Продукты содержащие кремний для человека таблица: В каких продуктах больше всего кремния, как правильно доставлять этот элемент в организм, чтобы он пошел на пользу

Продукты содержащие кремний для человека таблица

Хотя это и не удивительно, ведь кремний – самый часто встречающийся на нашей планете химический элемент, после кислорода, конечно. А еще наш организм на 4,7% состоит из этого ценного минерала. Но даже когда люди не располагали такими энциклопедическими сведениями, они вовсю использовали его.

Только представьте: наши далекие предки в век палеолита делали из кремния орудия труда и оружие для охоты, выжигали с его помощью искры для костра.

Чуть позже люди смекнули, что с помощью этого минерала можно быстро заживлять раны и стали готовить из него целебный порошок, предупреждающий развитие гангрены, а затем начали использовать кремниевые жернова для приготовления муки из цельных зерен.

Как открыли кремний?

Анри Сент Клер Девиль

В природе кремний входит в состав кварца, горного хрусталя, оникса, топаза в виде оксида кремния. Люди долгое время использовали его в этих ценных минералах, но не могли получить в виде чистого вещества.

Это удалось сделать лишь в 20-е годы XIX века французскому химику Анри Сент-Клер Девилю, который выделил данный микроэлемент в свободном виде с помощью калия, изучая плавиковую кислоту.

Это открытие позволило использовать минерал во многих сферах нашей жизни – в ювелирном и строительном производстве, в фармакологии и косметологии.

Однако нас с вами интересуют, в первую очередь, растительные источники кремния, ведь мы хотим добывать питательные вещества не из аптеки и не из баночек с кремом, а естественным путем – через пищу.

Продукты, в которых содержится кремний

В цельных злаках больше всего кремния

Хорошая новость заключается в том, что этот минерал содержится практически во всех продуктах растительного происхождения, а потому вегетарианцы и сыроеды могут облегченно вздохнуть, но расслабляться все же не стоит. Нам еще нужно выяснить, какие продукты содержат кремний в наибольших количествах и каким образом мы можем сохранить это ценное вещество в своем рационе.

Итак, продукты, богатые кремнием: ячмень, гречка, овес, рис, просо, пшеница. Причем речь здесь идет именно о цельных зернах, не лишенных полезной оболочки, ведь именно в ней сконцентрирован данный минерал.

Вот почему рафинированные крупы и мука лишают нас целого комплекса питательных веществ, в том числе и этого. К тому же, они поставляют в организм вредные химические вещества, которые участвуют в процессе рафинации.

Если уж вы жить не можете без булочек из белой муки (хотя я в это не верю, всегда можно найти полезную альтернативу!), добавляйте в свой рацион хотя бы отруби – это те самые отделенные от зерен оболочки. Отруби не только являются источником клетчатки, но и действуют в организме как сорбент, то есть, захватывают все ненужное и выводят это из него.

В 100 г ячменя содержится 600 мг интересующего нас минерала, в гречке – 120 мг (причем это данные о жареной крупе, я уверена, что в зеленой их гораздо больше!), в пшенице – 48 мг, а в овсе – 43 мг. Наверняка вы знаете, как повысить ценность и усвояемость злаков. Правильно – их нужно прорастить!

Бобовые продукты, содержащие природный кремний – фасоль, молодой горошек, чечевица. Из овощей можно выделить картофель в мундире, свеклу, паприку, сельдерей, лук-порей, помидоры, редис, топинамбур, а из фруктов – абрикосы, яблоки, бананы. Ягоды, в которых он есть – вишня, слива, клубника.

Обращаю ваше внимание на то, что перечисленные продукты лучше тоже есть с кожурой, если это возможно, ведь кремний содержится именно в ней.

Вы также можете добыть данное вещество из свежей зелени петрушки, укропа, крапивы, хвоща, медуницы. Сырые семена подсолнечника, купленные неочищенными, также могут стать хорошим источником этого минерала.

Однако найти кремний в еде – это еще полдела. Важно съесть все эти полезные продукты так, чтобы он усвоился.

Что влияет на усвоение кремния в питании?

Мясо и тут неудел.

Следует помнить о том, что это вещество наилучшим образом усваивается в присутствии магния, кальция, калия, марганца.

А теперь внимание! Если вы еще употребляете в пищу мясо, то знайте, что оно препятствует усвоению кремния. Кроме того, морепродукты, в которых он вроде бы содержится, также не могут быть его поставщиком. Белки животного происхождения мешают данному минералу всасываться.

Если вам приходится, к тому же, пить хлорированную воду или готовить на ней, а также употреблять в пищу некачественную молочную продукцию с радионуклидами, то вряд ли кремний нормально у вас усваивается. Перечисленные факторы также негативно влияют на этот процесс.

Как получать этот минерал из пищи? — разнообразить свой рацион его растительными источниками, употреблять настои перечисленных выше трав. А еще можно пить кремниевую воду.

«Живая» кремниевая вода

Кремний делает воду по-настоящему живой!

В далекие безводопроводные времена люди использовали этот природный элемент, чтобы очистить воду от примесей. С этой целью они выкладывали стены и днища колодцев кремнием – вода в таком источнике становилась чистой и вкусной.

Воспользуемся рецептом наших предков? Предлагаю вам приготовить с помощью кремния «живую» структурированную воду. Думаю, уже ни для кого не является секретом, что вода несет в себе информацию, и что, если правильно позаботиться о ней, она может значительно улучшить наше здоровье.

О полезных свойствах данного минерала я подробно расскажу вам чуть ниже, а сейчас поделюсь простым рецептом приготовления полезной кремниевой воды.

Собственно, и рецепта особого нет – нужно просто раздобыть природный кремний в виде мелких коричневых (не черных!) камешков и класть их в очищенную воду, налитую в стеклянную емкость. Вы можете приобрести минерал для этих целей в специализированных экомагазинах или даже в аптеках.

«Готовится» живая вода примерно 3-4 дня при условии, что она не стояла на солнце и не подвергалась термической обработке.

Если вы хотите ускорить процесс очищения организма и исцеления, тогда лучше подержать камешки в воде подольше – до недели.

Перед употреблением перелейте полученную жидкость в другую емкость, оставив примерно 3-4 ее сантиметра в прежнем сосуде. Делайте это очень медленно, чтобы не допустить смешивания осадка и чистой воды. Для подстраховки можно использовать марлю, сложенную в несколько слоев, чтобы частицы загрязнений не попали в вашу «живую” воду.

И еще обращаю ваше внимание на то, что камешки нужно хорошенько промывать проточной водой и чистить от загрязнений перед каждым новым использованием.

Регулярное употребление кремниевой «живой» воды помогает организму справляться с патогенными микроорганизмами – грибками, бактериями, вирусами.

Согласно исследованиям, вода, настоянная на кремнии, по свойствам схожа с талой водой, а по структуре напоминает плазму нашей крови.

Я призываю вас не фанатеть и не злоупотреблять количеством пусть даже такой полезной жидкости. Начните с малых доз и постепенно доведите объем кремниевой воды до двух стаканов в день – один утром и один вечером. Кипятить и нагревать кремниевую воду нельзя!

Ярко выраженных противопоказаний такое природное лечение не имеет, но кремний имеет высокую биологическую активность, а потому воду с его участием следует принимать осторожно в том случае, если есть серьезные проблемы в организме – хронические заболевания, опухоли, тромбозы, обострения болезней.

Мы выяснили, чем может быть полезен этот минерал в борьбе с патогенами. А какова еще роль кремния в нашем организме?

Функции кремния в организме человека

Кремний помогает вашему организму правильно работать.

В самом начале статьи я уже отмечала, что кремний – «на все руки мастер», так как он задействован во многих жизненно важных процессах нашего тела.

Польза

• Отвечает за обмен веществ в организме и принимает участие в метаболизме почти 70 питательных веществ.
• Входит в состав кожи и волос, а потому без него немыслимо их хорошее состояние.
• Обеспечивает усвоение холестерина клетками тела и, таким образом, является профилактикой болезней сердца и сосудов.
• Способствует усвоению кальция в организме и минерализации костной системы – обеспечивает всасывание и обмен данного вещества.
• Является участником выработки коллагена и эластина, которые, в свою очередь, делают гибкими наши соединительные ткани. При недостатке кремния в организме есть риск развития варикозных заболеваний, а также тромбофлебитов.
• Укрепляет иммунитет, подавляя жизнедеятельность патогенных микроорганизмов с помощью своих мощных бактерицидных свойств.

Интересно, что кремний структурирует воду и внутри нашего организма, что способствует его очищению от шлаков, токсинов и патогенных микроорганизмов.

Но и на этом полезные свойства кремния не заканчиваются. Этот минерал, как уже было отмечено в начале статьи, быстро заживляет раны, а еще способствует срастанию костей, очищает кровь и обладает желчегонным эффектом.

Вот для чего нужен кремний. Заметьте, речь идет именно о натуральном минерале, а не о его синтетических аналогах. Важно постараться сбалансировать свой рацион так, чтобы получать его из пищи, ведь недостаток кремния грозит нам целым рядом серьезных проблем со здоровьем.

Дефицит кремния в организме: признаки и последствия

Нехватка кремния в теле может выражаться следующими симптомами:

Вред

• плохим состоянием кожи, волос и ногтей – они становятся тусклыми, ломкими и сухими;
• кожными проблемами, в частности, зудом;
• быстрым старением кожи – заметной потерей ее упругости;
• медленным заживлением ран;
• появлению синяков и кровоизлияний на теле;
• потерей аппетита;
• ухудшением настроения;
• при стойком недостатке минерала – развитием силикозной анемии.

По каким причинам в организме может возникнуть недостаток кремния? Сегодня это происходит почти со всеми людьми, особенно живущими в городе из-за неблагоприятного воздействия плохой экологии, тотального окисления организма, атаки свободных радикалов, напряженного образа жизни и ежедневных стрессов, употребления рафинированной пищи и животных продуктов.

Если вы захотите решить данную проблему с помощью аптечных препаратов, будьте осторожны – переизбыток кремния в организме не менее опасен, чем его нехватка.

Избыток кремния в организме: причины и симптомы

Силикоз грозит тем, кто сталкивается с избытком кремния.

Чтобы перенасытить свое тело этим минералом, нужно постараться, ведь опасной для здоровья считается суточная доза в 500 мг. Она может грозить людям, работающим на вредном производстве со стеклом, кварцем, цементом, различными аэрозолями. Избыток этого минерала может быть и в том случае, если в организме нарушен кремниевый обмен или человек просто злоупотребляет аптечным синтетическим кремнием.

В результате регулярного контакта с частицами кремния в организме может развиться тяжелое заболевание, разрушающее легкие – силикоз, а также фиброз легких, мочекаменная болезнь и даже опухоли в брюшной полости.

Большое количество кремния также нарушает кальциево-фосфорный обмен в теле. Для того чтобы не допустить всех этих проблем со здоровьем, очень важно не только знать, в чем содержится кремний, но и какова его суточная норма конкретно для вас.

Суточная норма кремния

Несмотря на то, что влияние кремния на человеческий организм огромно, ученые до сих пор не могут точно сказать, сколько же нам нужно употреблять его каждый день.

Известно, что суточная потребность в кремнии для взрослого человека составляет разброс от 5 до 40 мг в день.

При этом кремний при беременности должен поступать в организм будущей мамы в увеличенных количествах. Не менее важен кремний для детей, так как именно в этот период жизни формируются костная ткань и иммунитет.

Пожилые люди с годами утрачивают способность усваивать этот минерал, поэтому им также следует позаботиться о достаточном его поступлении в организм из продуктов питания.

Итак, из моей статьи вы узнали о том, что дает кремний для здоровья, как найти этот минерал в еде и как обогатить им воду.

Одно время я держала такие полезные камешки в графине с водой, но в силу обстоятельств это длилось недолго, поэтому об каких-либо эффектах я не пишу. В ближайшее время я планирую возобновить производство «живой» воды.

А что вы думаете по этому поводу? Считаете ли вы такую воду целебной или, может, уверены, что это – очередной ловкий маркетинговый ход? Поделитесь, пожалуйста, своим мнением на сей счет.

‘КизатоваМайгуль Жалеловна /KizatovaMaigul — профессор, доктор технических наук, проректор по науке и инновациям;

2Байболова Ляззат Кемербековна /Baibolova Lyazzat — профессор, доктор технических наук, декан,

факультет пищевых производств; 3Витавская Анастасия Васильевна / Vitavskaya Anastasia — профессор, доктор технических наук,

заведующая лабораторией, проблемная научно-исследовательская лаборатория по созданию продуктов питания нового поколения;

4Набиева Жанар Серикболовна /Nabiyeva Zhanar — PhD, заведующая лабораторией, аккредитованная испытательная лаборатория «Пищевая безопасность»;

5Матниязова Хариниса Ашимовна /Matniyazova Harinisa — бакалавр техники и технологии, младший научный сотрудник, проблемная научно-исследовательская лаборатория по созданию продуктов питания нового поколения;

6Гумаров Бахтияр Серикказиевич / Gumarov Bakhtiar — студент, Алматинский технологический университет;

7Тютебаева Камиля Ескендеровна / Tutebaeva Kamilya — магистр наук, экономист, Производственно-ремонтное предприятие «Энергоремонт», г. Алматы, Республика Казахстан

Аннотация: в статье описываются пути обогащения продуктов питания нового поколения органическим кремнием за счет использования кремнесодержащих отечественных растений, также методы определения кремния в различных растениях.

Ключевые слова: кремний, клубни топинамбура, кремнесодержащие растения, продукты питания.

Keywords: silicon, Jerusalem artichoke tubers, silicon plant foods.

УДК 663.494

Введение. В Алматинском технологическом университете при финансовой поддержке ТОО «Асар ЛТД», разработан новый вид зернового хлеба — поленце «Метелка», содержащего в своем составе цельнозерновой продукт разового помола дисперсностью частиц 1,8-1,9 мм, цельные зерна ценных сельскохозяйственных культур — тритикале, перловую, рисовую крупы и бобы сои, богатые кремнием. Основное преимущество технологии — значительное повышение пищевых волокон, витаминов группы В, Е, макро-, микроэлементов, незаменимых аминокислот. Хлебное поленце «Метелка» из цельнозернового продукта разового помола без жира, без сахара, без прессованных дрожжей отличается наличием крупных частиц и целых зерен 5-7 сельскохозяйственных культур и является продуктом функционального питания для населения, страдающего нарушениями функции желчных протоков, СРК (синдром раздраженной кишки), запорами, дисбактериозом и пародонтозом (заболевание десен).

Отличительной особенностью новинки является крупнозерность мякиша и корочки, требующие тщательного пережевывания, сопровождающегося обильным выделением слюны, что стимулирует функцию поджелудочной железы и пищеварения. Наличие грубых пищевых волокон усиливает перистальтику, ускоряя выброс содержимого кишечника, избавляя организм от интоксикации и улучшая состав крови. Такой хлеб настолько сытен, что больше 100-120 г его не съешь.

В хлебном поленце «Метёлка» во много раз больше клетчатки, витаминов Е, B1, В2, В3, макро- и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот, ароматических веществ по сравнению с традиционным хлебом из белой муки тонкого помола. Тесто для такого хлеба готовят без использования прессованных дрожжей при низких температурах ферментации, что обеспечивает вкус, аромат и замедление черствения. Такой продукт можно отнести к экологически безопасным продуктам с пробиотическими (целебными) свойствами.

В связи с этим было проведено исследование влияния на организм белого хлеба и хлеба зернового «Метёлка», выполненного в Институте физиологии человека и животных МОН РК под руководством д.б.н. М. К. Мурзахметовой .

Начиная с 2000 года ученые Алматинского Технологического Университета изучают влияние кремния на организм человека. Группой ученых АТУ Витавской А. В., Баймагамбетовой Г. Б., Хасиевым Х. Х., Кужукееврй М. Б. в 2005 году были опубликованы материалы по созданию кремнесодержащих хлебцев .

Кремень в переводе с греческого — утес, скала. В священном писании кремний упоминается несколько раз, как надежда, оплот и спасение народа «Он (Бог) кормил его (народ) медом утеса и маслом из кремневой скалы» или «Он протягивает руку к кремнию».

Ссылаясь на высказывание великого ученого В. И. Вернадского (1944 г.) «Никакой организм не может существовать без кремния», Надежда Семенова спрашивает большую Науку, медицину, специалистов по приготовлению пищи, составителей программ по обучению, будущих технологов, диетологов, гигиенистов — сколько же кремния должно быть в организме человека, чтобы он мог благополучно существовать? Что надо есть, чтобы ввести кремний в организм ?

Ссылаясь на труды американского ученого Кларка, приводит среднее содержание элементов в % от массы земной коры. Наиболее распространенными оказались:

Кислород — 47,0%; Кремний — 29,5%; Алюминий — 8,05%; Железо — 4,65%; Кальций — 2,96%; Натрий — 2,5%; Калий — 2,5%; Магний — 1,87%.

Недостаток кремния в организме способствует возникновению следующих тяжелых заболеваний: катаракта, атеросклероз, диабет, дистрофия, эпилепсия, зоб, гепатит, рожистое воспаление, дерматит, образование камней, быстрое старение, болезней сухожилий, суставов, а также метеочувствительность, ухудшение психического состояния, ослабление памяти, появление мигрени, насморка, наполнению слизью гайморовых пазух — снижение обоняния.

В книге В. Г. Яна «Чингиз Хан» приводится пример о том, что у великих воинов монголов вырастали волосы до земли, которые они заплетали в косы. Полагают, что этому способствовала просяная каша, а именно кремний, имеющийся в оболочке проса, создавал почву для роста волос. При выпадении шерсти у овец срочно кормят животных просом и голый участок зарастает волосяным покровом. Для улучшения памяти и сообразительности японским школьникам ежедневно в рацион дают 2 перепелиных яйца в которых больше белка и меньше холестерина по сравнению с куриным. Кремний У способствует росту, помогает «строить» костную систему независимо от витамина Д. Поэтому он необходим детям, старикам и взрослым — здоровым и больным ,так как оказывает благоприятное воздействие на работу сердца, состояние зубов, костей, волос, ногтей. Кремнезем присутствует во многих наших органах. Однако, когда его содержание уменьшается, мы начинаем чувствовать слабость, реагируем на изменение погоды, ухудшается наше психическое настроение, волосы становятся ломкими и тонкими, кожа теряет эластичность, ногти ломаются, часто возникают кровоподтеки, воспаления, пролежни, герпес, перхоть, дают о себе знать застарелые раны. Кремнезем является составной частью соединительной ткани, хорошо действует и на капилляры, улучшая их проницаемость и предупреждает появление хрупкости (о чем свидетельствуют синяки). С возрастом содержание этого микроэлемента в организме уменьшается. Ломкость костей в пожилом возрасте объясняется дефицитом не только кальция, но и кремнезема: хрусталик глаза содержит в 25 раз больше кремнезема, чем глазная мышца, поэтому гомеопаты считают, что один из видов катаракты можно лечить кремнеземом . Дистрофия, эпилепсия, ревматизм, ожирение, атеросклероз — вот перечень болезней, которые сегодня можно успешно лечить, увеличивая в своем рационе количество растений богатых кремнеземом. В отличие от железа и кальция кремнезем легко усваивается организмом даже в пожилом возрасте.

Источники кремнезема — хвощ полевой, крапива, мать-и-мачеха. Необходимо также пить чай из хвоща, содержание в нем кремнезема от 49 до 70%, но только в 1-1,5% в растворимой форме. Кремнезем находят также в растительных продуктах, богатых целлюлозой: отрубях, овсяной и рисовой шелухе, овсяных хлопьях, в муке крупного помола, зерновых видах хлеба.

М. Г. Воронков и Н. Г. Кузнецов писали: «Растворимые соединения кремния всасываются в двенадцатиперстной кишке и верхнем отделе тонкого кишечника. С током крови они мигрируют в печень, почки, надпочечники, селезенку, легкие, сердце и другие органы, накапливаются там и, по мере надобности, используются организмом. Метаболизм кремния регулируется тиреоидными и стероидными гормонами, управляющими усвоением, но в кишечнике. Соединение кремния преобразуются в формы, которые пригодные для утилизации в пищеварительном тракте, при помощи фермента силиказы, обнаруженного недавно в тканях поджелудочной железы, желудка и почек млекопитающих» .

Надежда Семенова называет живым тот кремний, который находится в органическом состоянии во многих растениях: полевой хвощ, бурая морская водоросль (ламинария), ботва репы, свеклы, горчица листовая, бананы, абрикосы, зародыш пшеницы, инжир (сушеный), капуста белокочанная и цветная, кольраби, кукуруза, пророщенные семена злаков, клубника

В народной медицине, кроме вышеупомянутых кремнесодержащих растений с успехом используются их собратья как крапива, тысячелистник, лиственница, бамбук, цикорий, радиола розовая, женьшень. В странах юго-восточной Азии население получает оптимальную дозу органического кремния, поедая мякоть бамбука. Доказано, что мумие является также богатым источником органического кремния .

Известная всему миру знаменитая школа здоровья «Надежда» (г. Сочи, Россия) уже более 20 лет под руководством Н. А. Семеновой спасает население планеты от нездоровья и предупреждает, что наблюдается острый дефицит кремния в организме практически у всех обследованных пациентов. По данным Семеновой Н. А. и Мальцева В. М. и результатам исследований 60 человек у 80% лиц обнаружен дефицит кремния в организме, вызванный не только принятым рационом питания, но и зараженностью глистной инвазией. Низкий уровень кремния в тканях компенсаторно замещается кальцием, способствует развитию атеросклероза, а у детей, возможно, снижению умственной способности.

Цель — обогатить продукты питания нового поколения органическим кремнием за счет использования кремнесодержащих отечественных растений и рекомендовать эти продукты как лечебно-профилактические.

Методы исследования

Масс-спектрометрический метод определения кремния

Метод определения кремния ICP-MS — общеизвестная методика исследования. ICP-MS -это высокочувствительная технология с использованием плазмы, применяемая для исследования минеральных образцов..ЭТА-Т» с программным обеспечением.

ААС — метод элементного анализа, основанный на измерении селективного поглощения оптического излучения определенной длины волны нейтральными атомами определяемого элемента, один из самых точных и производительных физико-химических методов анализа жидких проб различного происхождения .

Управление современным прибором и обработка данных осуществляется с помощью персонального компьютера, программным обеспечением «КВАНТ».

Метод измерений основан на измерении абсорбционности (оптической плотности) атомного пара определяемого элемента, получаемого при электротермической атомизации пробы в графитовой печи спектрометра. Измерения оптической плотности атомного пара производятся на резонансной спектральной линии элемента, излучаемой соответствующей лампой с полым катодом.

Подготовка и проведение атомно-абсорбционных измерений тяжелых металлов производилось согласно НД .

Подготовка образцов к исследованию

Навеску золы (ее получают сжиганием при 500-600°) весом не более 0,05 г сплавляют в платиновых чашках с. пятикратным количеством тонкорастертого углекислого натрия (соды) в муфеле при температуре 1000-1100°. Сплавление длится одну — две минуты. Чтобы сплав легче отставал от дна, сразу же после сплавления каждую платиновую чашку опускают, погружая на треть высоты в фарфоровую чашку с холодной дистиллированной водой. Сплав заливают 3-5 мл горячей воды. Через 15-20 мин растворенные силикаты переносят в мерную колбу, на 100 мл. Раствор подкисляют 3 мл 6п h3S04, доводят до метки и оставляют на несколько часов (обычно на ночь) до полного оседания твердых частичек на дно.

В мерную колбу на 50 мл берут 5 мл испытываемого раствора, добавляют 2,5 мл 5% молибдата аммония (раствор приобретает желтую окраску), и точно через 10 мин. просматривают на спектрофотометре при длине волны 400 нм.

Построение калибровочной кривой. В качестве стандарта можно применять раствор силиката натрия. Однако этот раствор очень неустойчив при хранении, что требует частой и трудоемкой стандартизации его гравиметрическим методом. Поэтому как имитирующий раствор можно использовать раствор хромата калия, окраска которого устойчива в течение двух лет. Раствор может быть приготовлен точной концентрации, что исключает стандартизацию.

Раствор хромата калия готовят так: 3 г дважды перекристаллизованного К2Сг04 растворяют в 1 л 0,05-нормального раствора КОН. Экспериментально установлено, что оптическая плотность 1 мл такого раствора в 50 мл воды соответствует оптической плотности раствора КМК, содержащего 365 мкг кремния. Для построения калибровочного графика отбирают от 0,3 до 2,4 мл (с интервалом 0,3 мл) исходного раствора в мерные колбы емкостью 50 мл и доводят водой до метки, а затем измеряют оптические плотности при 400 нм.

Содержание кремния (%) определяется по формуле Б(=(а-20-с) /(Ь-Ю6),

где а — содержание кремния в аликвотной части раствора, установленное по калибровочной кривой; Ь — навеска золы; с — процент золы; 106 — перевод в граммы.

Для перевода содержания кремния (элемента) в окись кремния : количество его умножают на коэффициент 2,14.

Точность метода ±2-5%. Конечный результат зависит в большой степени от точности взятия навески золы.

Результаты и их обсуждение

Выполненные нами исследования по грантовому финансированию Национального агентства по технологическому развитию Республики Казахстан темы «Разработка и внедрение инновационной технологии продуктов длительного хранения лечебно -профилактического назначения на базе отечественного сырья» позволили разработать новые биопродукты — национальные биоталканы функционального назначения («Антидиабет», «Для профилактики глазных болезней», «Для профилактики сердечно -сосудистых заболеваний»), биогематогены с повышенной антиоксидантной активностью, а также вкусовая биоприправа «Денсаульщ» (Здоровье).

Одной из основных добавок служила сладкая мука клубней топинамбура — одного из чемпионов среди клубней по содержанию кремния. Муку из клубней получали в условиях научно-исследовательской лаборатории по созданию продуктов питания нового поколения и добавляли в полуфабрикаты.ЕТА) определено содержание кремния в семенах Румекса, в амаранте светлом (зерно) и амаранте фиолетовом (таблица 2).

Таблица 2. Содержание кремния в различном растительном сырье

Наименование Количество кремния, %

Семена Румекса 0,239

Амарант светлый (зерно) Не обнаружено

Амарант фиолетовый (растение:лист,стебель,бутоны) 0,11

Семена тыквы с шелухой 1,9

Семена тыквы, очищенные от шелухи 0,7

Шелуха семян тыквы 2,2

Семена дыни с шелухой Не обнаружено

Семена подсолнечника с шелухой 0,0468

Шелуха подсолнечника 1,107

Семена арбуза с шелухой Не обнаружено

Шелуха арбуза Не обнаружено

Закваска из клубней тапинамбура 6,042

Из таблицы 2 видно ,что предварительно можно ориентироваться на семена тыквы и

клубней топинамбура для обогащения продуктов питания.

В корне, в стебле, в цветке амаранта фиолетовом кремния не обнаружено.

Таким образом, наша попытка донести до населения продукты, обогащенные кремнием,

находит подтверждение исследователей, что дает основание использования подобных

продуктов в рационе питания населения Казахстана .

Литература

1. ВоронковМ. Г., Зелчен Г. И., Лукевиц Э. Я. Кремний и жизнь. Рига: ЗИНАТНЕ, 1978. 587 с.

2. ВоронковМ. Г., Кузнецов Н. Г. Кремний в живой природе. Новосибирск: Наука, 1987. 157 с.

3. СеменоваН. Человек — Соль земли. Санкт-Петербург: «Диля», 2000. 433. с.

4. Семенова Н. Очистись! От паразитов и живи без паразитов. Москва — Санкт-Петербург: «Диля», 2000. 433 с.

6. Кудряшева Н. Кремневое здоровье. Москва: Образ-Компани, 2000. 127 с.

7. Витавская А. В., Кизатова М. Ж., Баймаганбетова Д. Б., Рустемова А. Ж. Пути повышения кремния в продуктах питания нового поколения // «МесИса1 and pharmacological resources and a healthy life-style as means of the quality and length of human life increasing» Peer-reviewed materials digest (collective monograph) published following the results of the LXIX International Research and Practice Conference and III stage of the Championship in Medical and Pharmaceutical sciences (London. November 14-November 20, 2013), 2013. P. 54- 56.

8. Шеуджен A. X. и др. Кремний и методы его определения. Фотометрический метод определения кремния. Майкоп, 2002. С. 38-39.

9. Болотов Б., Погожев Г. Лечение ферментами и соками по Болотову. Питер, 2013. 221 с.

10. ДрузьякН. Как продлить быстротечную жизнь. Санкт-Петербург ИК «Крылов», 2012. 885 с.

11. Витавская А. В., Баймаганбетова Г. Б., Хасиев Х. Х., Кужукеева М. Б. Хлебцы кремниевые

— для здоровья населения Казахстана // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. Алматы, 2005. № 5. С. 56.

14. Хасиев Х. Х., Абдели Д. Ж., Витавская А. В., Баймагамбетов Е. Б. Этапы разработок эффективных способов повышения биологической ценности и организация выпуска полноценного хлеба — лекарства для поколения Ш-го тысячелетия // Кластерноиндустриальное развитие аграрного производства: основные проблемы и перспективные направления: Тез. докл. межд. науч.-практ. конф. Алматы, 2005. С. 215-217.

15. Кулажанов К. С., Абдели Д. Ж., ХасиевХ. Х. артериального барорецепторного рефлекса у крыс

Ширинян М. Э.1, Ширинян Э. А.2, Норавян О. С.3, Саргсян В. А.4

‘Ширинян Маринэ Эдгаровна / Shirinyan Marine — младший научный сотрудник, лаборатория фармакологии и патоморфологии; 2Ширинян Эдгар Арамович /Shirinyan Edgar — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория фармакологии сердечно-сосудистой системы; 3Норавян Овсеп Согомонович /Noravyan Ovsep -кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория фармакологии и патоморфологии, Институт тонкой органической химии им. А. Л. Мнджояна; 4Саргсян Вагинак Айказович /Sarkisian Vaghinak — доктор биологических наук, профессор, лаборатория сенсомоторной интеграции, Институт физиологии им. Л. А. Орбели, г. Ереван, Республика Армения

Аннотация: в работе определено влияние синтезированного в Институте тонкой органической химии им. А. Л. Мнджояна (Армения) оригинального неселективного бета-адреноблокатора Фобуфола на чувствительность артериального барорефлекса. Выявлено, что Фобуфол в дозе 2 мг/кг достоверно угнетает, а в дозе 0,5 мг/кг полностью блокирует кардиохронотропную компоненту барорефлекса. По степени влияния на депрессорную функцию артериального барорефлекса фобуфол и пропранолол достоверно не отличаются. Abstract: the research determines the impact of the original non-selective beta-adrenoblocker Fobufol synthesized at the Mnjoyan Institute of Fine Organic Chemistry on the sensitivity of the arterial baroreflex. It has been found that Fobufol in the dose of 2 mg/kg definitely suppresses and in the dose of 0.5 mg/kg entirely blocks the cardiochronotropic component of baroreflex. Fobufol and propranolol significantly are not different in terms of the degree of their impact on the depressorfunction of the arterial baroreflex.

Ключевые слова: фобуфол, пропранолол, бета-адреноблокаторы, артериальный барорефлекс. Keywords: fobufol, propranolol, non-selective beta-blockers, arterial baroreflex.

Это самый распространенный элемент на Земле после кислорода. В химическом составе человеческого организма его общая масса составляет около 7 г.

Соединения кремния необходимы для нормального функционирования эпителиальной и соединительной тканей.

Продукты богатые кремнием

Указано ориентировочное наличие в 100 г продукта

Суточная потребность кремния

Суточная потребность в кремнии составляет 20-30 мг. Верхний допустимый уровень потребления кремния не установлен.

• переломах;
• остеопорозе;
• неврологических расстройствах.

Полезные свойства кремния и его влияние на организм

Кремний необходим для нормального протекания жирового обмена в организме. Присутствие кремния в стенках сосудов препятствует проникновению жиров в плазму крови и их отложению в сосудистой стенке. Кремний помогает образованию костной ткани, способствует синтезу коллагена.

Он оказывает сосудорасширяющее действие, чем способствует снижению артериального давления. Так же стимулирует иммунитет и участвует в сохранении упругости кожи.

Кремний улучшает усвоение железа (Fe) и кальция (Ca) организмом.

Нехватка и переизбыток кремния

Признаки нехватки кремния

• ломкость костей и волос;
• повышенная чувствительность к погодным изменениям;
• плохое заживление ран;
• ухудшение психического состояния;
• снижение аппетита;
• кожный зуд;
• снижение эластичности тканей и кожи;
• склонность к синякам и кровоизлияниям (повышение проницаемости сосудов).

Дефицит кремния в организме может привести к силикозной анемии.

Избыток кремния в организме может привести к образованию мочевых камней и к нарушению фосфорно-кальциевого обмена.

Факторы, влияющие на содержание кремния в продуктах

Благодаря технологиям промышленной переработки (рафинирование пищи — избавление ее от так называемых балластов) происходит очистка продуктов, что в свою очередь сильно снижает в них содержание кремния, который попадает в отходы. Дефицит кремния усугубляют так же: хлорированная вода, молочные продукты с радионуклидами.

В сутки, с пищей и водой, мы потребляем в среднем около 3,5 мг кремния, а теряем почти в три раза больше — около 9 мг. Происходит это из-за плохой экологии, окислительных процессов, провоцирующих образование свободных радикалов, стрессов и из-за неполноценного питания.

Татьяна Елисеева
главный редактор
проекта Еда+
Задать вопрос

Рекомендованная суточная норма кремния и его влияние на здоровье человека.

Европейский орган по безопасности пищевых продуктов решил определить в 2002 году Рекомендуемую суточную дозу и Верхний безопасный уровень относительно потребления кремния из пищи и вероятность возникновения риска неблагоприятных последствий для здоровья. Кремний, как было установлено в исследованиях, не является незаменимым нутриентом для человека.

Кремний встречается в природе в пищевых продуктах в виде диоксида кремния (кремнезема) и силикатов, а также может добавляться в качестве пищевых добавок: предотвращающего слипание агента, и пеногасителя в виде диоксида кремния, силикатов и диметилполисилоксана. Силикат-содержащие антациды широко используются уже много лет.

В отношении здоровья человека, кроме отдельных отложений камней в почках, в основном, связанных с долгосрочным использованием силикат-содержащих антацидов, существует мало доказательств неблагоприятного воздействия перорального поступления кремния.

Имеющиеся данные недостаточны для установления верхнего допустимого уровня потребления. Установлено, что обычный пищевой рацион (20-50 мг кремния / день) соответствует 0,3-0,8 мг / кг массы тела / день для 60 кг человека. Эти дозы вряд ли могут вызвать побочные эффекты.

Среднее потребление кремния в США среди различных групп населения составляет 30 — 33 мг / день у мужчин и 24-25 мг / день у женщин. Потребление кремния уменьшается с возрастом. Ежедневное потребление британцев составило 20-50 мг в сутки. Кремний в основном поступает из следующих продуктов: 55% из воды, кофе и пива, 14% из зерновых продуктов и 8% из овощей. Рекомендуемое потребление для кремния не было установлено из-за недостаточных данных и отсутствия функциональных критериев (FNB 2001).

Значимость кремния для человека не установлена ​​и функциональная роль кремния в организме человека еще не до конца идентифицирована. У животных кремний находится в связанной форме, и может играть роль в структурной организации некоторых мукополисахаридов (Nielsen, 1994). Также, кремний, по-видимому, участвует в формировании костной ткани и обмене веществ (Nielsen, 1994).

Кремний находится в составе соединительной ткани, в том числе в составе аорты, трахеи, сухожилий, костей и кожи. Кремний, возможно, также участвует в кальцификации костной ткани, но механизмы до конца не изучены (Nielsen, 1994). В то время как роль кремния не установлена на людях, недавние исследования показали, что ортокремниевая кислота при физиологических концентрациях стимулировала синтез коллагена 1 типа, вероятно, путем модуляции активности (Reffitt и др., 2003).

Хотя Национальная Академия и Институт Медицины (США) не установили Верхний Безопасный Уровень для кремния, как и Европейский орган по безопасности пищевых продуктов, нет подтверждения о необходимости дополнении рациона человека диетическими добавками, содержащими кремний. Достаточными источниками кремния являются обычные продукты.

Человеческий организм регулярно нуждается в поступлении полезных веществ для нормального функционирования всех органов и систем и хорошего самочувствия в целом. От этого зависит крепкое здоровье, а также долголетие. Кремний является одним из важнейших микроэлементов, участвующих в жизнедеятельности человека.

Польза кремния для организма

Данное химическое вещество служит для таких процессов и целей:

• формирования соединительных тканей;
• обеспечения нормального функционирования сердечно-сосудистой системы;
• служит вспомогательным материалом для усвоения многих других полезных веществ;
• укрепляет иммунитет и повышает устойчивость организма к вирусам;
• необходим для нормальной работы нервной системы;
• является залогом здорового внешнего вида волос, ногтей, кожных покровов;
• препятствует преждевременному старению.

Рекомендовано употреблять продукты и добавки, содержащие кремний, при беременности, невралгиях, остеопорозе, переломах, при лечении инфекционных и многих других заболеваний, а также для улучшения состояния кожи, волос и ногтей, здоровья зубов. Вещество желательно ввести в регулярное употребление людям, проживающим в районах с плохой экологией.

В каких продуктах содержится кремний

Если организму не хватает данного микроэлемента, стоит добавить определенные продукты питания, богатые веществом, в свой рацион. Для этого необходимо знать, где его можно отыскать. Употреблять еду, в которой может содержаться в определенном количестве кремний, стоит также для профилактики недостатка вещества и некоторых заболеваний.

Источники кремния растительного происхождения

В растительной пище можно найти данное вещество в максимальной концентрации. Продукты натурального происхождения являются основой кремневой диеты, которая показана людям с нехваткой данного микроэлемента. Кремний можно найти в таких компонентах:

• ядра подсолнечника;
• зерновые – пшеница, отруби, рисовая крупа;

Злаковые – основной источник кремния

Злаковые и бобовые культуры – кукуруза, фасоль, горох, чечевица считаются рекордсменами среди продуктов, содержащих кремний. На их основе можно готовить различные каши, из фасоли и гороха – варить супы. Овсяная и гречишная крупы также станут отличным вариантом завтрака. К бобовым относятся и орехи, в которых также присутствует данный микроэлемент. Продукты семейства бобовых, помимо кремния, являются еще и основой такого строительного элемента как белок для нормального функционирования организма.

Овощи, богатые кремнием

В овощных видах растительной пищи кремний содержится в больших дозах в таких продуктах:

• перец,
• огурцы,
• бурак,
• помидоры,
• картофель,
• лук репчатый,
• сельдерей.

Его также можно получать, употребляя редис, морковь, шпинат, капусту – белокачаную, брокколи, брюссельскую, цветную.

Овощи можно использовать для приготовления салатов, заправляя их растительными маслами, которые усиливают усвоение кремния и способствуют лучшему его усвоению.

Кремний в лекарственных травах, ягодах и фруктах

Определенные фиторастения также содержат кремний и способны помочь восполнить дефицит вещества в организме. Однако стоит помнить, что употреблять их необходимо с осторожностью, соблюдая строгую дозировку и предварительно посоветовавшись с врачом. Травяные компоненты, имеющие кремневые кислоты в своем составе, способствуют лучшей выработке Т-лимфоцитов, активизируя также их симбиоз с В-лимфоцитами. К таковым относят клевер, хвощ, пырей, крапиву, тысячелистник.

Также цикорий – продукт, содержащий кремний в большом количестве. Его часто употребляют в виде простого напитка, наравне с чаем и кофе.

Среди фруктов, содержащих кремний в достаточном количестве, можно выделить такие:

• бананы;
• яблоки;
• ананасы;
• авокадо;
• айва;
• виноград;
• вишни.

Среди ягодных растений кремний можно найти в:

• клубнике;
• малине;
• земляника;
• смородине;
• облепихе.

Инжир и сушенный виноград также обладают немалым количеством вещества в своем составе.

Фрукты и ягоды лучше всего употреблять в свежем виде, в сезон их произрастания. Так в них будет максимальная концентрация витаминов, в том числе и кремния. Лучше отдавать предпочтение отечественным видам ягод и фруктов, в них вероятность нитратов и обработки химическими веществами для сохранения при транспортировке, снижена.

Нужно знать, в каком продукте может содержаться кремний, полезный для организма человека, чтобы включить его в регулярное употребление.

Еще одним натуральным компонентом, содержащим кремний, является глина пищевая. В ней содержится порядка 26% биологического кремния.

Фитотерапевты рекомендуют включить следующий рецепт в качестве целебного отвара: взять 50 грамм травы полевого хвоща, крапиву и пикульник в таком же количестве. Добавить горц птичий – 100 грамм, смешать с водой – 400-500 мл и проварить на огне. Употреблять снадобье нужно дважды в день, по половине стакана.

Кремний в продуктах животного происхождения

Продукты животного происхождения также могут являться источником кремния. Наибольшая концентрация вещества отмечается в следующих их видах:

• мясо курицы;
• кисломолочная продукция;
• куриные яйца;
• морепродукты.

Для лучшего их усвоения рекомендуется комбинировать данные ингредиенты с растительной пищей, а именно клетчаткой. Она усилит эффект от вещества и поспособствует его лучшему восприятию организмом.

Чтобы восполнить дефицит кремния, иногда достаточно всего лишь скорректировать свое питание, добавив в него вышеуказанные продукты. К тому же существует множество блюд, которые можно приготовить с их помощью. Но следует помнить, что кремний не терпит высокой термической обработки, его количество значительно снижается при варке, жарке и других видах большого теплового воздействия.

Растительные продукты в сравнении с пищей, имеющей животную природу, можно употреблять в сыром виде. Например, если это овощи. Так вещество значительно лучше усвоится и принесет больше пользы для здоровья. Однако мясные ингредиенты и молочную продукцию также рекомендуется включить в рацион. Лучше комбинировать их с растительными продуктами.

Кремний плохо усваивается с едой, содержащей высокое количество углеводов. Потому лучше снизить употребление сахара и всех компонентов, в которых он имеется в высокой концентрации. Также плохо усваивается микроэлемент при малоподвижном образе жизни, отсутствии физических нагрузок.

Как приготовить воду с кремнием

Кремневая вода является отличным способом восполнить дефицит вещества в организме.

Кремневая вода своей пользой обязана содержанию сбалансированного химического состава. В приготовлении она не сложна. Для того чтобы получить воду, обогащенную кремнием, необходимо взять обычную чистую воду и погрузить в неё природный материал. Продаётся кремний в камушках различного объёма.

Такую жидкость нужно хорошо настаивать в течении 3-4 дней, а чтобы концентрация вещества в ней была максимальной, срок требуется увеличить до недели. Перед опусканием камней в воду, их нужно промыть под проточной водой. Стандартная пропорция приготовления кремневой воды – 50 грамм на 3 литра воды. Настаиваться целебная жидкость должна в экологичной посуде, также необходимо беречь её от попадания прямых солнечных лучей.

После настаивания жидкость нужно тщательно процедить, не доливая образовавшийся на дне осадок. После извлечения кремневых камушков, их можно очистить от образовавшейся слизи и налёта. Благодаря такой очистке, процесс приготовления целебной воды возможно повторить снова с этими же материалами.

Кремневая вода пригодна к использованию в течение 1,5 лет из-за своего богатого состава, способного длительно сохранять лечебные свойства. Но такую воду не рекомендуется кипятить.

Лечебные возможности кремневой воды актуальны также при её применении местно и наружно. Она способна вытягивать токсины из кожи, убивать болезнетворные бактерии, препятствуя образованию воспалений, матировать и насыщать дерму витаминами. Потому она является отличным средством для протирания области лица, шеи, зоны декольте с целью лечения кожи и ухода за ней. Также можно делать различные примочки, компрессы. При ангине рекомендуется полоскать горло и промывать носоглотку кремневой водой. Еще внешне можно наносить на кожу глину, в которой, как известно также содержится вещество, затем тонизировать ее кремневой водой.

Кремний является важным структурообразующим элементом для соединительной и эпителиальной ткани. Данный элемент служит для образования важных ферментов, гормонов, аминокислот. Благодаря тому, что кремний – достаточно распространённое вещество в природе, его дефицит в организме человека наблюдается нечасто. Недостаток вещества возможен при таких явлениях:

• патологии ЖКТ;
• поражение организма гельминтами;
• неблагоприятной экологической обстановке;
• при малом потреблении воды.

Если отмечается нехватка кремния, это может привести к снижению эластичности сосудов, ухудшению внешнего вида и общего самочувствия. Профилактика подобных состояний подразумевает включение в рацион питания продуктов, богатых кремнием и питья кремневой воды. Но стоит помнить, что переизбыток данного микроэлемента также плох, как и его дефицит. Потому нужно знать меру в употреблении воды и еды с кремнием. Повышенное содержание этого вещества в организме нарушает фосфорно-липидный обмен, а вот компенсировать его нехватку вполне поможет специальная диета.

таблица источников-лидеров, богатых по содержанию элемента

Кремний очень важен для человека. Он входит в состав костной системы. При дефиците этого биогенного элемента происходит сбой работы многих систем организма, возникают серьёзные проблемы со здоровьем.

Чтобы этого не произошло, нужно знать, из каких источников можно получить минерал.

Из нашей статьи вы узнаете, в каких продуктах питания содержится кремний, где его больше всего, в чем польза вещества для организма человека, а также найдете таблицу с источниками, содержащими элемент в большом количестве.

к оглавлению ↑

Влияние на организм человека

Большинство людей даже не догадываются, какую важную роль играет кремний в их жизни. А ведь это наше здоровье.

Достаточное его содержание в крови нормализует следующие аспекты жизнедеятельности человека:

• Повышает сопротивляемость организма. Это налаженная работа нашего иммунитета. ОРВИ, инфаркт, диабет и другие заболевания отступают. Минерал сражается с болезнетворными бактериями и устраняет их.
• Проявляет антиоксидантные свойства, предотвращает повреждения эпидермиса, замедляя старение. Это важно для нашей кожи, волос, ногтей.
• Контролирует уровень холестерина, препятствует развитию атеросклероза.
• Участвует в образовании соединительной ткани. Это очень важная функция. Кремний отвечает за процесс регенерации.
• Предупреждает развитие дегенеративных процессов.
• Укрепляет сосуды.
• Помогает выводить токсичные вещества из организма.
• Формирует костную ткань и отвечает за ее рост. При дефиците этого минерала костная система становится жесткой и хрупкой. А кости растут медленно.
• Участвует в обмене веществ.

Но всему должна быть норма. Переизбыток элемента в организме также не ведет ни к чему хорошему.

Начинается активное отложение солей, что приводит к образованию камней в почках, болезням суставов и верхних дыхательных путей. Может проявиться силикоз – опасное заболевание легких (туберкулез) и даже онкология.

Нормальное содержание вещества в крови составляет приблизительно 1%. Это очень мало, поэтому нормализовать его концентрацию несложно.

к оглавлению ↑

Признаки дефицита

Кремний можно получить из разных источников. Самый простой – купить в аптеке. Но каждый день «кушать» таблетки нравится далеко не всем. Тогда в силу вступает второй вариант – продукты питания.

В сутки человеку требуется получать 20-30 миллиграммов этого минерала. При выполнении этой нормы люди ощущают себя бодрыми и энергичными, повышается настроение.

В продуктах кремния хватает, но даже при правильном полноценном питании иногда может образовываться дефицит. Его причины:

• Переизбыток алюминия.
• Хронические стрессы, депрессии.
• Проблемы с регуляцией обмена веществ.
• Долгое хранение пищи в алюминиевой посуде.
• Недостаток клетчатки в организме.
• Неправильный, скудный рацион питания.
• Тяжелые физические нагрузки.
• Активный рост организма.
• Низкая кислотность желудочного сока.
• Попадание в организм опасных бактерий и грибков.

Недостаток минерала можно определить по следующим признакам:

• Ослабленный иммунитет. Часто проявляются болезни легких, ОРВИ.
• Сухая проблемная кожа. Кремний отвечает за выработку эластина.
• Ломкие, тусклые волосы.
• Преждевременные морщины.
• Плохое качество ногтей.
• Плохое самочувствие.
• Проявление грибковых заболеваний.
• Повышенный холестерин в крови.
• Быстрая утомляемость без особых причин.
• Снижение аппетита.
• Раздражительность, депрессия.
• Хрупкость сосудов.
• Чувствительность к переменам погоды.
• Медленное заживление повреждений на коже.

Самый надежный показатель — спектральный анализ крови, который укажет на содержание кремния в крови. Если дефицит существует, следует пересмотреть свое меню и ввести в рацион больше продуктов с этим элементом.

к оглавлению ↑

Где находится больше всего

Кремний содержится практически во всех растительных культурах. А в каких растениях и продуктах содержится много кремния?

Лидирующие позиции по его концентрации занимают злаки и овощи. Орехи богаты элементом, особенно много его в фисташках и фундуке.

Кисломолочные продукты и творог также содержат большое количество этого вещества. Употребление фруктов и сухофруктов снабжают организм минералом.

В каких еще продуктах есть кремний: в некоторых мясных, куриных яйцах, дарах моря — его содержание там минимально и сильно не дотягивает до дневной нормы.

Список продуктов питания, богатых на содержание кремния, представлен в таблице ниже:

Название продукта	Кол-во кремния (мг) на 100 гр. продукта
Рис без шлифовки	1240
Ячмень (крупа)	600
Кунжутные семечки	199
Соя (бобы)	177
Спаржевая фасоль	98
Ананас	93
Фасоль	92
Репа	91
Рожь (зерно)	85
Дыня	82
Чечевица	80
Фисташки	50
Овсянка (крупа)	43
Зеленый горошек	21

При термической обработке количество минерала сильно снижается. Если вы серьезно хотите заняться вопросом повышения концентрации вещества в организме, то учитывайте этот фактор.

к оглавлению ↑

Сочетаемое с несочетаемым: что мешает усваиваться

Часто от незнания, какие продукты можно сочетать, а какие — нет, человек приобретает разные заболевания. Тут даже врачи не всегда могут разобраться, чем они вызваны.

То, что мы едим в пищу, может вызвать дефицит кремния в организме. Поэтому следует тщательно продумывать свое меню.

Употребление только мясных блюд не способствует повышению концентрации минерала. В мясе содержание вещества незначительно, и оно практически не усваивается.

Мясная продукция способна блокировать нормальное усвоение элемента, содержащегося в злаковых культурах, овощах и зелени.

Следует быть предельно аккуратными с пищей, которая содержит алюминий (пшеница, горох). Переизбыток этого вещества сильно снижает усвояемость кремния и его содержание в крови.

к оглавлению ↑

Список рекомендаций

Кремний важен для человека. Поэтому, чтобы поддержать его баланс, придерживайтесь следующих рекомендаций и советов:

• Термическая обработка продуктов с высоким содержанием кремния значительно уменьшает концентрацию данного элемента. Старайтесь питаться сырыми овощами и зеленью.
• Учитесь правильно сочетать продукты.
• Минерал прекрасно взаимодействует с витаминами А, С, Е. Наиболее полезно принимать в пищу злаки с цитрусами и зелеными овощами.
• Ешьте много зелени, злаков и других продуктов с кремнием. Это поможет восполнить его недостаток.
• Старайтесь меньше нервничать.
• Добавьте в свою жизнь как можно больше положительных эмоций.
• Не переусердствуйте с физическими нагрузками. Это может спровоцировать нехватку минерала в крови.
• Укрепляйте иммунитет, закаляйтесь. Вы сохраните не только физическое здоровье, но и бодрость духа.
• Ешьте фрукты, не очищая их от кожуры. Именно в ней — самые полезные вещества.
• Следите за состоянием кожи, волос и ногтей. Их плохой вид может свидетельствовать о дефиците элемента.
• Пейте очищенную воду, содержащую кремний.
• Избавляйтесь от вредных привычек.
• Ведите здоровый образ жизни.

Теперь вы знаете, какие продукты содержат кремний. Наше здоровье зависит от нас самих.

Выполняйте рекомендации, поддерживайте баланс кремния в организме, и положительный эффект не заставит себя долго ждать: общее самочувствие улучшится, волосы приобретут силу, а плохое и подавленное настроение отступит.

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Twitter

Мой мир

Почему так важно есть продукты питания богатые кремнием. | KinoFilm News

Привет друзья! Сегодня расскажу Вам для чего нужен кремний и какие продукты питания больше всего содержат этот микроэлемент.

Продукты, содержащие кремний (Si) в большом количестве и для чего они нужны.фото Продукты содержащие кремний

фото Продукты содержащие кремний

Кремний в продуктах питания необходим для правильного формирования сухожилий и хрящей. Он отвечает за функции соединительной ткани. В общей сложности в человеческом организме содержится 1-2 г кремния. Он присутствует в составе крови, мышцах и надпочечниках.

Что такое кремний в продуктах питания

Кремний – это химический элемент, необходимый человеку для полноценного протекания жирового обмена. Второе название вещества – силиций. Он препятствует проникновению жиров в стенки сосудов. Кроме того, вещество снижает артериальное давление и оказывает сосудорасширяющее действие. В организм человека кремний попадает в составе продуктов. На его содержание оказывает влияние промышленная обработка. Процесс рафинирования пищи значительно снижает количество вещества.

Нехватка минерала часто спровоцирована неблагоприятными окружающими условиями. Она может развиваться даже при полноценном рационе. Выведению вещества способствует хлорированная вода, кисломолочная пища с содержанием радионуклидов. У детей запас элемента резко снижается в период активного роста. Необходимость в употреблении продуктов с силицием обусловлена следующими факторами:

сердечно-сосудистые заболевания;

злокачественные новообразования;

чрезмерное употребление сахара;

лечение препаратами, включающими соли алюминия;

сахарный диабет.

Продукты с содержанием силиция можно употреблять в любое время суток

Важно!

Суточная потребность организма в кремнии составляет 20-30 мг.

Польза кремния

Продукты с высоким содержанием кремния считаются чрезвычайно полезными для здоровья. Минерал принимает участие в иммунных процессах и образовании костной ткани. Он оказывает влияние на процесс усвояемости других полезных веществ. При недостатке минерала наблюдается снижение эластичности кожи и изменение эмоционального состояния.

К полезным свойствам силиция относят:

антиоксидантное действие;

нормализация метаболизма;

укрепление сосудистых стенок;

замедление роста злокачественных клеток;

стимуляция фагоцитоза;

стимуляция выработки эластина и коллагена;

нормализация репродуктивной системы;

стабилизация работы нервной системы;

поддерживание мозговой активности;

снижение риска развития остеопороза;

укрепление иммунитета;

снижение артериального давления;

улучшение состояния ногтей, волос и кожи.

Во время похудения силиций препятствует отложению жира и ускоряет процесс набора мышечной массы. Такой эффект достигается за счет стимуляции обмена веществ. Поэтому он рекомендован к приему и спортсменам. Минерал также восстанавливает слизистую желудка, препятствуя проникновению болезнетворных вирусов и бактерий. Он нейтрализует кислотность и ускоряет регенеративные процессы в организме. Его уникальным свойством является выведение из организма тяжелых металлов.

Немаловажное значение имеет способность стабилизировать эмоциональное состояние. Недостаток минерала может сопровождаться депрессивными расстройствами и хронической бессонницей. После восполнения запаса вещества нервная система начинает работать исправно. На этом фоне улучшается настроение, повышается работоспособность.

Вред кремния

Кремний в составе продуктов и трав может вредить здоровью при чрезмерном накоплении в организме. Такая ситуация возникает при нарушенном кремниевом обмене, работе на вредном производстве или в результате неправильного применения лекарств с его содержанием. Вредное воздействие излишнего количества вещества в организме заключается в следующем:

развитие легочной недостаточности;

злокачественные образования в пищеварительных органах;

повышенная нервозность;

мочекаменная болезнь;

интенсивное выпадение волос.

При развитии мочекаменной болезни на фоне передозировки учащается мочеиспускание, появляются боли в пояснице. Увеличивается риск появления сосудистых патологий из-за нарушения кровообращения. Также заметно снижается иммунитет, происходит вымывание кальция из организма.

В научной среде название минерала сократили до Si

В некоторых случаях обилие вещества в организме провоцирует беспричинное появление синяков на теле. Одновременно с этим ухудшается состояние зубов и ногтей. При длительном течении патологии развивается депрессия. После сокращения запаса силиция самочувствие стабилизируется.

Противопоказания к продуктам, богатым кремнием

Любой полезный элемент должен поступать в организм в строго ограниченном количестве. Кроме того, нужно учитывать рекомендации врачей.

Источники кремния в продуктах противопоказаны к употреблению в следующих случаях:

нарушение кремневого обмена;

беременность и период грудного вскармливания;

индивидуальная непереносимость;

хронические заболевания пищеварительной системы.

При употреблении продуктов с силицием на фоне нарушения обмена веществ существует вероятность развития побочных эффектов. Минерал в этом случае накапливается в организме, не успевая выводиться. Отмечается учащение мочеиспускания и увеличение сахара в крови.

Внимание!

При остеопорозе и после переломов потребность в кремнии гораздо увеличивается.

В каких продуктах много кремния

Кремний в растениях и продуктах представлен в разном соотношении. Наибольшее скопление вещества наблюдается в растительных культурах. Особой пользой отличаются злаки, а в частности – отруби с их содержанием. Минимальный объем отмечается в морепродуктах, мясе и яйцах. В составе мяса вещество не усваивается организмом должным образом. Это обусловлено необходимостью произведения термической обработки продуктов.

Достаточное количество минерала можно получить и из кремниевой воды. Ее считают эффективным средством от всех болезней. Напиток используют для лечения заболеваний пищеварительной системы и в целях очищения крови. Лидирующими источниками являются овощи, злаки и орехи. Что касается злаков, наибольшая концентрация минерала сосредоточена в оболочке зерен. Также можно обнаружить силиций в следующих продуктах:

рис;

овсянка;

соевые бобы;

земляника;

кунжутные семечки;

фасоль;

ячмень;

спаржа;

зеленый горошек;

чечевица;

дыня.

Кремний можно обнаружить не только в продуктах питания, но и в лекарственных травах. На их основе готовят отвары и настои. Их применяют в целях повышения эффективности основного лечения и для общего укрепления организма. К самым распространенным и эффективным относят:

полынь;

тимьян;

пижму;

полевую ромашку;

птичий горец;

медуницу.

Продукты с силицием особенно важно употреблять детям в период их активного роста

Таблица продуктов, богатых кремнием

Зная, в какой пище вещество содержится в большем количестве, можно построить рацион, восполняющий недостающий запас минерала.

Список продуктов с кремнием с отображением его содержания размещен в таблице:

Название продукта

Содержание кремния (мг/100 г)

Спаржа 99

Ананас 91

Рис 1242

Фасоль 93

Дыня 83

Чечевица 82

Овсянка 1004

Кунжутные семечки 198

Зеленый горошек 85

Земляника 101

Ржаные семечки 86

Ячмень 602

Репа 89

Соевые бобы 179

Правила употребления продуктов, содержащих кремний в большом количестве

При введении в рацион продуктов с силицием нужно учесть ряд существенных деталей. Правильное применение обеспечивает укрепление иммунитета и улучшение внешних данных человека. Врачи не рекомендуют употреблять диоксид кремния в продуктах с препаратами, содержащими хром и диуретиками. Такая комбинация усиливает действие лекарственных средств.

Для наилучшего усвоения кремния нужно ограничить употребление мясной продукции. Также следует проявлять осторожность с пищей, содержащей алюминий. Он нарушает процесс усвояемости кремния. Овощи и зелень, в которых присутствует кремний, нежелательно подвергать термической обработке. Это позволит сохранить объем вещества в полном составе.

Так как силиций отлично усваивается вместе с витаминами E, C и A, его необходимо употреблять с зелеными овощами и цитрусами. Фрукты, содержащие кремний, желательно есть, не очищая от кожуры. Также требуется обеспечить водный баланс. Это положительным образом сказывается на усвояемости полезного элемента.

Важно!

Людям, страдающим болезнью Альцгеймера, нужно увеличить количество продуктов в рационе с содержанием кремния.

Полезные советы

Несмотря на множество полезных свойств, при употреблении витамина кремний в продуктах необходимо учитывать следующие факты:

от недостатка кремния обостряется метеочувствительность;

пища, богатая кремнием, ускоряет процесс заживления после ожогов и порезов;

хуже всего минерал усваивается в сочетании с углеводами;

полезный элемент замедляет процесс отложения жира;

ежедневно из организма выводится около 10 мг вещества;

в кожуре фруктов кремния содержится больше, чем в мякоти;

минерал улучшает усвояемость железа и кальция;

опасной для здоровья является дозировка в 500 мг кремния.

Альтернативой натуральным источникам вещества могут стать лекарственные препараты. Их принимают после сдачи соответствующих анализов. В противном случае, неконтролируемый прием силиция может спровоцировать нежелательные побочные эффект

Кремний в продуктах питания усваивается лучше, чем в составе витаминных комплексов. Поэтому для восполнения его запаса достаточно скорректировать повседневный рацион. Важно следить за количеством и периодичность употребления пищи с его содержанием.

Рецепт богатого кремнием блюда.

Земляная груша «Топинамбур» печёная.фото Топинамбур

фото Топинамбур

Запекают клубни в течение 30-60 минут, в зависимости от величины. Поливают растопленным маслом и едят вместе с кожурой. Тоже хорошо получается, если кожуру убрать и приправить перцем и посолить.

Искренняя признательность всем за репост! Под каждой статьей есть кнопочка «Поделиться» в социальных сетях таких как Telegram ,ВК, Одноклассниках, Facebook и т.д. Это огромный вклад в мою репутацию. Спасибо заранее!

Специально для Вас!!! С любовью! Канал KinoFilm News.

Польза кремния для организма человека

В индивидуальном исследовательском проекте по биологии на тему «Польза кремния для организма человека» учеником была изучена важность кремния и его соединений для организма человека, функции кремния в нашем организме и определено, какие заболевания вызывает недостаток кремния в организме.

Подробнее о работе:

В процессе ученической исследовательской работы по биологии «Польза кремния для организма человека» рассматриваются применения соединений кремния в медицине и подготовлен список оптимальных продуктов питания с большим содержанием кремния, которые рекомендуется регулярно принимать в пищу.

Учебный проект по биологии на тему «Польза кремния для организма человека» содержит в себе информацию о воздействие кремния на организм человека и доказывает, что кремний также используется в стоматологии и фармацевтике и что множество болезней возникает именно из-за недостатка кремния в организме.

Материалы исследовательского проекта могут быть использованы в качестве дополнительного при подготовке к урокам и экзаменационным работам по биологии, а также для самостоятельного изучения по теме в целях самообразования и расширения кругозора.

Оглавление

Введение
1. Кремний и его соединения в организме человека.
2. Болезни, связанные с недостатком кремния в организме.
3. Соединения кремния в современной медицине.
4. Продукты, в которых содержится кремний.
Выводы
Список литературы

Введение

Актуальность. В наше время многие люди не предают внимания такому полезному элементу как кремний, хотя даже не подозревают, насколько он важен для нашего организма. Он также используется в стоматологии и фармацевтики. Множество болезней возникает именно из-за недостатка кремния в организме.

Цель проекта: привлечь внимание людей к важности кремния и его соединений для организма человека.

Задачи:

• Изучить функции кремния в нашем организме/
• Узнать какие заболевания вызывает недостаток кремния/
• Изучить применения соединений кремния в медицине/
• Привести список продуктов с большим содержанием кремния.

Кремний и его соединения в организме человека

Несмотря на то, что кремний является микроэлементом в нашем организме, он выполняет очень важные функции. Например, кремний улучшает проводимость нервных импульсов, чем стимулирует работу нервной системы. Также кремний является катализатором при синтезе ферментов, аминокислот и гормонов.

Ещё кремний обеспечивает правильное развитие костей. При переломах он обеспечивает гибкость костной ткани, что способствует её скорейшему срастанию. Помимо костной ткани кремний содержится и в покровной ткани. Он обеспечивает гладкость, эластичность и крепкость кожных покровов.

Вместе с тем он укрепляет ногти волосы. Кроме выше перечисленного кремний стимулирует работу клеток иммунной системы, усвоение питательных веществ, стабилизирует процесс обмена веществ. Как вы понимаете, этот элемент выполняет множество важных функций. Пренебрежение в его употреблении может привести к серьёзным заболеваниям.

Болезни, связанные с недостатком кремния в организме

В основном от недостатка кремния страдают подростки из-за своего активного роста, но и среди взрослого населения можно найти людей, страдающих от этой проблемы.

А теперь приведу примеры тех болезней, к которым приводит недостаток кремния:

• Повешенное содержание холестерина
• Выпадение волос и появление перхоти
• Хрупкость костей и зубов
• Длительное заживление повреждённых тканей
• Общее снижение иммунитета
• Увеличения риска возникновения туберкулёза, рака, эндокринных заболеваний, болезней сердца, диабета 1-го и 2-го типов
• Гастрит
• Язвы
• Повышенная раздражимость, которая может привести к психическим расстройствам
• Частые запоры и поносы

Исходя из неполного списка заболеваний, можно сделать вывод, что сбалансированный приём кремния для человека необходим. Но люди редко соблюдают правила приёма продуктов с содержанием кремния, поэтому кремний часто применяют в различных областях медицины.

Соединения кремния в современной медицине

В медицине соединения кремния применяется во многих сферах. Например, в стоматологии применяют для изготовления пломб и зубных протезов. Также силикаты применяют в пластической хирургии при изготовлении других имплантов. Кроме стоматологии и пластической хирургии, соединения кремния применяются ещё и в фармации.

Немного поговорим о препарате, который состоит из высокоочищенного оксида кремния (IV) – орисила. Название этого препарата – Полисорб МП. Этот препарат является сорбентом нового поколения. Молекулы орисила способны связывать микробные тела, токсины белковой природы и выводить их из организма. Полисорб МП способен также выводить из организма радиоактивные изотопы.

Это свойство было использовано во время ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. И всё таки лучшее лечение – это профилактика. Для того чтобы соблюдать баланс кремния в организме, нужно знать суточную норму употребления и продукты, содержащие кремний. Об этом мы сейчас и поговорим.

Продукты, в которых содержится кремний

Для начала скажем, что суточная норма для взрослого человека в пределах от 20 до 100 мг. Суточная норма для детей не установлена, но специалисты советуют ориентироваться на взрослую норму.

Итак, в основном кремний мы получаем из воздуха, когда вдыхаем его в виде кремневой пыли, однако большая его часть не усваивается, поэтому употребление продуктов, содержащих кремний, необходимо.

Из приведенной ниже таблицы содержания кремния в различных продуктах, видно, что больше всего этого элемента содержится в продуктах растительного происхождения.

Самое большое содержание кремния в рисе и овсе. Кроме того, кремний можно получать из кремниевой воды. Её можно приобрести в магазине или приготовить дома самостоятельно, путём настаивания воды с минералом.

Таблица 1. Кремний в продуктах питания (на 100 г)

Продукты	Содержание кремния
Рис (зерно)	1240 мг
Овёс (зерно)	1000 мг
Соя (зерно)	177 мг
Ячмень (зерно)	600 мг
Крупа рисовая	100 мг
Нут	92 мг
Фасоль (зерно)	92 мг
Рожь (зерно)	85 мг
Чечевица (зерно)	80 мг
Пшеница	48 мг
Печень говяжья	6,9 мг
Мясо кролика	3,3 мг
Мясо курицы	1,6 мг
Баранина	2,09 мг

Выводы

• Кремний является необходимым элементом для организма, поскольку выполняет множество важных функций.
• Недостаток кремния вызывает различные заболевания. В основном это заболевания кожных покровов, пищеварительной и иммунной систем.
• Кремний применяется в различных областях медицины. В основном в стоматологии и фармации.
• В данной статье была приведена таблица продуктов с большим содержанием кремния, а также суточная норма потребления этого элемента.

Список литературы

Интернет- ресурсы:

1. Кремниевая вода – вред и польза, способ приготовления.
2. Кремний: значение элемента для организма человека, суточная норма, источники вещества.
3. Полисорб МП –инструкция по применению, отзывы, противопоказания.
4. Зона Чербольской АЭС в огне. Дымом дышат в России│Полисорб МП.

Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

польза и вред для организма человека

Польза и вред злаков — один из наиболее часто обсуждаемых вопросов в кругу тех, кто ведет здоровый образ жизни и старается контролировать качество питания.
С одной стороны, каши и изделия из муки относятся к наиболее высококалорийным продуктам, что часто нежелательно для организма. А с другой — нельзя игнорировать высокое содержание в злаковых витаминов, микроэлементов и клетчатки. Так как быть? Попробуем разобраться с этим вопросом.

Отличие между крупами и злаками

Тех, кто следит за качеством своего питания, часто приводит в недоумение вопрос: почему в одних источниках указывается исключительная польза злаков, а в других упоминается только их вред? Чаще всего это происходит из-за подмены понятий, когда между ними и крупами ставится знак равенства.

Злаки. В широком, биологическом смысле это огромное семейство растений, в которое входят как популярные в наших широтах рожь, овес и кукуруза, так и более экзотические — бамбук и сахарный тростник. Но что касается продуктов питания, под злаками принято подразумевать необработанные плоды, состоящие из околоплодника, семени, зародыша и эндосперма. Поэтому злаки можно считать «первородным» продуктом, естественным и не прошедшим никакую обработку.

Крупы. Это уже обработанные плоды злаковых. С них удаляют оболочку и подвергают шлифовке и дроблению, чтобы обеспечить им определенные характеристики по ГОСТу. Например, такой злак, как пшеница, после переработки может превращаться в пшеничную крупу, пшеничные хлопья, булгур, манную крупу и другие, менее популярные крупы, у каждой из которых собственная питательная и энергетическая ценность.

Польза злаковых продуктов

Ключевая ценность злаковых продуктов — высокое содержание углеводов. Эти вещества, которые являются основным источником энергии, незаменимы для организма человека.

Углеводы необходимы для синтеза нуклеиновых кислот, высших жирных кислот, аминокислот*.

Кроме того, в крупах и натуральных злаках содержатся белки — строительный материал для мышц, растительные жиры — участники правильного обмена веществ, клетчатка — «очиститель» кишечника, способный поглощать токсические соединения, газы и другие нежелательные продукты жизнедеятельности. Кроме этого, в состав злаковых продуктов входят минералы, и они представлены в биодоступной форме — это позволяет им полноценно усваиваться организмом. Вот лишь некоторые из них (указано количество от суточной нормы):

Крупа, 100 г	Кремний	Марганец	Молибден	Селен	Фолиевая кислота
Овес	1,5	2,5
Рис	3,3
Гречка	2,7
Нут	3	1			1,4
Чечевица	2,7		1
Киноа		1
Перловка				0,7
Пшено	2,5

Содержание витаминов в крупах также делает этот продукт важным для здоровья. Так, витамины группы B помогают поддерживать правильную работу нервной системы, а PP — нормализовать работу органов пищеварения. Но важно помнить, что у каждой крупы собственный витаминно-минеральный состав, что определяет его ценность.

Вред злаковых продуктов

Сравнительно высокая калорийность круп — основная причина того, что эти продукты попадают в «черный список» у тех, кто следит за фигурой. Но существуют и другие обстоятельства, требующие ограничить потребление злаковых:

Заболевания органов ЖКТ. Гастрит, панкреатит, холецистит, воспалительные процессы в кишечнике — такие состояния требуют осторожного выбора злаковых. Так, большое количество в рационе пшена или отрубей может спровоцировать обострение болезни, так как эти продукты содержат большое количество клетчатки. А от риса следует отказаться тем, кто страдает от запоров.

Непереносимость глютена. Для тех, у кого не усваивается глютен, перечень круп ограничивается гречкой, рисом, кукурузой и пшеном. Кроме того, следует обращать внимание на специально подготовленные злаки с маркировкой «Без глютена» — среди них можно встретить овсянку.

Как повысить полезные качества злаков

Проращивайте. Ростки пшеницы, гречки, овса и пр. содержат в себе огромное количество витаминов и минералов, а проращивать семена совсем просто. Заменяйте часть «обычных» круп в виде каш или мюсли пророщенными культурами, и ваш рацион станет существенно богаче ценными веществами. Кроме того, такие ростки можно использовать в качестве добавки к основному блюду (например, в виде соуса).

Используйте «новый формат». Даже если каши не входят в список любимых продуктов, не стоит отказываться от злаков. Можно использоваться пророщенные зерна при приготовлении смузи — 2–3 ложки ростков не изменят вкус клубничного или молочного коктейля, но сделают его намного полезней. Кроме того, сегодня существуют продукты, позволяющие организовать здоровый злаковый перекус. Например, «Овсяно-яблочный напиток» от Herbalife Nutrition отличается приятным вкусом, а одна порция содержит 5 г клетчатки и 14 ккал.

Не забывайте о жидкости. Если ваша цель — похудение, отказываться от злаков не нужно. Достаточно ограничить или исключить быстрые углеводы (выпечку, сладости, кондитерские изделия), отдав предпочтение сложным — кашам. И не забывайте пить чистую воду, травяные чаи или витаминизированные напитки — в сочетании со злаковыми они создадут продолжительное чувство сытости и предупредят внеплановые «набеги» на холодильник.

* Качественное и количественное определение углеводов. © Каширина Н. В., Ширяева О. Ю. Оренбургский государственный педагогический университет, г. Оренбург.

В каких продуктах содержится кремний

К величайшему сожалению, в школе учат многим вещам, которые совершенно бесполезные во взрослой жизни. Разве многим людям приходилось в жизни пользоваться тангенсами/котангенсами, применять законы физики, химические формулы (разбавлять спирт водой мы не учитываем)?

А вот знания о том, как правильно питаться, почему- то в школе не преподают, хотя от них зависит здоровье людей, а значит – их счастливая жизнь? Какое может быть «счастье», когда нет здоровья у человека или у его близких?

В данной статье речь пойдет о том в каких продуктах содержится кремний в больших количествах. Данное вещество необходимо для нормального протекания таких процессов в организме людей:

• Укрепления опорно-двигательного аппарата, зубов;
• Правильным обменным процессам в волосах, кожном покрове;
• Благотворно влияет на сердечно – сосудистую систему, эластичность кровяных сосудов, уменьшает риск заболевания атеросклерозом;
• Способствует качественной передаче электрических импульсов из всех частей организма в центральную нервную систему.

Факторы, указывающие на тот факт, что нужно усиленно принимать продукты содержащие кремний для человека:

• Волосы начали беспричинно выпадать;
• Ногти стали ломкими;
• Появилась беспричинная раздражительность, быстрая утомляемость, сонливость;
• Кожа стала «серого» цвета, появился зуд в ее разных участках;
• Начали проявляться нарушения в желудочно-кишечном тракте.

Если вдруг у вас или близких, друзей начали проявляться данные симптомы, нужно немедленно изменить структуру питания, включить в рацион пищу с содержанием кремния. А также пойти в поликлинику и сдать анализы на наличие в организме различных паразитов, которые питаются кремнием.

Таблица содержания кремния в продуктах питания (мг/100 гр)

Название	Количество кремния
Рис	1241
Зерна овса	1001
Просо	755
Ячмень	601
Соевые бобы	178
Крупа гречневая	121
Земляника	100
Ананас	94
Нут	93
Фасоль	92
Горох	84
Дыня	82
Арахис	81
Чечевица	80
Свекла	79
Брокколи	78
Бананы	76
Кольраби	72
Авокадо	64
Кукуруза	61
Огурцы	53
Картофель	51
Инжир	49
Орехи грецкие	50
Овсяная крупа	44
Вишни	42

Из приведенной таблицы видно, в каких продуктах содержится много кремния:  рис, зерна овса. Рекомендуем зерна овса проращивать, тогда они будут еще полезнее для организма человека.

Если по – рецепту овес нужно отварить, рекомендуем навар после приготовления зерен не выливать, а пить за полчаса до приема пищи. Лошади кушают траву и овес, а «сильные, как кони». (Шутка).

Также проращивать можно зерна всех бобовых, а у кого проблемы с зубами, тем рекомендуем пропускать продукт через мясорубку.

Также можно гречневую крепу принимать без ее термической обработки: на ночь залейте промытые зерна кефиром или кипятком, а утром позавтракайте этим блюдом. Возможно, такая пища не очень вкусная, но 100% полезная для желудочно-кишечного тракта.

Уверены, что вы знаете о том, что чем больше технологических процессов во время приготовления пищи, тем меньше в ней полезных микроэлементов. То есть, читатели знают не только о том, какие продукты содержат кремний, но и то, что, по – возможности, кушать их нужно сырыми.

Где содержится кремний в продуктах

Если продукт нельзя скушать сырым, советуем готовить его на пару и употребить с кожурой. Мы намекаем на картофель. Основные полезные микроэлементы в этом овоще, а также огурце находятся в кожуре. Также неправильно очищать от кожуры яблоки, что часто делают неопытные молодые мамочки перед тем, как дать фрукт своему ребенку. Заметьте! Кожура очень-очень полезна, если вы кушаете «свои» яблоки, которые выращены вашими знакомыми, родственниками и т.д. у себя на участке. Если вы купили яблоко, особенно импортное, в магазине, то тут его лучше почистить, т.к. для транспортировки его обрабатывают консервантом и покрывают воском. Вот такую кожуру ничем не отмыть и лучше срезать.

Мы проинформировали вас о том, где содержится кремний, но также вы узнали, что питание должно быть сбалансированным. В таком случае, болезни обойдут ваш организм стороной, чего мы желаем.

какие продукты богаты этим элементом (таблица)

Кремний — второй по распространенности элемент в природе после кислорода. В качестве металлоида кремний использовался во многих промышленных применениях, включая использование в качестве добавки в пищевой промышленности и производстве напитков. В результате люди вступают в контакт с кремнием как в результате воздействия окружающей среды, так и в качестве диетического компонента. Более того, многие формы кремния, то есть Si, связанный с кислородом, являются водорастворимыми, абсорбируемыми и потенциально био-доступными для человека, предположительно обладающими биологической активностью.

Однако конкретные биохимические или физиологические функции кремния, если таковые имеются, в значительной степени неизвестны, хотя обычно считается, что они существуют. В результате растет интерес к потенциальным терапевтическим эффектам водорастворимого диоксида кремния на здоровье человека. Например, было высказано предположение, что силикон играет роль в структурной целостности ногтей, волос и кожи, общем синтезе коллагена, минерализации костей и здоровье костей, а также снижении накопления металлов при болезни Альцгеймера, здоровье иммунной системы и снижении риска атеросклероза. Хотя новые исследования являются многообещающими, необходимы дополнительные подтверждающие работы, особенно в отношении полезных для здоровья форм кремния и его относительной биодоступности.

Кремний в вашем рационе

Ежедневное потребление кремния с пищей оценивается в диапазоне от 20 до 50 мг, причем более низкое потребление связано с диетами на основе животных продуктов, и более высокое потребление связано с вегетарианскими диетами. Растения поглощают ортокремниевую кислоту из почвы и превращают ее в полимеризованный кремний для механической и структурной поддержки. Это объясняет, почему продукты, богатые клетчаткой, такие как злаки, овес, пшеничные отруби и овощи, имеют высокую концентрацию кремния. Несбалансированная диета с ограниченным количеством овощей, фруктов и злаков будет иметь низкую концентрацию кремния.

В то время как цельнозерновые продукты являются хорошим естественным источником кремния, кремний из этих продуктов нерастворим и не может напрямую всасываться в желудочно-кишечном тракте. Кремний в пище солюбилизируется желудочной кислотой в ортокремниевую кислоту, которая всасывается непосредственно через стенку желудка и кишечник в кровь. Пониженная кислотность желудка, вызванная болезнью или возрастом, снижает нашу способность усваивать кремний из пищевых источников. Сообщается, что старение связано с увеличением pH желудочного сока. С этой точки зрения пожилые люди будут иметь пониженную способность превращать диетические силикаты в биодоступную ортокремниевую кислоту.

Очистка и обработка пищи, при которой удаляются кремнийсодержащие волокна, способствует снижению потребления кремния с пищей. Кроме того, многие добавки, используемые в пищевой промышленности, препятствуют усвоению кремния. Фактически, эти добавки могут увеличивать pH желудочного сока и тем самым снижать скорость гидролиза диетических силикатов, а также способствовать полимеризации ортокремниевой кислоты.

Широкое повторное использование почв и применение аквакультуры сводят к минимуму необходимое снабжение растений ортокремниевой кислотой. Получаемые в результате культуры имеют менее жесткую структуру из-за снижения биосинтеза фитолитических волокон и специфических эпидермальных клеток, содержащих кремнеземные структуры. Следовательно, эти культуры будут иметь более низкую концентрацию кремния и вносить меньший вклад в потребление кремния с пищей по сравнению с культурами, выращенными на естественной, богатой минералами почве.

Кремний — Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка: Химия в ее элементе: кремний (Promo) Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества. (Конец промо) Мира Сентилингам На этой неделе мы вступаем в мир научной фантастики, чтобы исследовать жизнь в космосе.Вот Андреа Селла. Андреа Селла Когда мне было около 12 лет, мы с друзьями прошли этап чтения научной фантастики. Это были фантастические миры Айзека Азимова, Ларри Нивена и Роберта Хайнлайна, включающие невозможные приключения на загадочных планетах — успехи космической программы Аполлона в то время только помогли нам приостановить наше недоверие. Одной из тем, которые я помню из этих историй, была идея о том, что инопланетные формы жизни, часто основанные на элементе кремний, распространены в других местах Вселенной.Почему кремний? Что ж, часто говорят, что элементы, близкие друг к другу в периодической таблице, обладают схожими свойствами, и поэтому, соблазненные извечным отвлекающим маневром о том, что «углерод является элементом жизни», авторы выбрали элемент под ним, кремний. Я вспомнил об этих чтениях пару недель назад, когда пошел на выставку работ двух моих друзей. Названный «Каменная дыра», он состоял из потрясающих панорамных фотографий, сделанных с чрезвычайно высоким разрешением в морских пещерах в Корнуолле.Когда мы бродили по галерее, мне в голову пришла мысль. «Можно ли представить мир без кремния?» Неудивительно, что на каждой фотографии преобладали породы на основе кремния, и это было мощным напоминанием о том, что кремний является вторым по распространенности элементом в земной коре, уступая первое место кислороду, элементу, с которым он неизменно связан. . Силикатные породы — те, в которых кремний окружен тетраэдрически четырьмя атомами кислорода — существуют в удивительном разнообразии, различия определяются тем, как соединяются вместе строительные блоки тетраэдров, и какие другие элементы присутствуют, чтобы завершить картину.Когда тетраэдры соединяются друг с другом, получается безумный клубок цепочек, похожий на огромный горшок со спагетти — структуры, которые можно получить в обычном стекле. Самым чистым из этих цепочечных материалов является диоксид кремния — диоксид кремния, который довольно часто встречается в природе в виде бесцветного минерального кварца или горного хрусталя. В хорошем кристаллическом кварце цепи расположены красивыми спиралями, и все они могут закручиваться влево. Или вправо. Когда это происходит, полученные кристаллы являются точным зеркальным отображением друг друга.Но не накладываются друг на друга — как левая и правая туфли. Для химика эти кристаллы хиральны — свойство, которое когда-то считалось исключительной собственностью элемента углерода, а хиральность, в свою очередь, считалась фундаментальной чертой самой жизни. Но вот он, в холодном неорганическом мире кремния. Самое грандиозное, что можно создавать пористые трехмерные структуры — немного похожие на молекулярные соты — особенно в присутствии других тетраэдрических линкеров на основе алюминия. Эти впечатляющие материалы называются цеолитами или молекулярными ситами.Тщательно подбирая условия синтеза, можно создать материал, в котором поры и полости имеют четко определенные размеры — теперь у вас есть материал, который можно использовать, как ловушки для омаров, для улавливания молекул или ионов подходящего размера. А как насчет самого элемента? Освободить его от кислорода сложно, он висит как мрачная смерть и требует жестоких условий. Хамфри Дэви, химик и шоумен из Корнуолла, первым начал подозревать, что кремнезем должен быть соединением, а не элементом.Он применил электрический ток к расплавленным щелочам и солям и, к своему удивлению и восторгу, выделил некоторые чрезвычайно химически активные металлы, в том числе калий. Теперь он двинулся дальше, чтобы посмотреть, на что способен калий. Пропуская пары калия над кремнеземом, он получил темный материал, который затем можно было сжечь и превратить обратно в чистый кремнезем. Куда он толкал, другие следовали за ним. Во Франции Тенар и Гей-Люссак провели аналогичные эксперименты с фторидом кремния. За пару лет великий шведский аналитик Йенс Якоб Берцелиус выделил более существенный объем материала и объявил его элементом. Кремний не имеет свойств ни рыба, ни мясо. Темно-серого цвета и с очень глянцевым стеклом, он выглядит как металл, но на самом деле является довольно плохим проводником электричества, и во многих отношениях кроется секрет его окончательного успеха. Проблема в том, что электроны захвачены, как кусочки на черновой доске, в которой нет свободных мест. Особенность кремния и других полупроводников заключается в том, что можно переместить один из электронов на пустую доску — зону проводимости — где они могут свободно перемещаться.Это немного похоже на трехмерные шахматы, в которые играет остроухий доктор Спок из «Звездного пути». Температура имеет решающее значение. Нагревая полупроводник, позвольте некоторым электронам прыгнуть, как лосось, в пустую зону проводимости. И в то же время оставшееся пространство, известное как дыра, тоже может двигаться. Но есть другой способ заставить кремний проводить электричество: это кажется извращенным, но намеренно вводя примеси, такие как бор или фосфор, можно незаметно изменить электрическое поведение кремния.Такие уловки лежат в основе функционирования кремниевых чипов, которые позволяют вам слушать этот подкаст. Менее чем за 50 лет кремний превратился из любопытного любопытства в один из основных элементов нашей жизни. Но остается вопрос, ограничивается ли значение кремния только миром минералов? Перспективы не кажутся хорошими — силикатные волокна, такие как волокна синего асбеста, имеют как раз тот размер, который подходит для проникновения глубоко внутрь легких, где они пронзают и разрезают внутреннюю оболочку легких.И все же из-за его необычайной структурной изменчивости химия кремния использовалась биологическими системами. Силикатные осколки прячутся в колючках крапивы и ждут, чтобы порезать мягкую кожу неосторожного путешественника и ввести небольшое количество раздражителя. И в почти невообразимых количествах тонкие силикатные структуры выращиваются множеством крошечных форм жизни, которые лежат в основе морских пищевых цепей, диатомовыми водорослями. Можно ли найти кремниевых пришельцев где-нибудь в космосе? Моя догадка, вероятно, была бы нет.Конечно, не как элемент. Он слишком реактивен, и его всегда можно найти в связке с кислородом. Но даже связанный с кислородом, это кажется маловероятным, или, по крайней мере, не в тех мягких условиях, которые мы наблюдаем на Земле. Но опять же, нет ничего лучше сюрприза, чтобы заставить задуматься. Как сказал генетик Дж. Б. С. Холдейн: «Вселенная не более странная, чем мы думаем. Она более странная, чем мы можем предположить». Я живу надеждой. Meera Senthilingam Итак, хотя маловероятно, что в космосе могут таиться сюрпризы на основе кремния.Это была всегда обнадеживающая Андреа Селла из Университетского колледжа Лондона, занимавшаяся жизнедеятельностью кремния. На следующей неделе мы узнаем о рентгении, элементе, который нам нужно получить правильно. Саймон Коттон Идея заключалась в том, чтобы заставить ионы никеля проникать в ядро ​​висмута, чтобы два ядра слились вместе, образуя атом большего размера. Энергию столкновения нужно было тщательно контролировать, потому что, если ионы никеля не будут двигаться достаточно быстро, они не смогут преодолеть отталкивание между двумя положительными ядрами и просто оторвутся от висмута при контакте.Однако, если бы ионы никеля обладали слишком большой энергией, образовавшееся «составное ядро» имело бы такой избыток энергии, что оно могло бы просто подвергнуться делению и распасться. Уловка заключалась в том, чтобы, как и в случае с кашей Златовласки, быть «в самый раз», чтобы произошло слияние ядер, просто. Мира Сентилингам. Присоединяйтесь к Саймону Коттону, чтобы узнать, как успешные столкновения были созданы основателями элемента рентгениум в программе Chemistry in its Element на следующей неделе. А пока я Мира Сентилингам, и спасибо за внимание. (Промо) (Окончание промо)

Кремний (Si) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Кремний

Кремний — самый распространенный электроположительный элемент в земной коре. Это металлоид с заметным металлическим блеском и очень хрупкий. Обычно он четырехвалентен по своим соединениям, хотя иногда бывает двухвалентным, и по своему химическому поведению он является чисто электроположительным.Кроме того, также известны пентакоординированные и гексакоординированные соединения кремния.

Природный кремний содержит 92,2% изотопа 28, 4,7% кремния 29 и 3,1% кремния 30. Помимо этих стабильных природных изотопов, известны различные радиационные искусственные изотопы. Элементарный кремний имеет физические свойства металлоидов, подобных тем, что и германий, находящийся под ним в группе IV периодической таблицы. Кремний является внутренним полупроводником в чистом виде, хотя интенсивность его полупроводимости значительно увеличивается за счет введения небольших количеств примесей.Кремний похож на металлы по своим химическим свойствам.

Он почти такой же электроположительный, как олово, и гораздо более положительный, чем германий или свинец. В соответствии с этим металлическим характером он образует тетраположительные ионы и различные ковалентные соединения; он появляется как отрицательный ион только в некоторых силицидах и как положительный компонент оксикислот или комплексных анионов.

Он образует различные серии гидридов, различные галогениды (многие из которых содержат кремний-кремниевые связи) и многие серии соединений, содержащих кислород, которые могут иметь ионные или ковалентные свойства.

Приложения

Кремний является основным компонентом стекла, цемента, керамики, большинства полупроводниковых устройств и силиконов, причем последний — пластичное вещество, которое часто путают с кремнием. Кремний также является важным компонентом некоторых сталей и основным ингредиентом кирпича. Это тугоплавкий материал, используемый при изготовлении эмалей и гончарных изделий.

Элементарный неочищенный кремний и его интерметаллические соединения используются в качестве интегралов сплава для обеспечения большей устойчивости алюминия, магния, меди и других металлов.Металлургический кремний чистотой 98-99% используется в качестве сырья при производстве кремнийорганических и кремниевых смол, уплотнений и масел. Кремниевые чипы используются в интегральных схемах. В фотоэлементах для прямого преобразования солнечной энергии используются тонкие срезы простых кристаллов кремния электронного качества. Диоксид кремния используется в качестве сырья для производства элементарного кремния и карбида кремния. Для изготовления пьезоэлектрических стекол используются большие кристаллы кремния. Плавленые кварцевые пески превращаются в силиконовые стекла, которые используются в лабораториях и на химических предприятиях, а также в электроизоляторах.Коллоидная дисперсия кремния в воде используется в качестве покрывающего агента и в качестве ингредиента для некоторых эмалей.

Известно, что кремний образует соединения с 64 из 96 стабильных элементов и, возможно, образует силициды с другими 18 элементами. Помимо силицидов металлов, которые в больших количествах используются в металлургии, он образует важные обычно используемые соединения с водородом, углеродом, галогенами, азотом, кислородом и серой. Кроме того, много полезных кремнийорганических побочных продуктов.

Кремний в окружающей среде

Кремний содержится во многих формах диоксида и в бесчисленных вариациях по сравнению с природными силикатами.

Кремния гораздо больше, чем любого другого элемента, кроме кислорода. Он составляет 27,72% твердой земной коры, при этом кислород составляет 46,6%, а следующий элемент после кремния, алюминий, содержится в 8,13%.

В качестве источника кремния, производимого в промышленных масштабах, используется песок. Добывают несколько силикатных минералов, например тальк и слюда. Другие добываемые силикаты — это полевой шпат, нефенил, оливин, вермикулит, перлит, каолинит и т. Д. С другой стороны, существуют формы кремнезема, настолько редкие, что они желательны только по этой причине: опал из драгоценных камней, агат и горный хрусталь.

Кремний не концентрируется ни в одном конкретном органе тела, но находится в основном в соединительных тканях и коже. Кремний нетоксичен как элемент и во всех его природных формах, например, кремнезем и силикаты, которые являются наиболее распространенными.

Элементарный кремний — инертный материал, который, по-видимому, не обладает свойством вызывать фиброз в легочной ткани. Однако сообщалось о незначительных поражениях легких у лабораторных животных в результате интратрахеальных инъекций кремниевой пыли. Кремниевая пыль оказывает незначительное неблагоприятное воздействие на легкие и, по-видимому, не вызывает серьезных органических заболеваний или токсических эффектов, если уровень воздействия находится ниже пределов воздействия.Кремний может вызывать хронические респираторные заболевания. Кристаллический кремнезем (диоксид кремния) представляет серьезную опасность для органов дыхания. Однако вероятность образования кристаллического кремнезема во время нормальной обработки очень мала. LD50 (перорально) — 3160 мг / кг. (LD50: Смертельная доза 50. Разовая доза вещества, вызывающая смерть 50% популяции животных от воздействия вещества любым путем, кроме ингаляции. Обычно выражается в миллиграммах или граммах вещества на килограмм веса животного.)

Кремний кристаллический при контакте вызывает раздражение кожи и глаз.Вдыхание вызывает раздражение легких и слизистой оболочки. Раздражение глаз вызовет слезотечение и покраснение. Покраснение, шелушение и зуд — признаки воспаления кожи.

Рак легких связан с профессиональным воздействием кристаллического кремнезема, особенно кварца и кристобалита. Взаимосвязь между воздействием и реакцией была обнаружена в исследованиях горняков, рабочих диатомовой земли, рабочих гранита, гончаров, рабочих из огнеупорного кирпича и других рабочих. заболевания рабочих, подвергшихся воздействию кремнезема.Эти заболевания и расстройства включают склеродермию, ревматоидный артрит, системную красную волчанку и саркоидоз.

Недавние эпидемиологические исследования показали статистически значимую связь профессионального воздействия кристаллического кремнезема с почечными заболеваниями и субклиническими изменениями почек

Кристаллический кремнезем может влиять на иммунную систему, приводя к микобактериальным инфекциям (туберкулезным и нетуберкулезным) или грибковым заболеваниям, особенно у рабочих с силикозом

Профессиональное воздействие дышащего кристаллического кремнезема связано с бронхитом, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и эмфиземой.Некоторые эпидемиологические исследования показывают, что эти последствия для здоровья могут быть менее частыми или отсутствовать у некурящих.

О негативном воздействии на окружающую среду не сообщалось.

А теперь загляните на нашу страницу про кремний и воду!

Источники периодической таблицы

Вернуться к периодической таблице элементов.

Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Источники, биодоступность и безопасность кремния, полученного из пищевых продуктов и других источников, добавляемых для пищевых целей в пищевые добавки и функциональные продукты питания

Соединения кремния, имеющие наибольшую питательную ценность, включают кремниевые кислоты и их соли (силикаты).Среди них OSA считается лучшей формой благодаря высокой скорости абсорбции и биодоступности [19]. OSA характеризуется высокой степенью абсорбции, равной примерно 43%; однако при концентрации более 0,1% образуются поликремниевые кислоты, биодоступность которых намного ниже [12, 20]. Считается, что для большинства населения основным источником Si является пища. Это связано с тем, что Si естественным образом присутствует в рационе в виде кремниевой кислоты, диоксида кремния (кремнезема) и силикатов, и более высокие уровни содержатся в продуктах питания растительного происхождения, чем в продуктах питания животного происхождения [21].Кремниевая кислота естественным образом присутствует в продуктах питания, в основном в воде и напитках, особенно в пиве [22,23]. Растения естественным образом поглощают кремниевую кислоту, где она полимеризуется в виде твердых кремнеземных тел, кремнеземных клеток или фитолитов [24]. В этих фитолитах водород и целлюлоза связываются внутри клеточных стенок в виде диоксида кремния SiO _2n H ₂ O [25]. В таблицах 1 и 2 показано содержание и среднее потребление кремния из различных распространенных источников. Питьевая вода считается важным источником кремния; однако содержание кремния зависит от его геологического происхождения.Потребление кремния в воде может составлять до 20% от общего потребления [26]. Исследования биодоступности кремния в воде in vivo и in vitro показали, что по крайней мере 50% кремния, присутствующего в минеральной воде, абсорбируется; следовательно, это хороший источник этого соединения [27]. Пиво также важно в диетическом пуле источников кремния из-за присутствия ячменя и хмеля, которые богаты кремнием. Кроме того, процессы, связанные с производством пива, вызывают разложение соединений кремния до OSA, легко усваиваемой формы [26].В результате может абсорбироваться до 55% кремния, содержащегося в пиве. Однако следует отметить, что увеличение потребления алкогольного пива не следует рассматривать как разумный способ увеличения потребления Si с пищей; однако можно рассмотреть возможность употребления безалкогольного пива [28]. Зерновые культуры, такие как ячмень, овес, пшеница и рисовые отруби, а также рис и некоторые травянистые растения составляют 30% диетического кремния, за ними следуют фрукты (особенно яблоки и бананы), овощи (особенно морковь, картофель, зелень). бобы), напитки, орехи и некоторые сухофрукты [26,29,30].В совокупности эти продукты обеспечивают более 75% диетического потребления кремния [31]. Зерновые продукты, такие как хлеб, пирожные, рис, макаронные изделия, хлопья для завтрака и мука, также являются богатыми диетическими источниками кремния. Другие источники кремния включают рыбу и мясо животных, яйца, молоко, соки, питьевую воду, алкогольные напитки и многие фармацевтические добавки [32]. Однако обработка пищевых продуктов может привести к значительным потерям кремния (до 50%), поэтому необработанные цельнозерновые продукты содержат гораздо большее количество кремния. Принято считать, что после употребления продуктов, богатых кремнием, уровень этого элемента в сыворотке крови значительно повышается [33].Наиболее эффективно кремний абсорбируется из зерновых продуктов и, в меньшей степени, из стручковой фасоли и сухофруктов. С другой стороны, Si, который присутствует в бананах в значительных количествах (5 мг на порцию), абсорбируется только на 5%. Считается, что бананы содержат высокополимеризованную форму кремния, которая не подвергается эффективному гидролизу и всасывается в кишечнике [34]. Sripanyakor et al. (2004) [28] и Bellia et al. (1994) [35] изучали поглощение кремния из пива, где 80% общего содержания кремния находится в форме OSA.Поглощение кремния из пива составляло 55%, а с мочой выделялось 42–72% Si. Reffitt et al. (1999) [36] изучали поступление Si в виде OSA из воды и сообщили, что экскреция OSA с мочой составляет от 21% до 74%.

Кремний — Энергетическое образование

Кремний ( Si ) является 14-м элементом периодической таблицы Менделеева. ^[2] Кремний — седьмой по распространенности элемент во Вселенной, и он очень распространен на Земле. В земной коре кремний является вторым по распространенности элементом.Наиболее распространенным соединением кремния является диоксид кремния, или SiO ₂ . ^[3] Это соединение является наиболее распространенным в земной коре, и оно принимает форму обычного песка, кварца, горного хрусталя, аметиста, агата, кремня, яшмы и опала. Чистый кремний получают путем нагревания диоксида кремния с углеродом до температуры около 2200 ° C. ^[2] Кремний может стать довольно чистым, и даже различные изотопы могут стать совершенно чистыми. С помощью специальных методов можно получить кремний 99.Si-28 чистотой 9999%. ^[4]

Кремний широко используется в электронике из-за его полупроводниковых свойств. Кроме того, кремний широко используется в энергетическом секторе в качестве основного компонента солнечных панелей и фотоэлектрических элементов. Кремний используется в основном в твердой форме. Его также часто комбинируют с другими элементами для производства ряда полезных продуктов.

Некоторые свойства кремния включают: ^[5]

Кремний встречается в природе в форме диоксида кремния (например, в некоторых типах песка и многих камнях).Извлечение кремния из диоксида кремния чрезвычайно энергоемко; для обработки высококачественного кремния для компьютерных микросхем или солнечных панелей требуется 1000-1500 мегаджоулей первичной энергии на килограмм. ^[7] Это отличный пример (наряду с алюминием) материала, который гораздо больше ограничен тем, сколько энергии необходимо для того, чтобы сделать вещество пригодным для использования (воплощенная энергия), чем изобилие на планете. Другими словами, никогда не будет недостатка в кремнии для любого назначения, о котором люди задумывались; энергия для его обработки всегда будет ограничивающим фактором.

использует

Поскольку кремний имеет очень много разных форм, он очень полезен. В виде песка или глины силикон можно использовать для изготовления кирпича и других строительных материалов. В качестве силиката силикон используется для изготовления эмалей и гончарных изделий. Диоксид кремния, другая форма кремния, является основным ингредиентом стекла и также может использоваться в механических устройствах. ^[8]

Чрезвычайно чистый кремний полезен в качестве полупроводника при легировании бором, галлием, фосфором или мышьяком.Этот легированный материал затем используется в диодах, транзисторах и выпрямителях. Кроме того, этот легированный полупроводниковый материал является основным компонентом фотоэлектрических элементов, из которых состоят солнечные панели. Транзисторы, созданные из этого материала, могут использоваться в микропроцессорных микросхемах компьютеров и других передовых технологиях. ^[8]

Кроме того, кремний является важным ингредиентом стали, а карбид кремния — чрезвычайно важным абразивом. ^[8]

Видео

Видео ниже из проекта периодических видеоматериалов Ноттингемского университета. ^[9] Они создали полный набор коротких видеороликов по каждому элементу периодической таблицы элементов.

Список литературы

1. ↑ Сделано на основе информации Королевского химического общества, Доступно: http://www.rsc.org/periodic-table/element/14/silicon
2. ↑ ^{2,0 2,1} Джефферсон Лаб. (25 августа 2015 г.). Silicon [Онлайн]. Доступно: http://education.jlab.org/itselemental/ele014.html
3. ↑ [math] \ ce {SiO2} [/ math] в горных породах не так прост, как молекула, поэтому его называют соединением.
4. ↑ См., Например, «За пределами шести девяток: сверхобогащенный кремний прокладывает путь к квантовым вычислениям» на сайте Phys.org, [онлайн] http://phys.org/news/2014-08-nines-ultra-enriched-silicon -paves-road.html, по состоянию на 3 августа 2016 г.
5. ↑ Королевское химическое общество. (25 августа 2015 г.). Silicon [Онлайн]. Доступно: http://www.rsc.org/periodic-table/element/14/silicon
6. ↑ UNEP. (19 августа 2015 г.). Экологические риски и проблемы антропогенных потоков и циклов металлов [Онлайн].Доступно: https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
7. ↑ UNEP. (31 августа 2015 г.). Экологические риски и проблемы антропогенных потоков и циклов металлов [Онлайн]. Доступно: https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
8. ↑ ^{8,0 8,1 8,2} Лос-Аламосская национальная лаборатория. (25 августа 2015 г.). Silicon [Онлайн]. Доступно: http://periodic.lanl.gov/14.shtml
9. ↑ Другие видеоролики Ноттингемского университета о различных элементах см. Здесь: http://www.periodicvideos.com/

фактов о кремнии | Живая наука

Кремний — это элемент, за который нужно благодарить компьютер, на котором вы читаете эти слова. Важный компонент в микроэлектронике и компьютерных микросхемах, этот чрезвычайно распространенный элемент также отвечает за теплые белые пляжи — кремнезем, оксид кремния, является наиболее распространенным компонентом песка.

Кремний — седьмой по распространенности элемент во Вселенной и второй по распространенности элемент на планете после кислорода, согласно данным Королевского химического общества. Около 25 процентов земной коры состоит из кремния. Помимо компьютерных микросхем, кремний имеет множество применений; Более странные места, где появляется этот элемент, включают менструальные чаши, грудные имплантаты и прихватки для духовки — в форме силикона.

Что делает кремний таким особенным, что в его честь названа целая долина в Калифорнии? Читать дальше.

Только факты

• Атомный номер (количество протонов в ядре): 14
• Атомный символ (в Периодической таблице элементов): Si
• Атомный вес (средняя масса атома): 28.09
• Плотность : 2,3296 граммов на кубический сантиметр
• Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
• Точка плавления: 2,577 градусов по Фаренгейту (1414 градусов по Цельсию)
• Точка кипения: 5909 градусов по Фаренгейту (3265 градусов C)
• Количество изотопов (одинаковых атомов) элемент с другим числом нейтронов): 24
• Наиболее распространенный изотоп: Si-28 (92% естественного содержания)

Кремний является 14-м элементом в Периодической таблице.(Изображение предоставлено Андреем Маринкасом Shutterstock)

Кремний полупроводник

В природе кремний не одиночка. Обычно его связывают с парой молекул кислорода, например диоксид кремния, также известный как диоксид кремния. Кварц, часто встречающийся в песке, состоит из некристаллизованного кремнезема.

Кремний не металл и не неметалл; это металлоид, элемент, который находится где-то посередине. Категория металлоидов — это что-то вроде серой зоны, в которой нет четкого определения того, что соответствует требованиям, но металлоиды обычно обладают свойствами как металлов, так и неметаллов.Они выглядят металлическими, но проводят электричество лишь в промежуточном режиме. Кремний — это полупроводник, а это означает, что он действительно проводит электричество. Однако, в отличие от типичного металла, кремний лучше проводит электричество при повышении температуры (металлы становятся хуже в проводимости при более высоких температурах).

Кремний был впервые выделен в 1824 году шведским химиком Йенсом Якобом Берцелиусом, который, по данным Фонда химического наследия, также открыл церий, селен и торий. По данным Национального ускорительного центра Томаса Джефферсона, Берцелиус нагревает кремнезем с калием для очистки кремния, но сегодня процесс очистки нагревает углерод с кремнеземом в виде песка, чтобы изолировать элемент.

Кремний — основной ингредиент в очень низкотехнологичных изделиях, в том числе в кирпиче и керамике. Но хайтек — это то, где элемент действительно оставляет свой след. В качестве полупроводника кремний используется для изготовления транзисторов, которые усиливают или переключают электрические токи и являются основой электроники от радиоприемников до iPhone.

Кремний по-разному используется в солнечных элементах и ​​компьютерных микросхемах, одним из примеров является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник, или MOSFET, основной переключатель во многих электронных устройствах.По данным Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, чтобы превратить кремний в транзистор, в кристаллическую форму элемента добавляют следовые количества других элементов, таких как бор или фосфор. По данным Университета Вирджинии, микроэлементы связываются с атомами кремния, освобождая электроны для движения по всему материалу.

Создавая пространства из чистого кремния, инженеры могут создать зазор, через который эти электроны не могут течь — как выключатель в положении «выключено».

Чтобы включить переключатель, рядом с кристаллом помещают металлическую пластину, подключенную к источнику питания. Когда течет электричество, пластина заряжается положительно. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительному заряду, позволяя им совершать прыжок через сегмент из чистого кремния. (Помимо кремния в транзисторах могут использоваться и другие полупроводники.)

Кто знал?

• Когда астронавты «Аполлона-11» высадились на Луну в 1969 году, они оставили после себя белый мешочек с силиконовым диском размером чуть больше серебряного доллара.На диске микроскопическим шрифтом написано 73 послания из разных стран, каждое из которых выражает пожелания доброй воли и мира.
• Кремний — это не то же самое, что силикон, тот знаменитый полимер, который содержится в грудных имплантатах, менструальных чашах и других медицинских технологиях. Силикон состоит из кремния вместе с кислородом, углеродом и водородом. Поскольку силикон так хорошо сопротивляется нагреванию, он все чаще используется для изготовления кухонных принадлежностей, таких как прихватки для духовки и противни.
• Кремний может быть опасным.При длительном вдыхании он может вызвать заболевание легких, известное как силикоз.
• Любите переливчатость опала? Спасибо кремнию. Драгоценный камень представляет собой форму кремнезема, связанного с молекулами воды.
• Карбид кремния (SiC) почти такой же твердый, как алмаз, по данным Института материалов, минералов и горного дела. Он имеет 9–9,5 баллов по шкале твердости Мооса, что немного меньше, чем у алмаза, твердость которого составляет 10.
• Растения используют кремний для укрепления своих клеточных стенок.Согласно статье 1994 года в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, этот элемент является важным питательным веществом, которое помогает придать устойчивость к болезням.
• Силиконовая долина получила свое название от кремния, используемого в компьютерных микросхемах. Псевдоним впервые появился в 1971 году в газете «Электронные новости».
• Жизнь на основе кремния, такая как Орта из «Звездного пути», по мнению исследователей из Калифорнийского технологического института, не может быть полностью научной фантастикой. Ранние исследования показали, что кремний может быть включен в молекулы на основе углерода, такие как белки.

Текущие исследования

Сегодняшние исследования кремния звучат как фантастика: в 2006 году исследователи объявили о создании компьютерного чипа, который объединил кремниевые компоненты с клетками мозга. Электрические сигналы от клеток мозга могут передаваться на электронные кремниевые компоненты чипа, и наоборот. Есть надежда на создание электронных устройств для лечения неврологических расстройств.

Исследование 2018 года, опубликованное в Nature, тестирует новый тип квантового устройства, сделанного из кремния.Квантовые компьютеры могут когда-нибудь стать нормой, превзойдя современные компьютерные технологии в способности выполнять параллельные вычисления. Создание этих устройств с использованием тех же методов для создания традиционных кремниевых чипов могло бы ускорить разработку этих устройств, потенциально приводя к новым применениям для квантовых устройств.

Кремний также обещает создать невероятно крошечные лазеры, называемые наноиглами, которые можно использовать для передачи данных быстрее и эффективнее, чем традиционные оптические кабели.По словам Джона Баддинга, химика материалов из Университета Пенсильвании, сверхпроводниковые лазеры выделяют тепло намного легче, чем стеклянные. Это означает, что они могут похвастаться большей мощностью, чем традиционные лазеры.

Баддинг и его команда также работают над созданием оптических волокон нового поколения, в которых используются сверхпроводники, а не просто стекло, сказал он Live Science.

«Полупроводники обладают целым рядом свойств, которые невозможно получить с помощью очков», — сказал Баддинг. Наличие полупроводниковых материалов, встроенных в оптические волокна, позволило бы включить в эти кабели мини-электронику, которая имеет решающее значение для передачи информации на большие расстояния.Полупроводниковые кабели также позволят управлять светом в волокне, добавил Баддинг.

Традиционные кремниевые чипы изготавливаются путем нанесения слоев элемента на плоскую поверхность, обычно начиная с газа-прекурсора, такого как силан (Sih5), и позволяя газу затвердеть, сказал Баддинг. Кабели же протянуты. Чтобы сделать волоконно-оптический кабель, вы должны начать со стеклянного стержня, нагреть его, а затем вытянуть, как ириску, и превратить в длинную тонкую нить.

Баддинг и его коллеги придумали способ придать полупроводникам форму спагетти.Они используют вытянутые стеклянные волокна с крошечными отверстиями, а затем сжимают газы, такие как силан, под высоким давлением, чтобы заставить их проникнуть в эти пространства.

«Это как если бы садовый шланг, идущий от штата Пенсильвания до Нью-Йорка, был полностью залит силиконом», — сказал Баддинг. «Можно было бы подумать, что все будет забито и испорчено, но это не так».

Получающиеся полупроводниковые пряди в три-четыре раза тоньше человеческого волоса. Баддинг и его команда также экспериментируют с другими полупроводниками, такими как селенид цинка (цинк и селен), чтобы создавать волокна с невиданной ранее мощностью.

Подробнее о Silicon:

• Чтобы весело и интересно взглянуть на историю Кремниевой долины, включая информацию об умах и продуктах, участвующих в создании высокотехнологичных стартапов, ознакомьтесь с интерактивной временной шкалой NPR в Кремниевой долине.
• Они могут быть близки к Периодической таблице элементов, но кремний и углерод — разные химические звери. Вот взгляд Dow Corning на их различия, которые сводятся к тому, что один из них является органическим, а другой — неорганическим.
• HowStuffWorks подробно описывает, как работают полупроводники и как кремний играет важную роль.
• Хотите узнать, как делаются знаменитые чипы Intel, конечно же, из кремния? Техническая компания описывает историю своих чипов, как они менялись с течением времени, как они сделаны и как работают.

Дополнительный отчет Рэйчел Росс, соавтора Live Science.

Химия кремния (Z = 14) — Chemistry LibreTexts

Кремний, второй по распространенности элемент на Земле, является важной частью минерального мира.Его стабильная тетраэдрическая конфигурация делает его невероятно универсальным и используется по-разному в нашей повседневной жизни. Кремний можно найти повсюду, от космических кораблей до синтетических частей тела, а иногда и в нас самих.

Введение

Название кремния происходит от латинского слова «silx», что означает «кремень». Этот элемент уступает только кислороду по содержанию в земной коре и был открыт Берцелиусом в 1824 году. Наиболее распространенное соединение кремния, \ (SiO_2 \), является самым распространенным химическим соединением в земной коре , о котором мы знаем. он лучше, чем обычный пляжный песок.

Недвижимость

Кремний — это кристаллический полуметалл или металлоид. Одна из его форм — блестящая, серая и очень хрупкая (при ударе молотком она разрушается). Это элемент группы 14 в той же периодической группе, что и углерод, но химически ведет себя иначе, чем все его аналоги в группе. Кремний разделяет гибкость связи углерода с его четырьмя валентными электронами, но в остальном является относительно инертным элементом. Однако в особых условиях кремний должен быть намного более реактивным.Кремний проявляет свойства металлоидов, способен расширять свою валентную оболочку и может превращаться в полупроводник; отличая его от его периодических членов группы.

Где кремний

27,6% земной коры состоит из кремния. Несмотря на то, что его так много, он обычно встречается не в чистом виде, а скорее в его диоксиде и гидратах. \ (SiO_2 \) — единственный стабильный оксид кремния, который встречается во многих кристаллических формах. Его чистейшая форма — кварц, а также яшма и опал.Кремний также можно найти в полевом шпате, слюдах, оливинах, пироксенах и даже в воде (рис. 1). В другой аллотропной форме кремний представляет собой коричневый аморфный порошок, наиболее часто встречающийся в «грязном» пляжном песке. Кристаллическая форма кремния — основа эпохи полупроводников.

Рисунок 1: Песок — это легко найти кремний отложения

Силикаты

Кремний чаще всего встречается в силикатных соединениях. Кремнезем является одним из стабильных оксидов кремния и имеет эмпирическую формулу SiO ₂ .Кремнезем не является атомом кремния с двумя двойными связями с двумя атомами кислорода. Кремнезем состоит из одного атома кремния с четырьмя одинарными связями с четырьмя молекулами кислорода (рис. 2).

Рисунок 2: Чистый заряд кремнезема составляет минус 4

. Кремнезем, то есть диоксид кремния, принимает эту молекулярную форму вместо характерной формы диоксида углерода, потому что 3p-орбитали кремния делают более энергетически выгодным создание четырех одинарных связей с каждым кислородом, а не образуют две двойные связи с каждым атомом кислорода.Это приводит к тому, что силикаты соединяются вместе в сетку -Si-O-Si-O-, называемую силикатами. Эмпирическая форма кремнезема — SiO ₂ , потому что по отношению к чистому среднему значению силиката каждый атом кремния имеет два атома кислорода.

Рисунок 3: Это представление тетраэдрического комплекса кремнезема

Тетраэдрический комплекс SiO ₄ ^{4 —} (см. Рисунок 3), ядро ​​силикатов, может связываться вместе различными способами, создавая широкий спектр массив минералов.Кремний является неотъемлемым компонентом минералов, так же как углерод является важным компонентом органических соединений.

Неосиликаты

В несиликатах тетраэдрический силикат не разделяет молекулы кислорода с другими тетраэдрическими силикатами, а вместо этого уравновешивает свой заряд с другими металлами. Основная структура неосиликата — это просто одиночная тетраэдрическая единица кремнезема (рис. 4). Эмпирическая формула для основной структуры неосиликата: SiO ₄ ^4-.

Рисунок 4: Ядро неосиликата

Неосиликаты составляют внешние границы группы минералов, известных как оливины.

Соросиликаты

В соросиликатах два силикатных тетраэдра соединяются вместе, имея общий атом кислорода в одном из углов. Основная структура соросиликата — пара тетраэдров кремнезема. (см. рисунок 5)

Рисунок 5: Ядро соросиликата

Минерал thortveitie является примером соросиликатного комплекса.

Циклосиликаты

В циклосиликатах три или более тетраэдров кремнезема имеют два общих угла атома кислорода.Ядро циклосиликата представляет собой замкнутое кольцо из тетраэдров кремнезема. (см. рисунок 6)

Рисунок 6: Ядро циклосиликата

Минерал берилл является примером циклосиликатного комплекса.

Иносиликаты

Иносиликаты — это комплексы, в которых каждый тетраэдр имеет два общих угла с другим тетраэдром кремнезема для создания единой цепи (см. Рисунок 7) или трех углов для создания двойной цепи (Рисунок 8). Основная структура иносиликата представляет собой бесконечную одинарную или двойную цепочку тетраэдров силка.

Рисунок 7: Ядро одноцепочечного иносиликата

Пироксены минеральной группы являются примерами одноцепочечных иносиликатов.

Рисунок 8: Сердцевина двойной цепи из силиката

Минерал амфибол является примером иносиликата с двойной цепью.

Филлосиликаты

Филлосиликаты — это комплексы кремнезема, в которых каждый тетрадераль имеет три общих угла и создает слой кремния и кислорода. (см. рис. 9). Ядро комплекса филлосиликата представляет собой бесконечный лист связанных тетраэдров кремнезема.

Рисунок 9: Ядро филлосиликата

Минеральный тальк является примером филлосиликатного комплекса.

Тектосиликаты

Тектосиликаты — это трехмерные силикатные структуры. Основная структура тектосиликата представляет собой бесконечную сеть связанных тетраэдров кремнезема. (см. рисунок 10)

Рисунок 10: 3D ядро ​​тектосиликата

Минеральный кварц является примером тектосиликатного комплекса.

Хотя многие комплексы кремнезема образуют сетчатые ковалентные твердые тела, кварц является особенно хорошим примером сетчатого твердого вещества.Силикаты в целом обладают свойствами ковалентных твердых веществ, и этот связанный набор свойств делает их очень полезными в современной промышленности.

Силаны

Силаны представляют собой кремний-водородные соединения. Углеродно-водородные соединения составляют основу живого мира с кажущимися бесконечными цепочками углеводородов. Обладая такой же валентной конфигурацией и, следовательно, такой же химической универсальностью, кремний, вероятно, мог бы играть такую ​​же важную органическую роль. Но кремний не играет важной роли в нашей повседневной биологии.В основе этого лежит одна основная причина.

Подобно углеводородам, силаны постепенно увеличиваются в размерах по мере добавления дополнительных атомов кремния. Но этой тенденции есть очень быстрый конец. Самый большой силан имеет максимум шесть атомов кремния. (см. рисунок 11)

Рисунок 11: Самый крупный силан, гексасилан

Гексасилан — это самый крупный из возможных силанов, потому что связи Si-Si не особенно прочны. На самом деле силаны довольно склонны к разложению. Силаны особенно склонны к разложению через кислород.Силаны также имеют тенденцию обменивать водород на другие элементы и превращаться в органосиланы . (см. рисунок 12)

Рисунок 12: Органосилан, дихлордиметилсилан

Силаны имеют множество промышленных и медицинских применений. Помимо прочего, силаны используются как гидрофобизаторы и герметики.

Силиконы

Силиконы — это синтетические соединения кремния, не встречающиеся в природе. Когда определенные силаны подвергаются определенной реакции, они превращаются в силикон, особый комплекс кремния.Силикон — это полимер, который ценится за универсальность, термостойкость, низкую летучесть, общую химическую стойкость и термическую стабильность. Силикон имеет уникальную химическую структуру, но он разделяет некоторые основные структурные элементы как с силикатами, так и с силанами. (См. Рисунок 13)

Рис. 13: Основная часть силикона

Силиконовые полимеры используются для множества вещей. Среди прочего, грудные имплантаты изготавливаются из силикона.

Галогениды кремния

Кремний склонен легко реагировать с галогенами.Общая формула, описывающая это, — SiX ₄ , где X представляет собой любой галоген. Кремний также может расширять свою валентную оболочку, и лабораторный препарат [SiF ₆ ] ^2- является ярким примером этого. Однако маловероятно, что кремний мог бы создать такой комплекс с любым другим галогеном, кроме фтора, потому что шесть из более крупных ионов галогена не могут физически поместиться вокруг центрального атома кремния.

Галогениды кремния синтезированы для очистки комплексов кремния.Галогениды кремния можно легко заставить отказаться от кремния с помощью определенных химических реакций, которые приводят к образованию чистого кремния.

Приложения

Кремний — жизненно важный компонент современной промышленности. Его изобилие делает его еще более полезным. Кремний можно найти в различных продуктах, от бетона до компьютерных микросхем.

Электроника

Принятие названия «Силиконовая долина» в секторах высоких технологий подчеркивает важность кремния в современных технологиях. Чистый кремний , который по сути является чистым кремнием, обладает уникальной способностью дискретно контролировать количество и заряд тока, проходящего через него. Это делает кремний чрезвычайно важным в таких устройствах, как транзисторы, солнечные элементы, интегральные схемы, микропроцессоры и полупроводниковые устройства, где такой контроль тока является необходимостью для надлежащей работы. Полупроводники служат примером использования кремния в современных технологиях.

Полупроводники

Полупроводники — это уникальные материалы, которые не обладают ни проводимостью проводника, ни изолятором.Полупроводники находятся где-то посередине между этими двумя классами, что придает им очень полезное свойство. Полупроводники способны управлять электрическим током. Они используются для выпрямления, усиления и переключения электрических сигналов и, таким образом, являются неотъемлемыми компонентами современной электроники.

Полупроводники могут быть сделаны из различных материалов, но большинство полупроводников сделано из кремния. Но полупроводники не сделаны из силикатов, силанов или силиконов, они сделаны из чистого кремния , то есть по существу чистого кристалла кремния.Как и углерод, из кремния может образовываться алмазоподобный кристалл. Эта структура называется решеткой кремния. (см. рис. 15) Кремний идеально подходит для создания такой структуры решетки, потому что его четыре валентных электрона позволяют ему идеально связываться с четырьмя своими соседями по кремнию.

Рис. 15: пример решетки кремния

Однако эта решетка кремния по существу является изолятором, так как нет свободных электронов для любого движения заряда, и поэтому она не является полупроводником. Эта кристаллическая структура превращается в полупроводник при легировании.Легирование относится к процессу, при котором примеси вводятся в сверхчистый кремний, тем самым изменяя его электрические свойства и превращая его в полупроводник. Легирование превращает чистый кремний в полупроводник, добавляя или удаляя очень небольшое количество электронов, тем самым делая его не изолятором и не проводником, а полупроводником с ограниченной проводимостью заряда. Тонкие манипуляции с решетками чистого кремния с помощью легирования создают большое разнообразие полупроводников, которые требуются современной электротехнике.

Полупроводники изготавливаются из кремния по двум основным причинам. Кремний обладает свойствами, необходимыми для производства полупроводников, а кремний является вторым по распространенности элементом на Земле.

Очки

Стекло — еще одно производное кремния, широко используемое в современном обществе. Если песок, осадок кремнезема, смешать с карбонатом натрия и кальция при температуре около 1500 градусов Цельсия, когда полученный продукт остынет, образуется стекло. Стекло — это особенно интересное состояние кремния.Стекло уникально тем, что представляет собой твердую некристаллическую форму кремния. Тетраэдрические элементы из диоксида кремния связываются вместе, но не образуют фундаментального узора, лежащего в основе связывания. (см. рисунок 16)

Рисунок 16: Некристаллический диоксид кремния

Конечным результатом этой уникальной химической структуры является часто хрупкий, обычно оптически прозрачный материал, известный как стекло. Этот комплекс кремнезема можно найти практически везде, где есть человеческая цивилизация.

Стекло можно испортить, добавив химические примеси к основной структуре кремнезема.(см. Рисунок 17) Добавление даже небольшого количества Fe ₂ O ₃ к чистому кварцевому стеклу придает полученному смешанному стеклу характерный зеленый цвет.

Рисунок 17: Некристаллический диоксид кремния с неизвестными примесями

Волоконная оптика

Современные оптоволоконные кабели должны передавать данные с помощью неискаженных световых сигналов на большие расстояния. Для решения этой задачи оптоволоконные кабели должны быть изготовлены из особого стекла сверхвысокой чистоты. Секрет этого сверхчистого стекла — сверхчистый кремнезем.Чтобы волоконно-оптические кабели соответствовали эксплуатационным стандартам, уровень примесей в кремнеземе этих волоконно-оптических кабелей был снижен до частей на миллиард. Такой уровень чистоты позволяет использовать обширную коммуникационную сеть, которую наше общество считает само собой разумеющимся.

Керамика

Кремний играет важную роль в строительной отрасли. Кремний, особенно кремнезем, является основным ингредиентом строительных компонентов, таких как кирпич, цемент, керамика и плитка.

Кроме того, силикаты, особенно кварц, очень термодинамически стабильны.Это означает, что кремниевая керамика обладает высокой термостойкостью. Это свойство делает кремниевую керамику особенно полезной, начиная от корпусов космических кораблей и заканчивая компонентами двигателей. (см. рисунок 18)

Керамика из кремнезема на нижней стороне орбитали используется для сдачи в аренду. Рисунок 18

Полимеры

Силиконовые полимеры представляют собой еще один аспект полезности кремния. Силиконовые полимеры обычно характеризуются своей гибкостью, стойкостью к химическому воздействию, водонепроницаемостью и способностью сохранять свои свойства как при высоких, так и при низких температурах.Этот набор свойств делает силиконовые полимеры очень полезными. Силиконовые полимеры используются в изоляции, кухонной посуде, высокотемпературных смазках, медицинском оборудовании, герметиках, клеях и даже в качестве альтернативы пластику в игрушках.

Производство

Поскольку кремний обычно не находится в чистом виде, кремний необходимо извлекать химическим способом из его природных соединений. Кремнезем является наиболее распространенной формой кремния природного происхождения. Кремнезем — это сильно связанное соединение, и для извлечения кремния из комплекса кремнезема требуется много энергии.Основным способом экстракции является химическая реакция при очень высокой температуре.

Синтез кремния в основном состоит из двух этапов. Во-первых, используйте мощную печь, чтобы нагреть кремнезем до температуры более 1900 градусов по Цельсию, а во-вторых, добавьте углерод. При температуре более 1900 градусов по Цельсию углерод восстанавливает соединение кремнезема до чистого кремния.

Очистка

Для некоторых кремниевых применений чистота свежеполученного кремния неудовлетворительна.Чтобы удовлетворить спрос на кремний высокой чистоты, были разработаны методы дальнейшего повышения чистоты экстрагированного кремния.

Очистка кремния по существу включает в себя синтез синтезированного кремния, превращение его в соединение кремния, которое можно легко перегонять, а затем разрушение этого вновь образованного соединения кремния с получением сверхчистого кремниевого продукта. Доступно несколько различных методов очистки, но большинство химических форм очистки включают комплексы как силана, так и галогенида кремния.

Общая информация

• Кремний — восьмой по содержанию элемент во Вселенной.
• Кремний впервые был идентифицирован в 1787 году, но впервые обнаружен как элемент в 1824 году.
• Кремний — важный элемент в метаболизме растений, но не очень важный в метаболизме животных.
• Кремний безвреден для проглатывания и инъекции в организм, но вреден при вдыхании.
• Силикоз — это название заболевания, связанного с вдыханием слишком большого количества кремниевого соединения кремнезема.Это в первую очередь поражает рабочих-строителей.
• Кремнезем является основным химическим компонентом асбеста.

Список литературы

1. Краснощеков В.В. и Л.В. Мышляева. Аналитическая химия кремния. Нью-Йорк: Halsted Press, 1974. стр. 1-6.
2. Рохов, Юджин Г. Кремний и силиконы. Нью-Йорк: Springer-Verlag, 1987. Предисловие и стр. 1-30
.
3. Кэмпион, Гиллис и Окстоби. «Принципы современной химии». 6-е изд. Бельмонт, Калифорния: Томсон Брукс / Коул.
4. Петруччи, Ральф Х., Харвуд, Уильям С., Херринг, Ф. Г. и Мадура Джеффри Д. «Общая химия: принципы и современные приложения». 9-е изд. Нью-Джерси: Pearson Education, Inc., 2007.

Проблемы

Выделите область рядом с «Ans», чтобы увидеть ответ

Сколько оксидов в кремнии и какие они?

Ответ: 1 оксид O ₂

Как силикатный тетраэдр уравновешивает свой заряд, если он не связан с другим силикатом?

Ответ: За счет связывания с положительно заряженными металлами.

Углерод относится к органическим соединениям, как диоксид кремния:

Ответ: минералы

Насколько велико самое крупное соединение кремний-водород?

Ответ: Самый большой силан — это гексасилан, содержащий шесть атомов кремния и четырнадцать атомов водорода.

Почему кремний важен для компьютеров?

Ответ: Он используется для изготовления полупроводников.

Авторы и авторство

• Томас Боттян (2010), Кристина Рабаго (2008)

Переоценка диоксида кремния (E 551) в качестве пищевой добавки — — 2018 — EFSA Journal

3.1.1 Идентификация вещества

В соответствии с Регламентом Комиссии (ЕС) № 231/2012, пищевая добавка диоксид кремния (E 551) определяется как «аморфное вещество, которое получают синтетическим путем посредством процесса парофазного гидролиза с получением коллоидного диоксида кремния или мокрым способом с получением осажденного диоксида кремния , силикагеля или водного диоксида кремния . Коллоидный диоксид кремния производится по существу в безводном состоянии, тогда как продукты мокрого процесса получают в виде гидратов или содержат воду, абсорбированную на поверхности ».Химическая формула SiO ₂ и молекулярная масса 60,08 г / моль (SiO ₂ ). Он описывается как белый пушистый порошок или гранулы; гигроскопичен. Номер EINECS — 231-545-4.

Согласно Fruijtier-Poelloth (2012), «существует три основных типа диоксида кремния (кремнезем, SiO ₂ ), которые все обнаружены в соответствии с CAS № 7631-86-9, т.е. (i) кристаллический кремнезем, (ii ) аморфный диоксид кремния (встречающийся в природе или как побочный продукт в виде плавленого диоксида кремния или микрокремнезема) и (iii) синтетический аморфный диоксид кремния (SAS), включая различные формы: силикагель, осажденный диоксид кремния, пирогенный (коллоидный) диоксид кремния и коллоидный диоксид кремния. (золь кремнезема) ‘.

Группа отметила, что среди этих трех типов диоксида кремния SAS является единственным разрешенным в качестве пищевой добавки (E 551) и что SAS в форме «коллоидного диоксида кремния» не разрешен.

От промышленности была представлена ​​дополнительная информация (CEFIC, 2017 (документация, предоставленная EFSA n. 17)) о формах SAS, используемых в качестве пищевой добавки E 551, которые включают пирогенный (коллоидный) диоксид кремния и гидратированный диоксид кремния (осажденный диоксид кремния, диоксид кремния). гель и водный диоксид кремния) в зависимости от двух технологических процессов (термический процесс и мокрый процесс), используемых для их производства (Таблица 1).

Таблица 1. Обзор продуктов из синтетического аморфного диоксида кремния, используемых в качестве пищевой добавки (E 551), согласно CEFIC (2016a, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA n. 15, 17))

Продукт	Маршрут производства	Название в спецификациях ЕС для E 551	EINECS №	№ CAS, общий	№ CAS, особый	Химический реферат Название индекса
Пирогенный кремнезем	Термический процесс	Коллоидный диоксид кремния	231-545-4	7631-86-9	112945-52-5	Кремнезем аморфный, коллоидный; без кристаллов
Гидратированный диоксид кремния	Мокрый процесс	Осажденный диоксид кремния	231-545-4	7631-86-9	112926-00-8	Синтетический аморфный кремнезем осажденный; без кристаллов
		Силикагель, водный диоксид кремния	231-545-4	7631-86-9	112926-00-8	Синтетический аморфный кремнезем осажденный; без кристаллов

• EINECS: Европейский перечень существующих коммерческих химических веществ; CAS: Химическая служба рефератов.

Согласно отраслевым данным (CEFIC, 2017 (документация, предоставленная EFSA n. 17)), осажденный диоксид кремния и силикагель химически идентичны, но имеют небольшую разницу в физико-химических свойствах, таких как распределение пор по размеру (например, силикагель имеет более узкую распределение пор по размеру, чем у осажденного диоксида кремния). «Гидратированный» диоксид кремния является синонимом «процесса производства на водной основе» для осажденного диоксида кремния и силикагеля, где поверхность покрыта силанольными группами.Водные формы силикагеля являются предшественниками всех продуктов силикагеля. В зависимости от условий сушки и содержания воды водные формы силикагеля превращаются в: водный ПАВ с потерей при сушке, описываемой как «не более 70%»; SAS Xerogel с потерей влаги при сушке, описанной как «не более 8%»; SAS Airgel, что он не используется в качестве пищевой добавки.

Согласно данным промышленности (CEFIC, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA n. 17)), препараты коллоидного диоксида кремния представляют собой «стабилизированные коллоидные суспензии» наночастиц диоксида кремния в жидкостях, обычно в воде, и производятся с помощью различных процессов (процесс ионного обмена со смолами).Группа отметила, что в соответствии с Регламентом 231/2012 диоксид кремния (E 551) описывается как порошок, тогда как препараты коллоидного диоксида кремния представляют собой суспензии. Однако Группа знала, что препараты стабилизированного коллоидного диоксида кремния можно производить из порошка коллоидного диоксида кремния (Lim et al., 2010). Группа также отметила, что эти препараты коллоидного кремнезема не будут в таком случае выполнять технологическую функцию пищевой добавки для разрешенного использования. Кроме того, согласно информации из отрасли, «коллоидный диоксид кремния не продается в качестве пищевой добавки компаниями-членами ASASP» (CEFIC, 2017, (Документация предоставлена ​​EFSA n.17)).

Растворимость:

ECETOC (2006) сообщил о значениях растворимости в воде синтетического аморфного кремнезема при комнатной температуре 114–151 мг / л.

СИДС ОЭСР представили данные о растворимости синтетического аморфного кремнезема в воде, полученные в результате различных исследований:

• для пирогенного кремнезема: 15–24 мг / л (при 20 ° C, pH 5.6–6,6) и 36–68 мг / л (при 20 ° C, pH 5,5–5,8).
• для типов пирогенного кремнезема, осажденного кремнезема и силикагеля в физиологических условиях (вода при 37 ° C, pH 7,1–7,4): 110–100 мг / л (т.е. от 1,91 ± 0,05 до 2,76 ± 0,02 ммоль / л).

Fruijtier-Poelloth (2012) сообщил о значениях пирогенного кремнезема 144–151 мг / л и для силикагеля 127–141 мг / л в моделируемой биологической среде (при насыщении, 37 ° C, pH 7.1–7.4).

Согласно CEFIC (2016a (документация предоставлена ​​EFSA № 15)), в зависимости от условий окружающей среды, SAS частично или полностью растворяется в воде и растворяется (деполимеризуется) в воде с образованием ортокремниевой кислоты (H ₄ SiO ₄ ). При концентрациях> 2 ммоль / л ортокремниевая кислота конденсируется с дополнительными молекулами ортокремниевой кислоты, образуя дисиликоновую кислоту (H ₆ Si ₂ O ₇ ), трисиликоновую кислоту, а также олиго- и поликремниевую кислоту (H _{). 2n + 2} Si _n O _{3n + 1} ).

Согласно CEFIC (2017 (документация предоставлена ​​EFSA n. 17)), растворимость измеряется при равновесии (в отличие от кинетики растворения), и ее трудно определить для «диоксида кремния, аморфного». Растворимость является функцией удельной поверхности материала (измеренной методом Брунауэра – Эммета – Теллера (БЭТ) и выраженной в м² / г). От самого низкого до самого высокого диапазона БЭТ был обнаружен диапазон растворимости 100–130 мг / л для осажденного кремнезема и силикагеля и от 110 до 250 мг / л для пирогенного кремнезема (OECD Test Guideline № 105; продолжительность испытания 72–144). ч в стандартных условиях без корректировки pH для достижения равновесия).Об аналогичной растворимости сообщалось в исследовании Yang et al. (2016). Однако Группа отметила, что растворимость 100–130 мг / л, равная одной части вещества, растворенного в 10 000 частях воды, даже при достижении равновесия, классифицирует вещество как «очень малорастворимое» в соответствии с классификацией. растворимости по JECFA (2016).

Согласно спецификациям JECFA для диоксида кремния (JECFA, 2015), диоксид кремния нерастворим в воде, если растворимость определяется не позднее, чем через 5 мин (JECFA, 2016).Согласно отраслевым данным (CEFIC, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA n. 17)), равновесие не может быть достигнуто за такое короткое время в случае пирогенного или гидратированного кремнезема, и по этой причине существуют различия в сообщаемой растворимости.

Согласно CEFIC (2016a (документация предоставлена ​​EFSA № 15)), точка кипения диоксида кремния составляет 2230 ° C.

Синонимы: диоксид кремния, диоксид кремния (Регламент Комиссии (ЕС) № 231/2012).

Обзор характеристик образцов, использованных в биологических и токсикологических исследованиях, приведен в Приложениях A и B.

Размер частиц и гранулометрический состав диоксида кремния (E 551)

Согласно информации, предоставленной заинтересованными сторонами (CEFIC, 2016b (Документация предоставлена ​​EFSA n. 16)), «для того, чтобы выполнять свою технологическую функцию в качестве прокладки, препятствующей слеживанию, диоксид кремния (E 551) должен иметь размеры больше, чем 100 нм ‘.Наноразмерные частицы не могут выполнять эту функцию. CEFIC далее заявил, что: «диоксид кремния (E 551) характеризуется первичной структурой (« первичными частицами »). Эти «первичные частицы» сплавляются с образованием агрегатов, которые затем посредством водородных связей образуют агломераты. Агрегаты состоят из трехмерного аморфного расположения ковалентно связанных Si-O-Si с типичными размерами> 100 нм. Агрегаты выдерживают разукрупнение. Даже при высокоэнергетической обработке «первичные частицы» не высвобождаются.Агломераты можно разделить на исходные агрегаты только путем сильного разбавления и диспергирования (например, в водных или органических растворителях с использованием мешалок и / или ультразвуковой обработки). Средний диаметр синтетического аморфного диоксида кремния обычно находится в диапазоне микрометров. CEFIC также заявил, что: «это относится ко всем известным в настоящее время продуктам SAS в виде порошка».

Обзор аморфного кремнезема, коммерчески доступного в качестве пищевой добавки E 551 и измеренного различными аналитическими методами, приведен в таблице 2 (CEFIC, 2016b, 2017, (Документация предоставлена ​​EFSA n.16, 17)). Группа отметила, что использовались три различных аналитических метода (т.е. динамическое рассеяние света (DLS), лазерная дифракция (LD) и просвечивающая электронная микроскопия (TEM)), что каждый метод измеряет различные характеристики частиц и что это отражается в различных числовых значениях. полученный.

Что касается данных, полученных с помощью DLS, заинтересованные стороны (CEFIC, 2016b (Документация предоставлена ​​EFSA № 16)) также предоставили данные о процентном содержании частиц размером менее 100 нм.Однако было подчеркнуто, что для оценки фракции ниже 100 нм для гранулометрического состава необходимо выполнить несколько преобразований: т.е. данные интенсивности должны быть преобразованы в объемное взвешивание, затем объемное взвешивание должно быть преобразовано в числовое взвешивание. Заинтересованные стороны подчеркнули, что эти многократные преобразования возможны, однако они приводят к такой неопределенности в числовом весе, что эти данные не являются надежными.

Группа отметила, что во многих исследованиях, представленных в этом мнении, термин «наноматериалы» часто использовался для обозначения (структурированных) материалов размером до 1000 нм (1 мкм).Фактически, эти материалы представляют собой агрегаты и / или агломераты первичных частиц, образующихся во время синтеза.

Согласно Рекомендации Комиссии 2011/696 / EU11, «наноматериал» означает «природный, случайный или произведенный материал, содержащий частицы в несвязанном состоянии, в виде агрегата или агломерата, и где 50% или более частиц находятся в числовое распределение по размерам, один или несколько внешних размеров находятся в диапазоне размеров 1–100 нм ‘.

Группа сочла материалы «наноразмерными», если они содержат частицы размером до 100 нм.

Группа сочла, что пищевая добавка диоксид кремния (E 551) представляет собой наноразмерный материал, состоящий из агрегированных «первичных частиц». Размеры агрегатов и / или агломератов обычно превышают 100 нм. Однако, в зависимости от материала и / или производственного процесса, нельзя исключать, что некоторые агрегаты имеют размер менее 100 нм.

В соответствии с Регламентом (ЕС) 2015/228312 о новых пищевых продуктах, инженерный наноматериал означает «любой преднамеренно произведенный материал, который имеет один или несколько размеров порядка 100 нм или меньше или который состоит из дискретных функциональных частей, либо внутри, либо на поверхности, многие из которых имеют один или несколько внешних размеров порядка 100 нм или менее, включая структуры, агломераты или агрегаты, которые могут иметь размер более порядка 100 нм, но сохраняют свойства, характерные для наномасштаба ».Группа отметила, что, хотя разработанные nano-SAS не предназначены для использования в качестве пищевой добавки E 551, текущие спецификации разрешают их использование в качестве пищевой добавки E 551.

Группа сочла, что существует несколько аналитических методов для измерения размера частиц наноматериалов, например DLS, LD, TEM, сканирующая электронная микроскопия (SEM). Как уже указывалось , , каждый из этих методов измеряет различные характеристики частиц, что отражается в различных полученных численных значениях размера (таблица 2).

Что касается диоксида кремния, с учетом высокой поверхностной реакционной способности частицы, первичные частицы спонтанно агрегируются и агломерируются, образуя в основном структуры с размерами> 100 нм. При суспендировании в жидкости частицы SiO ₂ адсорбируют молекулы растворителя, образуя структуры с размерами до микрометров. Эти факты были приняты во внимание Группой экспертов при оценке безопасности диоксида кремния (E 551), используемого в качестве пищевой добавки.

Таблица 2. Характеристики частиц коммерчески доступного синтетического аморфного диоксида кремния (E 551), используемого в биологических и токсикологических исследованиях. Данные предоставлены заинтересованными сторонами (CEFIC, 2016b, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA № 16, 17))

Тип материала	Образец	Динамическое рассеяние света (DLS), взвешенное по интенсивности распределение (нм)					Лазерная дифракция (LD) объемно-взвешенное распределение (мкм)				Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) числово-взвешенное распределение (нм)
		Пробоподготовка	D 10	Среднее значение a	D 90	Доля (%) <100 нм по числовому распределению	Пробоподготовка	D 10	Среднее	D 90	Пробоподготовка	Диаметр выступа D 10 (мин – макс)	Средний диаметр стержня (мин – макс)	Диаметр выступа D 90 (мин – макс)	Доля (%) <100 нм по числовому распределению
коллоидный диоксид кремния	А	Ультразвук 7 мин; (Misonix XL2020 при амплитуде 9).Образец: раствор в H 2 O при pH 10,5	76	138	162	70	Сухой порошок с воздушным смесителем Microtrac	20	99	205	Образец диспергирован в этаноле	32–51	73–120	120–197	80–42
	B		95	164	193	39		20	90	183		35–56	101–168	178–297	55–27
	А						Дисп.при слабом шторме: 0,6% деионизированная вода SAS	37	96	166
	B							35.1	80	134
	А						Дисп.при слабом шторме: 0,6% деионизированная вода SAS	24,5	48	76
	B							17	29	43
	С	1 мас.%, 100 мл H 2 O.Ультразвук., 3 мин; 110 Вт	108,6	166,2	286,8	38,9	Система диспергирования сухого порошка	430.9	681,7	965,7	Ультразвук	43–74,9	141–240	270–464.6	41–19
	D	Дисп. 0,3% в H 2 O, подводимая ультразвуковая энергия 50%; 3 мин.	100	175	360		Сухой порошок, диспергированный в воздухе		20–50
		Дисп.0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 3 мин.	90	156,2	350
	E	Дисп.0,3% в H 2 O, подводимая ультразвуковая энергия 50%; 3 мин.	110	186,8	370		Сухой порошок, диспергированный в воздухе		20–50		Ультразвуковая ванна (120 Вт, 30 кГц), 3 мин.		183.5 б)
		Дисп. 0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 3 мин.	90	169.1	396
Осажденный кремнезем	Ф	Дисп. 0,3% в H 2 O, подводимая ультразвуковая энергия 50%; 3 мин.	107	1 975	160	Не указано	Ультразвук в воде с добавлением диспергатора, 60 секунд		100–140		Не указано
		Дисп.0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 3 мин.	120	699,8	950
		Дисп. 0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 6 мин.	115	311	4,160
	G	Дисп.0,3% в H 2 O, подводимая ультразвуковая энергия 50%; 3 мин.	150	2 787	1,800		60-секундная обработка ультразвуком в воде с добавлением диспергатора		35–65		Не указано
		Дисп.0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 3 мин.	160	831,3	4,800
	H	Дисп. 0,3% в H 2 O, подводимая ультразвуковая энергия 50%; 3 мин.	270	622.1	2 000		60-секундная обработка ультразвуком в воде с добавлением диспергатора		3–6		Не указано
		Дисп.0,3% в H 2 O, подвод энергии ультразвука 100%; 3 мин.	240	474,5	1 000
	I	Концентрация 1% мас. / Об. Магнитное перемешивание 15 мин	Не указано	Не указано	Не указано						Концентрация 1% мас. / Об.Магнитное перемешивание 15 мин	D мин / совокупность 27	D мин / совокупность 169	D мин / совокупность 353	55
		Концентрация 0.8% мас. / Об. Ультразвуковая обработка 3 мин	290,6	498,0	5 426,1	46,7	Не указано				Концентрация 0.8% мас. / Об. Ультразвук 3 мин	D мин / совокупность 24	D мин / совокупность 108	D мин / совокупность 251	65
		Концентрация 0.8% мас. / Об. Ультратурракс 15 мин	149,5	848,0	3 100,9	0,0	Не указано				Концентрация 0.8% мас. / Об. Ультратурракс 15 мин	D мин / совокупность 20	D мин / совокупность 90	D мин агрегата 225	77
Силикагель	Дж	1 мас.%, 100 мл H 2 O.Ультразвуковой, 3 мин. 110 Вт		643,7	0	3,3	Не указано				Не указано

• ^а Кумулянтный алгоритм в нм.
• ^б Средний минимальный диаметр Ферета.

Информация о размере частиц диоксида кремния (E 551), содержащаяся в литературе, представлена ​​в Приложении C.

3.1.2 Технические характеристики

Технические характеристики диоксида кремния (E 551), определенные в Постановлении Комиссии (ЕС) № 231/2012 и JECFA (2015), перечислены в таблице 3.

Таблица 3. Технические характеристики диоксида кремния (E 551) в соответствии с Регламентом Комиссии (ЕС) № 231/2012 и JECFA ()

	Регламент Комиссии (ЕС) № 231/2012	JECFA (2015)
Определение	Диоксид кремния представляет собой аморфное вещество, которое получают синтетическим путем либо путем парофазного гидролиза с образованием коллоидального диоксида кремния, либо мокрым способом с образованием осажденного диоксида кремния, силикагеля или водного диоксида кремния.Коллоидный диоксид кремния производится практически в безводном состоянии, тогда как продукты мокрого процесса получают в виде гидратов или содержат воду, абсорбированную на поверхности	Диоксид кремния представляет собой аморфное вещество, которое получают синтетическим путем путем парофазного гидролиза с образованием пирогенного (коллоидного) диоксида кремния или мокрым способом с образованием осажденного диоксида кремния (силикагеля). Пирогенный диоксид кремния производится в безводном состоянии, тогда как продукты влажного процесса получают в виде гидратов или содержат воду, абсорбированную на поверхности (требуется информация о гидратированном диоксиде кремния, аэрогеле диоксида кремния и коллоидном диоксиде кремния).
Анализ	Содержание после возгорания не менее 99.0% (коллоидальный диоксид кремния) или 94,0% (гидратированные формы)	Пирогенный (коллоидный) диоксид кремния: не менее 99% SiO 2 в пересчете на прокаленный Осажденный диоксид кремния (силикагель): не менее 94% SiO 2 в расчете на прокаливание Гидратированный диоксид кремния: требуется информация Аэрогель кремнезема: требуется информация Коллоидный диоксид кремния: требуется информация
Описание	Белый пушистый порошок или гранулы.Гигроскопический	Пирогенный диоксид кремния: пирогенный диоксид кремния, встречающийся в виде мелкой белой аморфной частицы или гранул. Осажденный диоксид кремния (силикагель): осажденный гидратированный диоксид кремния в виде тонкого белого аморфного порошка, шариков или гранул Гидратированный диоксид кремния: Требуется информация Аэрогель кремнезема: Требуется информация Коллоидный диоксид кремния: Требуется информация
Идентификация
Тест на диоксид кремния	Положительно	Проходит тест
Растворимость	–	Не растворим в воде и не растворим в этаноле (требуется информация)
Чистота
Потери при сушке	Не более 2.5% (коллоидный диоксид кремния, 105 ° C, 2 ч) Не более 8,0% (осажденный диоксид кремния и силикагель, 105 ° C, 2 ч) Не более 70% (водный кремнезем, 105 ° C, 2 ч)	Пирогенный кремнезем: не более 2,5% (105 °, 2 ч) Осажденный диоксид кремния (силикагель): не более 8% (105 °, 2 ч) Гидратированный диоксид кремния: требуется информация Аэрогель кремнезема: требуется информация Коллоидный диоксид кремния: требуется информация
Потеря зажигания	Не более 2.5% после сушки (1000 ° C, коллоидальный диоксид кремния) Не более 8,5% после сушки (1000 ° C, гидратированные формы)	Пирогенный диоксид кремния: не более 2,5% (1000 °, 1 час) на высушенный образец Осажденный диоксид кремния, силикагель и гидратированный диоксид кремния: не более 8,5% (1000 °, 1 час) на высушенный образец Гидратированный диоксид кремния: Требуется информация Аэрогель диоксида кремния: Требуется информация Коллоидный диоксид кремния: Требуется информация
Растворимые ионизируемые соли	Не более 5.0% (как Na 2 SO 4 )	–
Мышьяк	Не более 3 мг / кг	Не более 3 мг / кг (требуется информация)
Свинец	Не более 5 мг / кг	Не более 5 мг / кг (требуется информация)
Меркурий	Не более 1 мг / кг	–

Группа отметила, что в соответствии со спецификациями ЕС для диоксида кремния (E 551) примеси токсичных элементов мышьяка, свинца и ртути допускаются до концентраций 3, 5 и 1 мг / кг, соответственно.Загрязнение на этих уровнях может оказать значительное влияние на воздействие этих токсичных элементов, которые уже близки к ориентированным на здоровье руководящим значениям или контрольным дозам (нижним доверительным пределам), установленным EFSA (EFSA CONTAM Panel, 2009, 2010, 2012, 2014) .

Группа отметила отсутствие ограничений на размер частиц диоксида кремния (E 551) в спецификациях ЕС (Регламент Комиссии (ЕС) № 231/2012).

Группе известно, что спецификации для «диоксида кремния аморфного» обсуждались на 84-м заседании JECFA (JECFA, 2017).

3.1.3 Производственный процесс

Для производства ПАВ используются две различные технологии: (i) термический процесс, приводящий к производству пирогенного или коллоидального диоксида кремния, и (ii) мокрый процесс, дающий осажденный диоксид кремния, силикагель или водный диоксид кремния.

• Термический процесс

  В информации, предоставленной заинтересованными сторонами (CEFIC, 2016b, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA n.15, 17)), процесс производства пирогенных (коллоидных) ПАВ был резюмирован как производимый путем гидролиза летучих хлорсиланов (например, тетрахлорсилана) в пламенном реакторе кислород (воздух) / газообразный водород.

  Пирогенный (коллоидный) диоксид кремния образует агломераты внутри системы охлаждения. Твердые частицы отделяются от отходящего газа (содержит соляную кислоту), например путем фильтрации. После этого дополнительная адсорбированная соляная кислота на поверхности диоксида кремния удаляется на стадии декисления.Затем продукт расфасовывается в мешки, разливается в контейнеры или загружается в силосные вагоны.

  Параметры реакции находятся под строгим контролем для достижения однородного качества продукта. Для производства пирогенных ПАВ не используется сырье животного или растительного происхождения, а также органические растворители.

  Согласно данным ELC (2009 г. (документация предоставлена ​​EFSA № 26)), SiCl ₄ превращается в реакторе в газовую фазу и полностью реагирует в пламени (температура пламени> 1000 ° C) с промежуточно образованная вода с образованием SiO ₂ .Утверждается, что размер частиц SiO ₂ в реакторе находится в диапазоне 5–50 нм, которые вдоль температурного градиента в реакторе вырастают в более крупные агрегаты размером около 100 нм, а затем образуют агломераты размером 1–250 мкм.

• Мокрый процесс

  Осажденный кремнезем

  Согласно CEFIC (2017 г. (документация предоставлена ​​EFSA n.17)) осажденный аморфный диоксид кремния получают путем осаждения разбавленного водного силиката щелочного металла (например, раствор жидкого стекла13, Na ₂ O.xSiO _2, x = 2–4) разбавленной кислотой (например, серной кислотой или соляной кислотой). кислота) в воде по реакции:

  Содержание твердого вещества в осадке обычно составляет от 50 до 200 г / л. Затем осадок фильтруют, промывают для удаления солей, обезвоживают и измельчают.После сушки осажденный диоксид кремния можно измельчить для достижения заданного гранулометрического состава.

  Через некоторое время (до 2 ч) образуется студенистый осадок. Размер частиц составляет около 500–600 мкм (ECETOC, 2006; ELC, 2009 (документация предоставлена ​​EFSA № 26)).

  Силикагель

  Согласно информации, предоставленной заинтересованными сторонами (CEFIC, 2016a, 2017 (документация предоставлена ​​EFSA n.15, 17)), силикагели получают нейтрализацией разбавленных водных силикатов щелочных металлов, например жидкое стекло с разбавленной кислотой (например, серной кислотой) в соответствии со следующей реакцией.

  Первый этап включает образование гидрозоля, получаемого путем контролируемого смешивания раствора силиката натрия (жидкое стекло; Na ₂ O.xSiO _2, x = 2–4) и разбавленной минеральной кислоты (обычно серной кислоты, но также можно использовать другие кислоты). Преобразование раствора в гелеобразное состояние характеризуется увеличением вязкости и развитием внутренней структуры с более крупными агрегатами до тех пор, пока весь материал не достигнет твердого состояния.Контролируя условия промывки, старения и сушки, функциональные физические параметры (то есть пористость, размер пор и распределение частиц по размеру, степень агломерации и / или агломерации, площади поверхности) регулируются для производства ряда различных продуктов из силикагеля. Побочные продукты, такие как сульфат натрия, удаляются на стадии промывки. После сушки силикагели размалывают до достижения заданного гранулометрического состава.

  Если pH снижается до pH ниже 7 или добавляется соль, химические субъединицы имеют тенденцию сливаться вместе в цепочки, что приводит к образованию гелевой структуры (силикагель).Если поддерживать нейтральный или щелочной pH (pH 7–10), то субъединицы остаются разделенными и постепенно растут. Эти продукты называются золями кремнезема (Илер, 1979).

3.1.4 Методы анализа пищевых продуктов

Анализ кремния (Si)

Обзор методов анализа кремния в окружающей среде и биологических средах приведен в ECETOC (2006).Наиболее распространенными методами чувствительного анализа кремния являются атомно-абсорбционная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES) и беспламенная атомно-абсорбционная спектрометрия (AAS) (Carlisle, 1997).

Ассоциация официальных сельскохозяйственных химиков (AOAC) опубликовала гравиметрический метод определения песка и кремнезема в растительном материале (AOAC, 2000). Образцы для испытаний сжигают, и растворимый в щелочах диоксид кремния растворяют в гидроксиде натрия. После фильтрации кремний осаждают HCl, сушат и взвешивают.

JECFA (2015) включил метод определения кремния на основе ICP-AES. Образец сжигают вместе с гидроксидом калия и борной кислотой, растворяют в воде, промывают и анализируют спектрометрически. Этот метод также применим для измерений в биологических средах (ECETOC, 2006).

Анализ частиц диоксида кремния в пищевых продуктах

Группа отметила, что в некоторых исследованиях, представленных в этом разделе, термин «наноматериалы» часто использовался для обозначения (структурированных) материалов с размерами более 100 нм.Однако эти материалы фактически являются агрегатами и / или агломератами первичных частиц, а не первичными частицами как таковыми.

Группа отметила, что, согласно информации, предоставленной промышленностью, размер первичных частиц ПАВ, используемого в качестве пищевой добавки E 551, находится в диапазоне 5–15 нм (по данным ТЕА) (Приложение A).

Dekkers et al. (2011) сообщили о наличии частиц кремнезема (50–200 нм) в 12 пищевых продуктах, содержащих E 551.Авторы использовали гидродинамическую хроматографию с масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой (HDC-ICP-MS) для определения размера частиц и концентрации кремния, а также определения содержания кремнезема в отобранных пищевых продуктах. Было обнаружено, что процентное содержание наночастиц диоксида кремния (по массе по сравнению с общим содержанием диоксида кремния) составляет от 4% (в стейке) до 33% (в супе из спаржи быстрого приготовления).

Chun Yin Lee (2013) в комплексном исследовании проанализировал физико-химические характеристики наночастиц диоксида кремния в сложных пищевых матрицах.Для анализа синтетического аморфного диоксида кремния (E 551) в сливках для кофе использовалась методика разделения и детектирования методом полевого фракционирования с индуктивно связанной плазмой с масс-спектрометрией (FFF-ICP-MS). Система FFF-ICP-MS была подключена к детектору многоуглового светорассеяния (MALS) для измерения размеров наночастиц диоксида кремния. Авторы пришли к выводу, что выбор параметров FFF, а также подготовка образцов играют важную и влиятельную роль в отделении наночастиц кремнезема от его сложной матрицы.

Contado et al. (2013) проанализировали растворимый ячменный кофе (заявлено, что он не содержит кремнезема) и растворимый капучино (содержащий E 551) в порошковой форме. Образцы были получены вместе с пищевым интегратором (дополнительно не указанным, но с высоким содержанием E 551) из местного продуктового магазина. Определение размера было выполнено с использованием фракционирования потока в поле седиментации (SdFFF), SEM, TEM и фотонной корреляционной спектроскопии (PCS). Авторы заявили, что синергетическое использование этих аналитических методов позволило для некоторых образцов подтвердить присутствие первичных наночастиц (10 нм), организованных в кластеры или агрегаты разного размера, а для других — обнаружить, что информация, полученная с помощью эти методы были неполными, особенно в отношении присутствия мелких частиц.Авторы пришли к выводу, что большинство частиц кремнезема было организовано в агрегаты или агломераты размером более 100 нм; пищевой интегратор показал более гетерогенную совокупность агрегатов, чем смесь капучино. С другой стороны, капучино содержало лишь ограниченное количество изолированных частиц размером менее 100 нм. В своем заключении авторы также подчеркнули, что на всех этапах анализа необходимо проявлять особую осторожность, поскольку целостность частиц SiO ₂ чувствительна к среде (pH, ионная сила, тип поверхностно-активного вещества) и процедурам диспергирования.

Heroult et al. (2014) использовали FFF-ICP-MS в сочетании с MALS и TEM для анализа кремния и нанокремнезема в сливках для кофе и в коммерческих сливках для кофе, содержащих пищевую добавку диоксид кремния (E 551). Для облегчения распределения частиц применялась мягкая обработка ультразвуком на водяной бане. Различные носители FFF были испытаны, чтобы оценить их влияние на формирование агрегатов частиц. Фракция нанокремнезема, обнаруженная с помощью FFF-ICP-MS, составляла приблизительно 11% от общего кремния, измеренного в сливках для кофе.

Athinarayanan et al. (2015) сообщили о результатах исследования с помощью ПЭМ SiO ₂ из двух различных пищевых продуктов (коммерческий бренд подсластителя с нулевой калорийностью и коммерческий бренд порошкообразного ванильного ароматизатора) и коммерческого продукта SiO _2, ( Е 551). ПЭМ-изображения E 551 из пищевых продуктов или коммерческого E 551 показали, что пищевая добавка, используемая в пищевых продуктах, состоит из частиц с размером первичных частиц 20–50 нм.Частицы агрегировали; анализ методом DLS показал средний размер частиц SiO ₂ 160 нм.

Barahona et al. (2016) описали мультиметодный подход к обнаружению и характеристике синтетических аморфных наночастиц диоксида кремния пищевого качества. Одиннадцать различных образцов пищевого качества были проанализированы с использованием DLS, MALS, асимметричного фракционирования потока в поле потока (AF4), масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) и TEM. Было показано, что в целом z-среднее, гидродинамические диаметры AF4 и среднеквадратичные радиусы хорошо согласуются.Связь AF4-ICP-MS и преканальная калибровка с использованием стандартов нанокремнезема позволили надежно обнаружить наночастицы ниже 100 нм для 10 из 11 образцов (диаметры AF4 от 20,6 до 39,8 нм) и провести количественный анализ массы в семи различных образцах (в мг / л). концентрации). ПЭМ-характеристика включала определение минимального обнаруживаемого размера и последующее измерение эквивалентного диаметра круга первичных частиц и небольших агрегатов, который составлял от 10,3 до 20,3 нм. Авторы подчеркнули, что, поскольку диапазон применения динамического размера был ограничен минимально обнаруживаемым размером (т.е. размер> 1 нм), методы, использованные в исследовании, могли использоваться только в качестве положительных тестов (т.е.демонстрация присутствия частиц с размерами> 1 нм).

Contada et al. (2016) использовали в дополнение к аналитическим методам, как в исследовании, описанном выше Contado et al. (2013), а также дифференциальное центробежное осаждение (DCS). Эти методы использовались для анализа порошков растворимого ячменного кофе (без диоксида кремния) и растворимого смеси капучино (содержащего E 551), также полученных из местного итальянского продуктового магазина.Пищевые продукты были приготовлены, как указано на их этикетках, для домашнего приготовления. На основании полученных аналитических данных авторы пришли к выводу, что два коммерческих пищевых продукта при диспергировании в воде (как указано на их этикетках с точки зрения перемешивания и концентрации) содержали наночастицы только при анализе с помощью DCS. Ячменный кофе не содержал частиц диоксида кремния, тогда как смесь для капучино содержала диоксид кремния (в качестве добавки E 551) в концентрации значительно ниже 1% по весу.

Yang et al.(2016) охарактеризовали шесть пищевых SiO ₂ (коллоидные, пирогенные, белые порошки без маркировки «нано», коммерчески доступные в США) по их морфологии (по данным ПЭМ), гидродинамическому диаметру и дзета (ζ) потенциалу ( с помощью PALS), кристаллической структуры (с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD)) и функциональности поверхности (с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS)). Образцы были описаны как «нетронутые» SiO ₂ , потому что они не были смешаны и не реагировали с пищевыми матрицами. Все образцы содержали агломераты SiO ₂ .Средний диаметр всех первичных частиц (анализ ПЭМ) был <100 нм со средним размером первичных частиц в диапазоне от 9 ± 6 до 26 ± 8 нм. Гидродинамические диаметры агломератов в образцах находились в диапазоне от 1223 ± 468 до 1579 ± 88 нм. Авторы подчеркнули, что эти размеры намного больше, чем первичные диаметры, измеренные с помощью ПЭМ, потому что SiO ₂ агломерируется при суспендировании в воде. Авторы также количественно оценили наличие и изучили структурные характеристики SiO ₂ , присутствующего в 14 продуктах (в пищевых продуктах, средствах против слеживания и в продуктах личной гигиены, доступных на рынке США, без дополнительных указаний).На основе анализов XRD, XPS и TEM было показано, что SiO ₂ в образцах имел ту же морфологию и размер, что и «чистый» сыпучий пищевой SiO ₂ , и демонстрировал согласованные морфологии в диапазоне размеров от менее 100 до> 500 нм. Однако метод извлечения из пищи не описан.

3.1.5 Стабильность вещества, реакция и судьба в пище

Согласно информации, предоставленной заинтересованными сторонами (CEFIC, 2016a (Документация предоставлена ​​EFSA n.15)) аморфный диоксид кремния — инертное вещество, которое имеет тенденцию адсорбировать влагу и летучие вещества. Срок годности от 12 до 36 месяцев со дня изготовления.

Кроме того, было заявлено, что диоксид кремния является довольно инертным веществом и что продукты разложения при нормальных условиях не известны (Holleman, 2007; EFSA ANS Panel, 2009).

.