkach odpowiadających jamie ustnej, żołądkowi oraz jelitom. W trakcie prac badawczych wykorzystano dwie techniki: obrazowanie metodą skaningowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej (STEM) oraz technikę spektrometrii mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS/MS) w trybie analizy pojedynczych cząstek. Protokół INFOGEST 2.0 dostosowano i zoptymalizowano do analizy próbek roślinnych zawierających nanocząstki żelaza.

W trakcie badań stwierdzono, że  amylaza ślinowa nie wpływała ani na nanocząstki Fe(0) ani na integralność matrycy roślinnej. Trawienie żołądkowe z udziałem pepsyny prowadziło do rozpuszczania i agregacji nanocząstek przy stężeniach pepsyny przekraczających 70 g·L⁻¹. W fazie jelitowej, w obecności pankreatyny i przy obojętnym pH, proces rozpuszczania ulegał częściowemu odwróceniu, prowadząc do powstania mieszaniny cząstek o średnicy około 45 nm, agregatów oraz jonowych form żelaza. Protokół zwalidowano z wykorzystaniem tkanek pomidora wzbogaconych nanocząstkami żelaza oraz certyfikowanego materiału odniesienia (CRM) w postaci liści pomidora. Rozmieszczenie żelaza było zróżnicowane w zależności od części rośliny, przy czym jego największą akumulację stwierdzono w korzeniach. Do badań in vitro przemian nanocząstek żelaza i ich biodostępności w roślinach przeznaczonych do spożycia zaleca się stosować zoptymalizowane stężenia enzymów: 0,5 g·L⁻¹ amylazy, 70 g·L⁻¹ pepsyny oraz 7 g·L⁻¹ pankreatyny.

Artykuł:

Food Chemistry

Autorzy z PW:

Zuzanna Szymańska, Monika Kupiec, Lena Ruzik

Dyscyplina:

Rok wydania: