Исследование влияния типа стабилизатора наночастиц селена на физико-химические параметры молока

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.

1. 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

2. Ferro 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.202100598

3. Garza-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/s12011-021-02847-3

4. Gudkov 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/ma16145164

5. Astashev 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.2021.105143

6. Geoffrion 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.9b03172

7. Nayak V. et al. Potentialities of selenium nanoparticles in biomedical science. New Journal of Chemistry. 2021; 45(6): 2849–2878. https://doi.org/10.1039/D0NJ05884J

8. Geoffrion 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.9b03172

9. Burmistrov 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/polym14010049

10. Chausov 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/ma15020527

11. Xia 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/d0fo03067h

12. Fairweather-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.2010.28674J

13. Roman M., Jitaru P., Barbante C. Selenium biochemistry and its role for human health. Metallomics. 2014; 6(1): 25–54. https://doi.org/10.1039/c3mt00185g

14. Gać 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.2020.103553

15. Mehdi 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/molecules18033292

16. 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

17. Wang 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.70830

18. 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

19. Dawood 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/antiox10091364

20. Блинов А.В. и др. Оптимизация методики получения наночастиц селена, стабилизированных кокамидопропилбетаином. Российский химический журнал. 2022; 66(1): 86–92.

21. 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.

22. Духновский Е.А. Применение наночастиц селена в онкологии (обзор). Разработка и регистрация лекарственных средств. 2023; 12(2): 34–43.

23. Шурыгина И.А., Шурыгин М.Г. Нанокомпозиты селена — перспективы применения в онкологии. Вестник новых медицинских технологий. 2020; 27(1): 81–86.

24. Литвяк В.В., Копыльцов А.А., Ананских В.В. Нанотехнологии в пищевой промышленности. Пищевая промышленность. 2020; 12: 14–19.

25. Stobiecka M., Król J., Brodziak A. Antioxidant activity of milk and dairy products. Animals. 2022; 12(3): 245. https://doi.org/10.3390/ani12030245

26. Пономарева Е.А., Русецкая Н.Ю. Влияние дефицита и избытка селена на организм человека. Young people and science: results and perspectives. 2023; 165.

27. 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.

28. 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.

29. Блинов А.В. и др. Наночастицы селена, стабилизированные хитозаном, для обогащения молочной продукции. Аграрная наука. 2024; 1(9): 130–135. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-386-9-130-135

30. Блинов А.В. и др. Разработка принципов обогащения молока наноразмерными формами эссенциального микроэлемента селена. Индустрия питания. 2024; 9(2): 77–84.