Наночастицы селена, стабилизированные хитозаном, для обогащения молочной продукции

Актуальность. Одним из решений проблемы дефицита селена является обогащение биодоступными формами селена социально значимых продуктов питания, в частности молочных продуктов. К подобным формам можно отнести наночастицы селена.

Цель работы — разработка молочного продукта, обогащенного наночастицами селена, стабилизированными хитозаном.

Методы. По данным спектроскопии динамического рассеяния света, образец наночастиц селена, стабилизированный хитозаном, имеет мономодальное распределение по размерам со средним гидродинамическим радиусом частиц 25 нм.

Результаты. Квантово-химическое моделирование наночастиц селена, стабилизированных хитозаном, позволило установить, что наиболее энергетически выгодным является взаимодействие поверхности наночастиц селена с гидроксильной группой, присоединенной к C3 остатка глюкозамина хитозана. Проводили исследование влияния технологических параметров на стабильность наночастиц селена, стабилизированных хитозаном. Установлено, что повышение времени экспозиции приводит к увеличению среднего гидродинамического радиуса наночастиц селена, стабилизированных хитозаном. В случае pH наблюдается обратная зависимость: частицы с наибольшим средним гидродинамическим радиусом находятся в образцах, имеющих кислую среду (pH ˂ 5). В рамках исследования влияния технологических параметров на стабильность наночастиц селена, стабилизированных хитозаном, установлено, что наночастицы селена, стабилизированные хитозаном, можно использовать в качестве источника селена для продуктов питания, которые имеют нейтральный pH, однако могут подвергаться тепловой обработке при температуре свыше 70 °С в течение 5–15 минут, в частности пастеризованное молоко. Исследование пастеризованного молока, обогащенного наночастицами селена, стабилизированными хитозаном, показало, что значительных изменений титруемой кислотности, поверхностного натяжения и pH молока, среднего гидродинамического радиуса мицелл казеина после обогащения молока не наблюдается. Значение антиоксидантной активности увеличивает на 0,88% — с 6,50 до 7,38%.

1. Varlamova 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/ijms221910808

2. Au A., Mojadadi A., Shao J.-Y., Ahmad G., Witting P.K. Physiological Benefits of Novel Selenium Delivery via Nanoparticles. International Journal of Molecular Sciences. 2023; 24(7): 6068. https://doi.org/10.3390/ijms24076068

3. Воробьев В.И., Воробьев Д.В., Щербакова Е.Н. Влияние Se, Co и J на продуктивность симментальских коров в биогеохимических условиях региона Нижней Волги. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013; (2): 93–94. https://www.elibrary.ru/qaqtwl

4. Zhang J., Saad R., Taylor E.W., Rayman M.P. Selenium and selenoproteins in viral infection with potential relevance to COVID-19. Redox Biology. 2020; 37: 101715. https://doi.org/10.1016/j.redox.2020.101715

5. Некрасов В.И., Скальный А.В., Дубовой Р.М. Роль микроэлементов в повышении функциональных резервов организма человека. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2006; (1): 111–113. https://www.elibrary.ru/kwznxl

6. Kuria A. et al. Does dietary intake of selenium protect against cancer? A systematic review and meta-analysis of population-based prospective studies. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2020; 60(4): 684–694. https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1548427

7. Kuria A. et al. Selenium status in the body and cardiovascular disease: a systematic review and meta-analysis. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2021; 61(21): 3616–3625. https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1803200

8. Hu W., Zhao C., Hu H., Yin S. Food Sources of Selenium and Its Relationship with Chronic Diseases. Nutrients. 2021; 13(5): 1739. https://doi.org/10.3390/nu13051739

9. Zhou J., Huang K., Lei X.G. Selenium and diabetes — Evidence from animal studies. Free Radical Biology and Medicine. 2013; 65: 1548–1556. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2013.07.012

10. Huang Y.-C., Combs G.F., Wu T.-L., Zeng H., Cheng W.-H. Selenium status and type 2 diabetes risk. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2022; 730: 109400. https://doi.org/10.1016/j.abb.2022.109400

11. Steinbrenner H., Duntas L.H., Rayman M.P. The role of selenium in type 2 diabetes mellitus and its metabolic comorbidities. Redox Biology. 2022; 50: 102236. https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102236

12. Воробьев В.И., Воробьев Д.В., Полковниченко А.П., Щербакова Е.Н., Захаркина Н.И. Содержание микроэлементов (Сo, Ni, Cu, Se, Mo и Mn) в почвах, растениях и кормах рационов сельхозживотных в Астраханской области. Естественные науки. 2010; (1): 7–12. https://www.elibrary.ru/muznld

13. Егорова Е.А., Гмошинский И.В., Зорин С.И., Мазо В.К. Изучение биодоступности различных пищевых форм микроэлемента селена в эксперименте. Вопросы питания. 2006; 75(3): 45–49. https://www.elibrary.ru/htowvl

14. Garza-García J.J.O. et al. The Role of Selenium Nanoparticles in Agriculture and Food Technology. Biological Trace Element Research. 2022; 200(5): 2528–2548. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02847-3

15. Chen N. et al. Selenium nanoparticles: Enhanced nutrition and beyond. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023; 63(33): 12360–12371. https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2101093

16. Храмцов А.Г. и др. Обогащение молочных продуктов биологически активными формами селена. Молочная промышленность. 2023; (6): 49–51. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2023-6-13

17. Bisht 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/D1MA00639H

18. Das J.K. et al. Food fortification with multiple micronutrients: impact on health outcomes in general population. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2019; (12): CD011400. https://doi.org/10.1002/14651858.CD011400.pub2

19. Блинов А.В., Рехман З.А., Гвозденко А.А., Голик А.Б., Нагдалян А.А., Ребезов М.Б. Молочный продукт, обогащенный тройным марганецсодержащим комплексом. Аграрная наука. 2024; (5): 117–123. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-382-5-117-123

20. Блинов А.В., Рехман З.А., Голик А.Б., Гвозденко А.А., Нагдалян А.А., Ребезов М.Б. Инновационная форма эссенциального микроэлемента меди для обогащения молочной продукции. Аграрная наука. 2024; (4): 153–159. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-381-4-153-159

21. Наумова Н.Л., Ребезов М.Б. Микроэлементный статус челябинцев как обоснование развития производства обогащенных продуктов питания. Фундаментальные исследования. 2012; (4–1): 196–200. https://elibrary.ru/pazfxv

22. Abilmazhinov Y., Rebezov M., Fedoseeva N., Nikolaeva N., Sepiashvili E. Enhancing Nutritional Value and Safety in Horse Meat Cutlets with Pumpkin Additives. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023; 1242(1): 012023. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1242/1/012023

23. Piskov S. et al. Effects of Various Drying Methods on Some Physico-Chemical Properties and the Antioxidant Profile and ACE Inhibition Activity of Oyster Mushrooms (Pleurotus Ostreatus). Foods. 2020; 9(2): 160. https://doi.org/10.3390/foods9020160