{"id":148559,"date":"2023-11-10T08:24:36","date_gmt":"2023-11-10T07:24:36","guid":{"rendered":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/?p=148559"},"modified":"2023-11-15T10:39:52","modified_gmt":"2023-11-15T09:39:52","slug":"nanoczastki-w-zywnosci-cykl-poznaj-swiat-nauki-o-zywnosci","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/nanoczastki-w-zywnosci-cykl-poznaj-swiat-nauki-o-zywnosci\/","title":{"rendered":"Nanocz\u0105stki w \u017cywno\u015bci. Cykl “Poznaj \u015bwiat nauki o \u017cywno\u015bci”"},"content":{"rendered":"\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t
\n\t

Nanocz\u0105stki w \u017cywno\u015bci. Cykl “Poznaj \u015bwiat nauki o \u017cywno\u015bci”<\/span><\/h3>\n

Czym s\u0105 nanocz\u0105stki? Czy stanowi\u0105 zagro\u017cenie? Dlaczego sta\u0142y si\u0119 powszechnie stosowane w produktach? Czego dowiod\u0142y badania w Katedrze Biotechnologii, Mikrobiologii i \u017bywienia cz\u0142owieka? Odpowiedzi znajdziemy w<\/strong> kolejnym artykule z Cyklu.<\/strong><\/p>\n

Wraz ze wzrostem gospodarczym na \u015bwiecie w coraz wi\u0119kszym stopniu jeste\u015bmy nara\u017ceni na kontakt po\u015bredni lub bezpo\u015bredni metalicznych nanocz\u0105stek. Ze wzgl\u0119du na nowe w\u0142a\u015bciwo\u015bci oferowane przez ich niewielkie rozmiary, nanocz\u0105stki (NPs) s\u0105 wprowadzane do coraz wi\u0119kszej liczby produkt\u00f3w komercyjnych.<\/p>\n

Ditlenek tytanu klasy spo\u017cywczej (TiO2) jest powszechnie stosowany jako dodatek do \u017cywno\u015bci na \u015bwiecie (poza UE od 2022 r.). Jest bia\u0142ym pigmentem i \u015brodkiem rozja\u015bniaj\u0105cym stosowanym w du\u017cych ilo\u015bciach w produktach cukierniczych, bia\u0142ych sosach i glazurach (Weir i in., 2012), r\u00f3wnie\u017c ma zastosowanie m.in. w kosmetyce, farmaceutykach i pastach do z\u0119b\u00f3w (Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2020).<\/p>\n

\"\"Barwnik ten zawiera r\u00f3\u017cne frakcje cz\u0105steczek – w tym nano – czyli frakcje o wielko\u015bci cz\u0105stek poni\u017cej 100 nm i to w\u0142a\u015bnie ta frakcja od lat wzbudza obawy dotycz\u0105ce ich potencjalnego wp\u0142ywu na zdrowie cz\u0142owieka po przedostaniu si\u0119 tych nanocz\u0105stek wraz z \u017cywno\u015bci\u0105 do przewodu pokarmowego (Winkler i in., 2018; Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2020). Gdy wykazano, i\u017c TiO2 NPs mog\u0105 by\u0107 wch\u0142aniane w przewodzie pokarmowym, ich zastosowanie w \u017cywno\u015bci wzbudzi\u0142o obawy o potencjaln\u0105 toksyczno\u015b\u0107 spowodowan\u0105 jego przewlek\u0142ym spo\u017cyciem (Li i in., 2018). Ze wzgl\u0119du na sw\u00f3j rozmiar NPs mog\u0105 przekroczy\u0107 barier\u0119 kom\u00f3rkow\u0105 i doprowadzi\u0107 do stresu oksydacyjnego i uszkodzenia kom\u00f3rek wy\u015bcielaj\u0105cych przew\u00f3d lub warstw\u0119 \u015bluzu (Kassama i Liu 2017, Talbot i in., 2018). Ostatnie doniesienia wskazuj\u0105, \u017ce te NPs mog\u0105 powodowa\u0107 niekorzystne skutki przyczyniaj\u0105c si\u0119 do zapalenia jelita, zmian patogennych w sk\u0142adzie mikrobiomu jelit (Cao i in., 2020) i tworzenia zmian przednowotworowych okr\u0119\u017cnicy (Bettini i in., 2017).<\/p>\n

Potencjalne zagro\u017cenia dla zdrowia zwi\u0105zane ze spo\u017cywaniem \u017cywno\u015bci zawieraj\u0105cej NPs s\u0105 nadal do\u015b\u0107 s\u0142abo poznane, ale przypuszcza si\u0119, \u017ce toksyczno\u015b\u0107 TiO2 NPs zale\u017cy od ich wielko\u015bci, morfologii, szybko\u015bci migracji i ekspozycji (Baranowska-W\u00f3jcik, 2021). E171 dostaje si\u0119 do organizmu jako sk\u0142adnik produkt\u00f3w spo\u017cywczych i napoj\u00f3w (Chen i in., 2012), co oznacza, \u017ce przew\u00f3d pokarmowy (GIT – gastrointestinal tract) stanowi kluczowe po\u0142\u0105czenie pomi\u0119dzy organizmem a \u015brodowiskiem zewn\u0119trznym, w kt\u00f3rym ten dodatek do \u017cywno\u015bci jest wch\u0142aniany (Guo i in., 2017).<\/p>\n

\u017bywno\u015b\u0107, przechodz\u0105c przez uk\u0142ad pokarmowy, zmienia swoje w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizykochemiczne i struktur\u0119 (Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2022a). Enzymy trawienne, zmiany pH podczas trawienia w przewodzie pokarmowym i sk\u0142adniki p\u0142yn\u00f3w trawiennych mog\u0105 przyczyni\u0107 si\u0119 do zmiany w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizykochemicznych E171, a to z kolei mo\u017ce potencjalnie wp\u0142ywa\u0107 na wch\u0142anianie in vivo (Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2023). Wykazano r\u00f3wnie\u017c i\u017c TiO2 NPs mog\u0105 tworzy\u0107 kompleksy z polifenolami poprzez grupy funkcyjne enediolu (Cao i in., 2016) wynikiem czego biodost\u0119pno\u015b\u0107 polifenoli mo\u017ce zosta\u0107 zaburzona (Li i in., 2021).<\/p>\n

Jest niewiele bada\u0144 dotycz\u0105cych zmiany w\u0142a\u015bciwo\u015bci TiO2 NPs podczas przemieszczania si\u0119 przez uk\u0142ad pokarmowy cz\u0142owieka. W wielu badaniach, w celu oceny efekt\u00f3w wch\u0142aniania i transportu sk\u0142adnik\u00f3w pokarmowych w organizmie cz\u0142owieka szeroko stosowany jest model jelita ludzkiego in vitro (Szwajgier i in., 2021, Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2022b, 2023). Zastosowanie tego typu modelu daje mo\u017cliwo\u015bci wiernego odwzorowania wielu aspekt\u00f3w trawienia, w tym interakcji TiO2 NPs z dowolnymi sk\u0142adnikami p\u0142ynu \u017co\u0142\u0105dkowego, jelitowego, w tym z bakteriami wchodz\u0105cymi w sk\u0142ad jelita grubego.<\/p>\n

Pracownicy Katedry Biotechnologii, Mikrobiologii i \u017bywienia Cz\u0142owieka przeprowadzaj\u0105 badania na tego typie modelu przewodu pokarmowego (Fig.1).<\/p>\n

W ostatnich swoich badaniach przeprowadzili symulacje trawienia przyk\u0142adowej porcji pokarmowej (zupa przecierowa, smoothie owocowe) w celu okre\u015blenia interakcji TiO2 ze sk\u0142adnikami \u017cywno\u015bci. Chcieli wykaza\u0107 czy mo\u017cliwe jest uwi\u0119zienie TiO2 (obni\u017cenie \u201ebiodost\u0119pno\u015bci\u201d Ti) w tr\u00f3jwymiarowej sieci stworzonej przez sk\u0142adniki takich produkt\u00f3w jak zupa przecierowa, smoothie owocowe. Wykazali, i\u017c sk\u0142adniki tych produkt\u00f3w wykazuj\u0105 zdolno\u015b\u0107 do obni\u017cania “biodost\u0119pno\u015b\u0107” TiO2 z przewodu pokarmowego podczas symulowanego procesu trawienia in vitro, prawdopodobnie w wyniku wi\u0105zania tych sk\u0142adnik\u00f3w (Baranowska-W\u00f3jcik i in., 2022b, 2023).<\/p>\n

\"aparaturaFig 1. Model in vitro \u201eprzewodu pokarmowego\u201d<\/p>\n

Systematyczne dostarczanie do organizmu TiO2 NPs nawet w ma\u0142ych dawkach mo\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na b\u0142on\u0119 \u015bluzow\u0105 jelita, m\u00f3zg, serce i inne organy, a to mo\u017ce prowadzi\u0107 do zwi\u0119kszonego ryzyka rozwoju wielu chor\u00f3b, nowotwor\u00f3w lub progresji istniej\u0105cych proces\u00f3w nowotworowych. Potrzebne s\u0105 zaawansowane modele in vivo w warunkach eksperymentalnych, by umo\u017cliwi\u0107 systematyczne badania kt\u00f3re s\u0105 potrzebne do lepszej oceny toksyczno\u015bci nanocz\u0105stek.<\/p>\n

Pi\u015bmiennictwo:<\/p>\n

Weir. A., Westerhoff. P., Fabricius. L., Hristovski. K., & von Goetz. N. (2012). Titanium dioxide nanoparticles in food and personal care products. Environmental Science & Technology, 46(4), 2242\u201350. <\/a><\/p>\n

Baranowska-W\u00f3jcik, E., Szwajgier, D., Oleszczuk, P., & Winiarska-Mieczan, A. (2020). Effects of titanium dioxide nanoparticles exposure on human health\u2014a review. Biological trace element research, 193, 118-129.<\/p>\n

Winkler, H. C., Notter, T., Meyer, U., & Naegeli, H. (2018). Critical review of the safety assessment of titanium dioxide additives in food. Journal of Nanobiotechnology, 16(1). doi:10.1186\/s12951-018-0376-8<\/p>\n

Li, J.; Yang, S.; Lei, R.; Gu,W.; Qin, Y.; Ma, S.; Chen, K.; Chang, Y.; Bai, S.; Xia, S.; et al. Oral administration of rutile and anatase TiO2 nanoparticles shifts mouse gut microbiota structure. Nanoscale 2018, 10, 7736\u20137745.<\/p>\n

Kassama, L.S.; Liu, L. In Vitro Modeling of the Gastrointestinal Tract: Significance in Food and Nutritional Research and Health Implications. Food Nutr. J. 2017, 2, 131.<\/p>\n

Talbot, P., Radziwill-Bienkowska, J. M., Kamphuis, J. B. J., Steenkeste, K., Bettini, S., Robert, V., \u2026 Mercier-Bonin, M. (2018). Food-grade TiO2 is trapped by intestinal mucus in vitro but does not impair mucin O-glycosylation and short-chain fatty acid synthesis in vivo: implications for gut barrier protection. Journal of Nanobiotechnology, 16(1). doi:10.1186\/s12951-018-0379-5<\/p>\n

Cao, X., Han, Y., Gu, M., Du, H., Song, M., Zhu, X., \u2026 Xiao, H. (2020). Foodborne Titanium Dioxide Nanoparticles Induce Stronger Adverse Effects in Obese Mice than Non\u2010Obese Mice: Gut Microbiota Dysbiosis, Colonic Inflammation, and Proteome Alterations. Small, 2001858. doi:10.1002\/smll.202001858<\/p>\n

Bettini, S., Boutet-Robinet, E., Cartier, C., Com\u00e9ra, C., Gaultier, E., Dupuy, J., … & Houdeau, E. (2017). Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon. Scientific reports, 7(1), 40373.<\/p>\n

Baranowska-W\u00f3jcik, E. (2021). Factors conditioning the potential effects TiO2 NPs exposure on human microbiota: a mini-review. Biological Trace Element Research, 199(12), 4458-4465.<\/p>\n

Chen, X.-X., Cheng, B., Yang, Y.-X., Cao, A., Liu, J.-H., Du, L.-J., \u2026 Wang, H. (2012). Characterization and Preliminary Toxicity Assay of Nano-Titanium Dioxide Additive in Sugar-Coated Chewing Gum. Small, 9(9-10), 1765\u20131774. doi:10.1002\/smll.201201506.<\/p>\n

Guo, Z., Martucci, N. J., Moreno-Olivas, F., Tako, E., & Mahler, G. J. (2017). Titanium dioxide nanoparticle ingestion alters nutrient absorption in an in vitro model of the small intestine. NanoImpact, 5, 70\u201382. doi:10.1016\/j.impact.2017.01.002.<\/p>\n

Baranowska-W\u00f3jcik, E., Szwajgier, D., Winiarska-Mieczan, A., (2022a). A critical review of research on the impact of E171\/TiO2 NPs on the alimentary system. J Trace Elem Med Biol 72, 126988. doi:10.1016\/j.jtemb.2022.126988.<\/p>\n

Baranowska-W\u00f3jcik, E., Szwajgier, D., Gustaw, K., Jo\u015bko, I., Pawlikowska-Pawl\u0119ga, B., & Kapral-Piotrowska, J. (2023). Reduced bioaccessibility of TiO2 (E 171) during puree soup digestion in a gastrointestinal tract simulated in vitro. Food Research International, 164, 112189.<\/p>\n

Cao, X.; Ma, C.; Gao, Z.; Zheng, J.; He, L.; McClements, D. J.; Xiao, H. Characterization of the interactions between titanium dioxide nanoparticles and polymethoxyflavones using surfaceenhanced Raman spectroscopy. J. Agric. Food Chem. 2016, 64, 9436\u22129441<\/p>\n

Li, Q., Duan, M., Liu, L., Chen, X., Fu, Y., Li, J., Zhao, Z., & McClements, D. J. (2021). Impact of polyphenol interactions with titanium dioxide nanoparticles on their bioavailability and antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 69(33), 9661-9670. <\/a><\/p>\n

Szwajgier, D.; Baranowska-W\u00f3jcik, E.; Kukula-Koch, W.; Kowalik, K.; Polak-Berecka, M.; Wa\u015bko, A. Evolution of the anticholinesterase,antioxidant, an d anti-inflammatory activity of Epilobium angustifolium L. infusion during in vitro digestion. J. Funct. Foods 2021, 85, 104645.<\/p>\n

Baranowska-W\u00f3jcik, E., Szwajgier, D., Jo\u015bko, I., Pawlikowska-Pawl\u0119ga, B., & Gustaw, K. (2022b). Smoothies Reduce the \u201cBioaccessibility\u201d of TiO2 (E 171) in the Model of the In Vitro Gastrointestinal Tract. Nutrients, 14(17), 3503.<\/p>\n

Autor: dr hab. in\u017c. Ewa Baranowska-W\u00f3jcik<\/h5>\n
Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i \u017bywienia Cz\u0142owieka<\/h5>\n
Wydzia\u0142 Nauk o \u017bywno\u015bci i Biotechnologii<\/h5>\n

\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0
\u00a0 \u00a0 \u00a0* * *<\/em><\/p>\n

Cykl \u201ePoznaj \u015bwiat nauki o \u017cywno\u015bci\u201d to seria artyku\u0142\u00f3w popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowc\u00f3w z Wydzia\u0142u Nauk o \u017bywno\u015bci i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].<\/em><\/p>\n <\/div>\n\t\t\t\t\t\t <\/div>\n\t\t\t\t

\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t
\n\t <\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/section>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nanocz\u0105stki w\u00a0\u017cywno\u015bci. Cykl “Poznaj \u015bwiat nauki o\u00a0\u017cywno\u015bci” Czym s\u0105 nanocz\u0105stki? Czy stanowi\u0105 zagro\u017cenie? Dlaczego sta\u0142y si\u0119 powszechnie stosowane w\u00a0produktach? Czego dowiod\u0142y badania w\u00a0Katedrze Biotechnologii, Mikrobiologii i\u00a0\u017bywienia cz\u0142owieka? Odpowiedzi znajdziemy w kolejnym artykule z\u00a0Cyklu. Wraz ze wzrostem gospodarczym na \u015bwiecie w\u00a0coraz wi\u0119kszym stopniu jeste\u015bmy nara\u017ceni na kontakt po\u015bredni lub bezpo\u015bredni metalicznych nanocz\u0105stek. Ze wzgl\u0119du na nowe […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":148610,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"elementor_header_footer","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0},"categories":[10],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148559"}],"collection":[{"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=148559"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148559\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":148614,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148559\/revisions\/148614"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/media\/148610"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=148559"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=148559"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/up.lublin.pl\/foodscience\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=148559"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}