Gyöngy a baktériumban: új technológia szelén nanogömbök előállítására

Dr. Prokisch József
Debreceni Egyetem, Agrár- és Műszaki Tudományok Centruma, 4032 Debrecen Egyetem tér 1.

e-mail: jprokisch@agr.unideb.hu

A szelén esszenciális, antioxidáns hatású mikroelem, számos enzim alkotórésze. Magyarországon különösen fontos lenne az élelmiszerek szelénszintjének emelése, hiszen talajaink és ezért élelmiszereink is szelénhiányosak, s egy szelénben gazdag étrend 30-50 %-kal csökkenti a daganatos megbetegedések előfordulását.

A szelénnek különböző vegyületei vannak, amelyek eltérő mértékben hatásosak illetve nagyobb mennyiségben mérgezők is lehetnek. Ezért nem mindegy, hogy az élelmiszerbe a szelén milyen vegyülete kerül, illetve milyen vegyület keletkezik a gyártás során. Az általános ismeretek szerint a vízoldható szervetlen szelénsók túladagolásának lehet legnagyobb a kockázata, s korábban úgy gondoltuk, hogy a szerves szelén, a szeleno-metionin és a szeleno-cisztein a leginkább alkalmas vegyületek az élelmiszer illetve a takarmányok szelénszintjének emelésére. Ismert volt az is, hogy szelénformák közül az elemi szelén a legkevésbé mérgező.

Kísérleteinkben azt vizsgáltuk, hogy a probiotikus joghurt baktériumok hogyan alakítják át a szervetlen szelén vegyületeket szerves vegyületté. A kutatói kíváncsiság arra vezetett minket, hogy egyúttal azt is nézzük meg, hogy a túladagolt szervetlen szelén vegyületek milyen hatással vannak a baktériumokra. A felfedezés örömével tapasztaltuk, hogy bizonyos baktériumok úgy védekeztek a számukra már mérgező mennyiségű szelénsó hatása ellen, hogy abból egy addig jórészt ismeretlen reakcióút végén a sejten belül elemi szelént állítottak elő és azt apró, nano méretű gömböcske formájában tárolták.

A fermentáció során az átlátszó tápoldat az elszaporodó baktériumokban keletkező nanoszeléntől vörös színűvé válik.

A baktériumban keletekezett nanorészecskék sejtfalának lebontása után a nanoszelén a sejtből kinyerhető és élelmiszer, takarmány illetve gyógyszeralapanyagnak felhasználható.

Az előállított gömbök mérerte a baktériumfajtól függően a 100-500 nanométer között volt, érdekes és értékes módon a gömbök alakja és mérete az adott baktériumnál nagyon egyforma volt. A modern anyagtudomány egyre inkább igényli a nagytisztaságú, homogén szemcseméreteloszlású, 50-500 nanométer mérettartományú nanogömbök előállítását. Felismertük, hogy a kidolgozott eljárás alapvető újdonság és megoldás nanorészecskék ipari méretben történő előállítására.

Az egységes méret és forma, a gömb alak előnyös a mikroelektronikai- és a gyógyszeripari technológiák számára és különleges viselkedést igér élelmiszer- és takarmányösszetevőként is.                                       A fermentációs eljárással az élelmiszeriparban, a joghurtok előállításához is használt probiotikus hatású baktériumok segítségével kidolgozott fermentációs technológia olcsó ára és egyszerűsége eredményeként megnyitja az utat a nanorészecskék ipari előállítása előtt.

A ValDeal Zrt. projektversenyén elért sikerből erőt merítve a nanoszelén előállítására és az alkalmazásának kutatására a Debreceni Egyetem és a Dr. Aliment Kft. a feltalálókkal létrehozta a Bionanoferm spin-off vállalkozást, amely megkezdte a nanorészecskék előállítását és alkalmazásának kutatását.

Fürjekkel, csirkékkel és halakkal végzett állatkísérletekkel igazoltuk, hogy a nanoszelén az eddig használt szelénformáknál jelentősen jobb antioxidáns hatású, az állatok egészségére a leglátványosabban ható készítmény. Kísérleteket indítottunk a szelén nanogömbök feltételezett rákellenes hatásának sejttenyészeteken történő vizsgálatára, és hozzákezdtünk a nanoszelén tartalmú élelmiszerek fejlesztéséhez és vizsgálatához is. A technológia szabadalmának tengeren túlon történő értékesítésére és az amerikai Central European Ventures Ltd. vállalkozott.

A termékfejlesztések eredményeként 2009 januárjának első hetében elkészült az első ipari mennyiségben legyártott szelénnel dúsított tejpor, amely alkalmas arra, hogy adalékként további tejtermékek gyártásánál alkalmazzák.