vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2025-396-07-172-177vetpress-3757Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESИсследование влияния типа стабилизатора наночастиц селена на физико-химические параметры молокаStudy of the influence of the type of selenium nanoparticle stabilizer on the physicochemical parameters of milkhttps://orcid.org/0000-0002-4701-8633БлиновА. В.BlinovA. V.

Андрей Владимирович Блинов, кандидат технических наук, доцент департамента функциональных материалов и инженерного конструирования

ул. им. Пушкина, 1, Ставрополь, 355002

Andrey Vladimirovich Blinov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Functional Materials and Engineering Design

1 Pushkin Str., Stavropol, 355002

blinov.a@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2809-4945РехманЗ. А.RekhmanZ. A.

Зафар Абдулович Рехман, преподаватель департамента функциональных материалов и инженерного конструирования

ул. им. Пушкина, 1, Ставрополь, 355002

Zafar Abdulovich Rekhman, Lecturer at the Department of Functional Materials and Engineering Design 

1 Pushkin Str., Stavropol, 355002

zafrehman1027@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9321-550XБлиноваА. А.BlinovaА. А.

Анастасия Александровна Блинова, кандидат технических наук, доцент медико-биологического факультета

ул. им. Пушкина, 1, Ставрополь, 355002

Anastasia Alexandrovna Blinova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Faculty of Medicine and Biology

1 Pushkin Str., Stavropol, 355002

nastya_bogdanova_88@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9217-6262ПироговМ. А.PirogovM. A.

Максим Александрович Пирогов, лаборант департамента функциональных материалов и инженерного конструирования

ул. им. Пушкина, 1, Ставрополь, 355002

Maxim Alexandrovich Pirogov, Laboratory Аssistant at the Department of Functional Materialsand Engineering Design

1 Pushkin Str., Stavropol, 355002

pirogov.m.2002@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1850-8043НазаретоваЕ. Д.NazaretovaE. D.

Екатерина Дмитриевна Назаретова, лаборант департамента функциональных материалов и инженерного конструирования

ул. им. Пушкина, 1, Ставрополь, 355002

Ekaterina Dmitrievna Nazaretova, Laboratory Assistant at the Department of Functional Materials and Engineering Design

1 Pushkin Str., Stavropol, 355002

ekaterina.nazaretova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0857-5143РебезовМ. Б.RebezovM. B.

Максим Борисович Ребезов, доктор сельскохозяйственных наук, кандидат ветеринарных наук, профессор, главный научный сотрудник; доктор сельскохозяйственных наук, кандидат ветеринарных наук, профессор кафедры биотехнологии и пищевых продуктов

ул. им. Талалихина, 26, Москва, 109316; ул. им. Карла Либкнехта, 42, Екатеринбург, 620075

Maxim Borisovich Rebezov, Doctor of Agricultural Sciences, Candidate of Veterinary Sciences, Professor, Chief Researcher; Doctor of Agricultural Sciences, Candidate of Veterinary Sciences, Professor of the Department of Biotechnology and Food Products

26 Talalikhin Str., Moscow, 109316; 42 Karl Liebknecht Str., Yekaterinburg, 620075

rebezov@ya.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth Caucasus Federal UniversityRussian FederationФедеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук; Уральский государственный аграрный университетРоссияV.M. Gorbatov Federal Scientific Center for Food Systems of the Russian Academy of Sciences; Ural State Agrarian UniversityRussian Federation20253107202507172177Copyright © Блинов А.В., Рехман З.А., Блинова А.А., Пирогов М.А., Назаретова Е.Д., Ребезов М.Б., 20252025Блинов А.В., Рехман З.А., Блинова А.А., Пирогов М.А., Назаретова Е.Д., Ребезов М.Б.Blinov A.V., Rekhman Z.A., Blinova А.А., Pirogov M.A., Nazaretova E.D., Rebezov M.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/3757

Цель данной работы — исследование влияния добавления наноразмерного селена до и после пастеризации молока на его физико-химические показатели. Синтез наночастиц проводили методом химического восстановления в водной среде с использованием аскорбиновой кислоты, стабилизаторами наночастиц селена выступали такие вещества, как желатин, гидроксиэтилцеллюлоза (марка В30К), бычий сывороточный альбумин (БСА), хитозан, метилцеллюлоза (марка М-100), Твин-80 и Kolliphor HS 15. Обогащение продукта проводили из расчета 30% от суточной дозы эссенциального микроэлемента селена на 1 л молока. У образцов молока были измерены физико-химические показатели: активная кислотность среды, электропроводность, поверхностное натяжение, средний гидродинамический радиус и титруемая кислотность среды. Анализ полученных данных показал, что в основном все исследованные показатели незначительно отличались от характеристик контрольного образца. Активная кислотность среды молока при добавлении наночастиц до и после пастеризации находилась в слабокислом диапазоне. Электропроводность изменялась не более чем на 4%. Изменение поверхностного натяжения было незначительное вне зависимости от очередности добавления наноразмерного селена. Наибольшие изменения наблюдаются при измерении среднего гидродинамического радиуса образцов молока. Агрегативно устойчивыми оказались образцы молока, которое обогащали селенсодержащими наноразмерными системами, стабилизированными желатином, МЦ и Kolliphor HS 15. Таким образом, добавление наночастиц селена в молоко может способствовать улучшению показателей молока, не влияя на его физико-химические параметры. Стоит отметить, что такие микроэлементы, как селен, участвуют в поддержании иммунной защиты организма, а значит, обладают повышенной антиоксидантной активностью, что и планируется исследовать в дальнейших экспериментах.

The purpose of this work is to study the effect of adding nanoscale selenium before and after pasteurization of milk on its physico-chemical parameters. Nanoparticles were synthesized by chemical reduction in an aqueous medium using ascorbic acid; such substances as gelatin, hydroxyethyl cellulose (grade B30K), bovine serum albumin (BSA), chitosan, methylcellulose (grade M-100), Tween-80 and Kolliphor HS 15 served as stabilizers for selenium nanoparticles. The product was enriched at the rate of 30% of the daily dose of the essential microelement selenium per 1 liter of milk. The following physicochemical parameters were measured for milk samples: active acidity of the medium, electrical conductivity, surface tension, average hydrodynamic radius and titratable acidity of the medium. Analysis of the obtained data showed that, in general, all the studied parameters differed slightly from the characteristics of the control sample. The active acidity of the milk medium with the addition of nanoparticles before and after pasteurization was in the slightly acidic range. Electrical conductivity changed by no more than 4%. The change in surface tension was insignificant regardless of the order of adding nanosized selenium. The greatest changes were observed when measuring the average hydrodynamic radius of milk samples. Milk samples enriched with selenium-containing nanosized systems stabilized by gelatin, MC and Kolliphor HS 15 turned out to be aggregation-stable. Thus, the addition of selenium nanoparticles to milk can improve milk parameters without affecting its physicochemical parameters. It is worth noting that trace elements such as selenium are involved in maintaining the body’s immune defenses, which means they have increased antioxidant activity, which is planned to be investigated in further experiments.

пастеризациянаночастицы селенамолокофизико-химические показателистабилизаторыpasteurizationselenium nanoparticlesmilkphysico-chemical parametersstabilizersИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-16-00120. https://rscf.ru/en/project/23-16-00120/The research was carried out at the expense of the grant of the Russian Science Foundation No. 23-16-00120. https://rscf.ru/en/project/23-16-00120/ReferencesBisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: A review on synthesis and biomedical applications. Materials Advances. 2022; 3(3): 1415–1431. https://doi.org/10.1039/D1MA00639HBisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: A review on synthesis and biomedical applications. Materials Advances. 2022; 3(3): 1415–1431. https://doi.org/10.1039/D1MA00639HFerro C., Florindo H.F., Santos H.A. Selenium nanoparticles for biomedical applications: from development and characterization to therapeutics. Advanced healthcare materials. 2021; 10: 16: 2100598. http://dx.doi.org/10.1002/adhm.202100598Ferro C., Florindo H.F., Santos H.A. Selenium nanoparticles for biomedical applications: from development and characterization to therapeutics. Advanced healthcare materials. 2021; 10: 16: 2100598. http://dx.doi.org/10.1002/adhm.202100598Garza-García J.J. et al. The role of selenium nanoparticles in agriculture and food technology. Biological trace element research. 2022; 1–21. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02847-3Garza-García J.J. et al. The role of selenium nanoparticles in agriculture and food technology. Biological trace element research. 2022; 1–21. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02847-3Gudkov S.V. et al. Laser Ablation-Generated Crystalline Selenium Nanoparticles Prevent Damage of DNA and Proteins Induced by Reactive Oxygen Species and Protect Mice against Injuries Caused by Radiation-Induced Oxidative Stress. Materials. 2023; 16: 5164. https://doi.org/10.3390/ma16145164Gudkov S.V. et al. Laser Ablation-Generated Crystalline Selenium Nanoparticles Prevent Damage of DNA and Proteins Induced by Reactive Oxygen Species and Protect Mice against Injuries Caused by Radiation-Induced Oxidative Stress. Materials. 2023; 16: 5164. https://doi.org/10.3390/ma16145164Astashev M.E. et al. Antibacterial behavior of organosilicon composite with Nano Aluminum oxide without influencing animal cells. Reactive and Functional Polymers. 2022; 170: 105143. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2021.105143Astashev M.E. et al. Antibacterial behavior of organosilicon composite with Nano Aluminum oxide without influencing animal cells. Reactive and Functional Polymers. 2022; 170: 105143. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2021.105143Geoffrion L.D. et al. Naked selenium nanoparticles for antibacterial and anticancer treatments. ACS omega. 2020; 5(6): 2660–669. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03172Geoffrion L.D. et al. Naked selenium nanoparticles for antibacterial and anticancer treatments. ACS omega. 2020; 5(6): 2660–2669. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03172Nayak V. et al. Potentialities of selenium nanoparticles in biomedical science. New Journal of Chemistry. 2021; 45(6): 2849–2878. https://doi.org/10.1039/D0NJ05884JNayak V. et al. Potentialities of selenium nanoparticles in biomedical science. New Journal of Chemistry. 2021; 45(6): 2849–2878. https://doi.org/10.1039/D0NJ05884JGeoffrion L.D. et al. Naked selenium nanoparticles for antibacterial and anticancer treatments. ACS omega. 2020; 5(6): 2660–2669. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03172Geoffrion L.D. et al. Naked selenium nanoparticles for antibacterial and anticancer treatments. ACS omega. 2020; 5(6): 2660–2669. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03172Burmistrov D.E. et al. Bacteriostatic and cytotoxic properties of composite material based on zno nanoparticles in plga obtained by low temperature method. Polymers. 2022; 14(1): 49. https://doi.org/10.3390/polym14010049Burmistrov D.E. et al. Bacteriostatic and cytotoxic properties of composite material based on zno nanoparticles in plga obtained by low temperature method. Polymers. 2022; 14(1): 49. https://doi.org/10.3390/polym14010049Chausov D.N. et al. Synthesis of a novel, biocompatible and bacteriostatic borosiloxane composition with silver oxide nanoparticles. Materials. 2022; 15(2): 527. https://doi.org/10.3390/ma15020527Chausov D.N. et al. Synthesis of a novel, biocompatible and bacteriostatic borosiloxane composition with silver oxide nanoparticles. Materials. 2022; 15(2): 527. https://doi.org/10.3390/ma15020527Xia X. et al. Toward improved human health: efficacy of dietary Selenium on immunity at the cellular level. Food and Function. 2021; 12(3): 976–989. https://doi.org/10.1039/d0fo03067hXia X. et al. Toward improved human health: efficacy of dietary Selenium on immunity at the cellular level. Food and Function. 2021; 12(3): 976–989. https://doi.org/10.1039/d0fo03067hFairweather-Tait S.J., Collings R., Hurst R. Selenium bioavailability: current knowledge and future research requirements. Am J Clin Nutr. 2010; 91(5): 1484S–1491S. https://doi.org/10.3945/ajcn.2010.28674JFairweather-Tait S.J., Collings R., Hurst R. Selenium bioavailability: current knowledge and future research requirements. Am J Clin Nutr. 2010; 91(5): 1484S–1491S. https://doi.org/10.3945/ajcn.2010.28674JRoman M., Jitaru P., Barbante C. Selenium biochemistry and its role for human health. Metallomics. 2014; 6(1): 25–54. https://doi.org/10.1039/c3mt00185gRoman M., Jitaru P., Barbante C. Selenium biochemistry and its role for human health. Metallomics. 2014; 6(1): 25–54. https://doi.org/10.1039/c3mt00185gGać P. et al. The importance of selenium and zinc deficiency in cardiovascular disorders. Environ Toxicol Pharmacol. 2020; 82: 103553. https://doi.org/10.1016/j.etap.2020.103553Gać P. et al. The importance of selenium and zinc deficiency in cardiovascular disorders. Environ Toxicol Pharmacol. 2020; 82: 103553. https://doi.org/10.1016/j.etap.2020.103553Mehdi Y., Hornick J.L., Istasse L., Dufrasne I. Selenium in the environment, metabolism and involvement in body functions. Molecules. 2013; 18(3): 3292–3311. https://doi.org/10.3390/molecules18033292Mehdi Y., Hornick J.L., Istasse L., Dufrasne I. Selenium in the environment, metabolism and involvement in body functions. Molecules. 2013; 18(3): 3292–3311. https://doi.org/10.3390/molecules18033292Bisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: A review on synthesis and biomedical applications. Materials Advances. 2022; 3(3): 1415–1431. https://doi.org/10.1039/D1MA00639HBisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: A review on synthesis and biomedical applications. Materials Advances. 2022; 3(3): 1415–1431. https://doi.org/10.1039/D1MA00639HWang S. et al. Selenium nanoparticles alleviate ischemia reperfusion injury-induced acute kidney injury by modulating GPx-1/NLRP3/Caspase-1 pathway. Theranostics. 2022; 12(8): 3882. https://doi.org/10.7150/thno.70830Wang S. et al. Selenium nanoparticles alleviate ischemia reperfusion injury-induced acute kidney injury by modulating GPx-1/NLRP3/Caspase-1 pathway. Theranostics. 2022; 12(8): 3882. https://doi.org/10.7150/thno.70830Varlamova E.G., Turovsky E.A., Blinova E.V. Therapeutic potential and main methods of obtaining selenium nanoparticles. International journal of molecular sciences. 2021; 22(19): 10808. https://doi.org/10.3390/ijms221910808Varlamova E.G., Turovsky E.A., Blinova E.V. Therapeutic potential and main methods of obtaining selenium nanoparticles. International journal of molecular sciences. 2021; 22(19): 10808. https://doi.org/10.3390/ijms221910808Dawood M.A. et al. Selenium nanoparticles as a natural antioxidant and metabolic regulator in aquaculture: a review. Antioxidants. 2021; 10(9): 1364. https://doi.org/10.3390/antiox10091364Dawood M.A. et al. Selenium nanoparticles as a natural antioxidant and metabolic regulator in aquaculture: a review. Antioxidants. 2021; 10(9): 1364. https://doi.org/10.3390/antiox10091364Блинов А.В. и др. Оптимизация методики получения наночастиц селена, стабилизированных кокамидопропилбетаином. Российский химический журнал. 2022; 66(1): 86–92.Blinov A.V. et al. Optimization of the technique for obtaining selenium nanoparticles stabilized with cocamidopropyl betaine. Russian Chemical Journal. 2022; 66(1): 86–92 (in Russian).Блинов А.В. и др. Синтез и характеристика наночастиц селена, стабилизированных дидецилдиметиламмония хлоридом. Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2024; 67(4): 46–52.Blinov A.V. et al. Synthesis and characterization of selenium nanoparticles stabilized with didecyldimethylammonium chloride. News of higher educational institutions. Series: Chemistry and Chemical Technology. 2024; 67(4): 46–52 (in Russian).Духновский Е.А. Применение наночастиц селена в онкологии (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023; 12(2): 34–43.Dukhnovsky E. A. Application of selenium nanoparticles in oncology (review). Development and registration of medicines. 2023; 12(2): 34–43 (in Russian).Шурыгина И.А., Шурыгин М.Г. Нанокомпозиты селена — перспективы применения в онкологии. Вестник новых медицинских технологий. 2020; 27(1): 81–86.Shurygina I.A., Shurygin M.G. Selenium nanocomposites — prospects of application in oncology. Bulletin of new Medical Technologies. 2020; 27(1): 81–86 (in Russian).Литвяк В.В., Копыльцов А.А., Ананских В.В. Нанотехнологии в пищевой промышленности. Пищевая промышленность. 2020; 12: 14–19.Litvyak V.V., Kopyltsov A.A., Ananskikh V.V. Nanotechnology in the food industry. Food industry. 2020; 12:14–19 (in Russian).Stobiecka M., Król J., Brodziak A. Antioxidant activity of milk and dairy products. Animals. 2022; 12(3): 245. https://doi.org/10.3390/ani12030245Stobiecka M., Król J., Brodziak A. Antioxidant activity of milk and dairy products. Animals. 2022; 12(3): 245. https://doi.org/10.3390/ani12030245Пономарева Е.А., Русецкая Н.Ю. Влияние дефицита и избытка селена на организм человека. Young people and science: results and perspectives. 2023; 165.Ponomareva E.A., Rusetskaya N.Yu. The effect of selenium deficiency and excess on the human body. Young people and science: results and perspectives. 2023; 165 (in Russian).Йованович Л., Ермаков В. Значение селена и цинка в предупреждении и лечении некоторых заболеваний (обзор). Biogeochemical innovations under the conditions of the biosphere technogenesis correction. 2020; 1: 71–83.Jovanovich L., Ermakov V. The importance of selenium and zinc in the prevention and treatment of certain diseases (review). Biogeochemical innovations under the conditions of the biosphere technogenesis correction. 2020; 1: 71–83 (in Russian).Саркисян М.С., Гревцова С.А. Биотехнология производства сметанного продукта, обогащенного селеном. Научные труды студентов Горского государственного аграрного университета «Студенческая наука — агропромышленному комплексу». 2020; 297–294.Sarkisyan M.S., Grevtsova S.A. Biotechnology of production of sour cream product enriched with selenium. Scientific works of students of the Gorsky State Agrarian University “Student science for the agro-industrial complex”. 2020; 297–294 (in Russian).Блинов А.В. и др. Наночастицы селена, стабилизированные хитозаном, для обогащения молочной продукции. Аграрная наука. 2024; 1(9): 130–135. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-386-9-130-135Blinov A.V. et al. Selenium nanoparticles stabilized with chitosan for fortifying dairy products. Agrarian science. 2024; 1(9): 130–135 (in Russian). https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-386-9-130-135Блинов А.В. и др. Разработка принципов обогащения молока наноразмерными формами эссенциального микроэлемента селена. Индустрия питания. 2024; 9(2): 77–84.Blinov A.V. et al. Development of principles for milk enrichment with nanoscale forms of the essential trace element selenium. Food Industry. 2024; 9(2): 77–84 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.