Silver nanoparticles with high antioxidant activity synthesis of using extracts of Jerusalem artichoke flowers, stems and leaves | Синтез наночастиц серебра с высокой антиоксидантной активностью с использованием экстрактов цветков, стеблей и листьев топинамбура

English. Biogenic strategies for the synthesis of nanomaterials open up wide opportunities for obtaining nanoparticles with unique properties and further application of them in food technologies. The purpose of the work was to synthesize silver nanoparticles using extracts of Jerusalem artichoke flowers, leaves, and stems and to examine them. Jerusalem artichoke is a well-known plant with a unique chemical composition; it is widely used in the food industry. The aqueous extracts of Jerusalem artichoke tops were derived due to ultrasonic treatment. Their chromatographic analysis was carried out and their qualitative composition was established. According to paper chromatography, the extracts of Jerusalem artichoke flowers, stems, and leaves contain flavonoids and carbohydrates such as fructose, glucose, galactose, arabinose, xylose, and rhamnose. Potentiometric studies have shown the antioxidant activity of Jerusalem artichoke flower extract is 4 times higher than that of stem and leaf extracts. It has been determined by dynamic light scattering that the ash of silver nanoparticles synthesized using a Jerusalem artichoke flower extract contains fractions of minor particles with a hydrodynamic radius of 54 nm more by 17%, and the sum of fractions of large (from 300 to 850 nm) and very large (from 4000 to 5300 nm) particles is less by 17%. The obtained zeta potential values confirmed the higher stability of particles synthesized in the Jerusalem artichoke flower extract. Based on the study results, it has been concluded that higher antioxidant activity values of Jerusalem artichoke flower extract contribute to the formation of a larger number of minor and stable silver nanoparticles with greater antioxidant activity, which is promising for use in the food industry to ensure safety and extend the shelf life of food products.

Russian. Биоподобные стратегии синтеза наноматериалов открывают широкие возможности получения наночастиц с уникальными свойствами и их применения в пищевых технологиях. Цель работы состояла в синтезе наночастиц серебра с использованием экстрактов цветков, листьев и стеблей топинамбура и их исследовании. Топинамбур – известное растение, обладающее уникальным химическим составом и широко применяемое в пищевой индустрии. Водные экстракты наземных частей топинамбура были получены с использованием ультразвуковой обработки. Проведен их хроматографический анализ и установлен качественный состав. По данным бумажной хроматографии в экстрактах цветков, стеблей и листьев топинамбура содержатся флавоноиды и углеводы, такие как фруктоза, глюкоза, галактоза, арабиноза, ксилоза, рамноза. С помощью потенциометрических исследований установлено, что антиоксидантная активность экстракта цветков топинамбура в 4 раза больше по сравнению с экстрактом из стеблей и листьев. Методом динамического рассеяния света определено, что в золе наночастиц серебра, синтезированных с помощью экстракта цветков топинамбура, фракции мелких частиц с гидродинамическим радиусом 54 нм содержится на 17% больше, а сумма фракций крупных (от 300 до 850 нм) и очень крупных (от 4000 до 5300 нм) частиц – на 17% меньше. Полученные значения дзета-потенциалов подтвердили более высокую устойчивость частиц, синтезированных в экстракте цветков топинамбура. На основании результатов проведенного исследования сделан вывод, что более высокие значения антиоксидантной активности экстракта цветков топинамбура способствуют формированию большего количества мелких и устойчивых наночастиц серебра с большей антиоксидантной активностью, что перспективно для использования в пищевой индустрии в целях обеспечения безопасности и продления срока годности продуктов питания.