Кремний (Si) – роль в организме, симптомы недостатка, источники

Диоксид кремния (кремнезем, SiO2; лат. silica) — оксид кремния (IV). Бесцветные кристаллы с температурой плавления +1713…+1728 °C, обладающие высокой твердостью и прочностью.

Другие сферы применения диоксида кремния

Диоксид кремния широко используется в фармакологии и медицине. Вещество добавляется в состав мазей для обработки ран и лечения дерматологических заболеваний, применяется в производстве вазелина, глицерина, рыбьего жира. Пищевая добавка E551 помогает организму избавиться от токсинов, входит в состав средств от метеоризма.

Диоксид кремния — важный компонент зубных паст, помогающий безопасно отбеливать зубы. Также вещество используется в производстве косметических масок, скрабов, кремов и лосьонов.

Тип вещества

Такая добавка, как Е 551, входит в число эмульгаторов. В пищевой промышленности они используются постоянно.

Кремния диоксид является природным веществом. Существует в натуральном виде в форме кварца, то есть минерала, который составляет песок. Применяется в пищевой промышленности вещество, которые искусственно синтезировано, с высокой степенью чистоты (аморфный диоксид кремния). Его получают посредством нагревания кремния в кислородной атмосфере. Окислительная реакция происходит при показателе температуры до 500 °C. Еще один метод – гидролиз паров кремния тетрахлорида в пламени водорода. Осуществляется синтез в специальных автоклавах от 1000 ºC.

Диоксид кремния в натуральном виде используется лишь в стекольном, строительном и похожих производствах, где не имеет существенного значения чистота материала.

Польза и вред добавки

В целом добавку E551 стоит считать совершенно безвредной для организма. Вещество есть в крови любого человека, то есть не воспринимается нашим телом как чужеродное.

Если диоксид поступает через пищевод, то он не всасывается ни желудком, ни кишечником, а просто выходит вполне обычным способом и практически в первоначальном объеме.

Реальную опасность для человека представляет попадание порошка в легкие. В большом количестве он способен спровоцировать:

  • гранулематозное воспаление;
  • силикоз;
  • аллергию и пр.

Биологическая роль и функции кремния в организме

Для чего нужен кремний организму? Как мы уже и говорили в начале статьи, Si играет важную роль в формировании и поддержании здоровья костной ткани, кожного покрова, волос, ногтей, а также кровеносных сосудов.

Читайте также:  Диета Лидии Ионовой – меню на неделю

Количество кремния в костных тканях взрослого среднестатистического человека 17⋅10−4 %, в мышечных тканях — (1-2) ⋅10−2 %, в крови — 3,9 мг/л, а также гипофизе, щитовидной железе, надпочечниках, ногтях и волосах.

В нашем организме кремний больше всего содержится в щитовидной железе, надпочечниках, гипофизе. Самая высокая концентрация его обнаружена в волосах и ногтях.

Кремний выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

Биологическая роль и функции кремния в организме
  • Делает кости более плотными, что особенно важно для женщин в период климакса, когда продукция некоторых гормонов снижается и появляется риск развития остеопороза (процесс, при котором снижается плотностей костей). Таким образом, дополнительный прием кремния рекомендуется лицам, у которых уже диагностирован остеопороз.
  • Ускоряет процесс выздоровления и восстановления организма после оперативного лечения костей – после переломов и прочих хирургических манипуляций.
  • Является одним из важных строительных элементов коллагена, причем, находясь в составе этого белка соединительной ткани, кремний участвует в процессе соединения отдельных волокон коллагена с эластином, за счет чего соединительная ткань становится упругая и прочная.
  • Находясь в составе эластина, повышает эластичность и прочность кровеносных сосудов, чем предупреждает проникновение в кровеносное русло жиров и образование атеросклеротических отложений и связанных с ними болезней (инфаркта, инсульта, ИБС, тромбофлебита и прочих).
  • Задействован в укреплении хрящей, связок и сухожилий.
  • Участвует в регулировании деятельности иммунной системы, тем самым минимизирует риск развития инфекционных болезней.
  • Поддерживает здоровье кожи и помогает бороться с дерматитами, дерматозами и прочими воспалительными процессами на кожном покрове.
  • Укрепляет волосы, предотвращает их сечение и выпадение, а также стимулирует рост волос.
  • За счет создания электрических коллоидных систем с водой и кремниевой кислотой Si способствует связыванию болезнетворных микроорганизмов (вирусов, бактерий) и выведению их из внутренней среды человека, т.е. грубо говоря, выступает в качестве сорбента.
  • Берет участие в метаболизме магния, калия, фтора, алюминия и прочих макро- микроэлементов.
  • Участвует в синтезе различных гормонов, аминокислот, ферментов.
  • Предотвращает преждевременное старение организма.
  • Усиливает антиоксидантную активность витаминов А, С и Е, чем предотвращает развитие онкологических болезней.
  • Находясь в воде, кремний адсорбирует радионуклиды, способствует выпадению в осадок тяжелых металлов, уничтожает бактерии, вызывающих гниение воды. Именно из-за этих свойств, этот минерал используют для очищения воды, более того, Si даже делает воду более приятной на вкус.

Применение кремния в других сферах человеческой жизни

  • Прежде всего, Si используют в качестве полупроводников для изготовления электроники, особенно микрочипов, транзисторов, диодов, солнечных панелей и прочих.
  • В металлургии он пользуется успехом в качестве дополнительного материала в сплавах меди, алюминия, магния и прочих металлов, предавая сплавам более высокую прочность.
  • Его добавляют в производстве кремнийорганических соединений – для изготовления пластика, искусственного каучука, технических силикатных смазок и масел.
  • Используется и для производства неорганических материалов – керамики, стекла, изоляции, пьезокристаллов.
  • В медицинской практике – для лечения остеопороза.
Читайте также:  Можно ли похудеть при трехразовом питание?

Применение

Эмульгатор Е 551 входит в список разрешенных для производства продуктов питания.

Диоксид кремния в качестве вспомогательного вещества:

  • предупреждает слеживание и комкование сыпучих продуктов. Добавляют в муку, манную крупу, пряные приправы, сухое молоко, сахар, яичный порошок, соль и ее аналоги;
  • стабилизирует текстуру тертых или нарезанных ломтиками сыров;
  • эффективно конвертирует жидкость в сыпучую массу, сохраняет и подчеркивает аромат (чипсы, закуски к пиву, сухарики и подобные изделия);
  • стабилизирует кислотность, нейтрализует избыток щелочи в составе спиртных напитков (включая коньячные);
  • осветляет пиво за счет адсорбции замутняющих напиток белков, увеличивает его стойкость.

Эмульгатор используют для обработки поверхности сахаристых кондитерских изделий (кроме шоколада). Это предупреждает ломкость, слипание, продлевает срок хранения.

Добавка разрешена во всех странах. Ее количество не должно превышать 30 г/кг готового продукта питания.

Значительное количество эмульгатора E 551 идет на нужды фармацевтики и медицины. Обычно под наименованием аэросил вещество используют как активный высокодисперсный наполнитель в эмульсиях, таблетках, гелях, мазях. Диоксид кремния включен в фармакопеи Австрии, Венгрии, Дании.

Продукт выполняет ряд активных и вспомогательных функций:

  • Диоксид кремния коллоидный в форме рыхлого порошка используют как эффективный энтеросорбент. Вещество связывает и выводит из организма токсины, включая соли тяжелых металлов.
  • Добавка входит в состав суспензий, облегчающих состояние при метеоризме (например, Эспумизана). Диоксид кремния стабилизирует эмульсию, усиливает действие активного компонента.
  • Благодаря адсорбирующим качествам вещество в виде геля или мази применяют наружно для обработки гнойных ран, лечения флегмоны, мастита и других заболеваний. Препарат обладает антимикробным действием, легко распределяется по поверхности кожи, не раздражает, не вызывает аллергии.
  • В качестве загустителя используют в составе рыбьего жира, вазелина, глицерина, цетилового спирта.

Не обошли вниманием добавку Е 551 производители косметических средств. В основном вещество используют в составе зубных паст как абсолютно безопасный отбеливающий абразив. Диоксид кремния не разрушает зубную эмаль, безопасен при случайном проглатывании.

Вещество в качестве вспомогательного компонента используют в производстве кремов, лосьонов, пудр, скрабов для различных типов кожи. Аэросил помогает маскировать неровности кожи, устранять жирный блеск, разглаживать мелкие морщины. Эффективно удаляет отмершие клетки и очищает дерму.

Читайте также:  В каких продуктах содержатся основные 20 аминокислот?

Диоксид кремния не проводит электрический ток, считается одним из лучших диэлектриков (при условии, что нет посторонних примесей).

Диоксид кремния

Диоксид кремния, известный как пищевая добавка под номером Е551, имеет вид кристаллического вещества, не обладающего цветом. Это соединение имеет высокую степень прочности и твердости. Диоксид проявляет устойчивость к влиянию кислот, а также не вступает в реакцию с водой.

В природе соединение можно встретить в виде кварца, обычный песок состоит из мельчайших кварцевых зерен. Диоксид в данной форме применяется в таких областях и технологиях, где не стоит условие касательно высокой степени чистоты материала. Оксид кремния в виде кристаллов представлен яшмой, горным хрусталем, агатом, морионом, аметистом, халцедоном, топазом. На дне океанов образуется аморфный диоксид кремния из погибших водорослей и инфузорий.

Синтетическое вещество получают через окисление кремния при температуре около 500 градусов по Цельсию в атмосфере кислорода.

Пищевая добавка Е551 известна также под названиями аэросил, аморфный диоксид кремния, кремнезем, белая сажа, тонкодисперсный диоксид.

Основные производители

Диоксид кремния высокой чистоты производит компания «Экокремний» (Брянская область).

Основные зарубежные поставщики:

  • Гомельский химический завод (Республика Беларусь);
  • Evolik Industries (Германия);
  • RHONE-POULENC (Франция).

В начале прошлого века немецкий физиолог В. Кюне доказал: соединения кремния очищают и восстанавливают сосуды, препятствуют развитию атеросклероза. Позже его выводы были подкреплены многочисленными исследованиями.

Диоксид кремния структурирует молекулы воды, придавая им способность выталкивать токсины, чужеродные соединения, патогенные микроорганизмы. Кремниевая вода приобретает бактерицидные свойства и особый свежий вкус.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Кремнезем имеет достаточно высокую абсорбционную способность. Вещество связывает и выводит из организма различные ферменты, антитела , ангигены, токсины , продукты тканевого распада, микроорганизмы и пищевые аллергены. Вещество активно применяют для эвакуации некоторых лекарств, воды и ядов. Средство после проникновения в пищеварительный тракт не подвергается системной абсорбции, не накапливается в организме.

При местном использовании вещество препятствует некротическим изменениям тканей, способствует заживлению ран.