Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 89953 10.21603/1019-8946-2024-5-7 Научная статья Research Article Научная статья Effect of Selenium Nanoparticles on Physicochemical Profile and Shelf-Life of Fermented Dairy Drinks Влияние наночастиц селена на органолептические показатели и хранимоспособность кисломолочного напитка Блинов Андрей Владимирович Blinov Andrey V.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-5396-1548 Евдокимов Иван Алексеевич Evdokimov Ivan A. ievdokimov@ncfu.ru https://orcid.org/0000-0001-8460-2954 Лодыгин Алексей Дмитриевич Lodygin Alexei D. allodygin@yandex.ru Рехман Зафар Абдулович Rekhman Zafar A. zafrehman1027@gmail.com Серов Александр Владимирович Serov Alexander V.

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus Federal University Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus Federal University Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus federal university Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus Federal University Stavropol Russian Federation 24 10 2024 24 10 2024 5 26 30 24 04 2024 23 09 2024 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/89953/view

Представлен синтез наночастиц селена методом химического восстановления в водной среде с использованием селенсодержащего прекурсора (селенистой кислоты), стабилизатора (неионогенного ПАВ – Kolliphor HS 15) и восстанавливающего агента (аскорбиновой кислоты). Проведена выработка кисломолочного напитка с использованием закваски на чистой культуре Lactobacillus acidophilus, обогащенного полученными наночастицами из расчета 30 % от суточной дозы эссенциального микроэлемента селена, потребляемой взрослым организмом. Полученный ацидофильный кисломолочный напиток характеризуется слабовязкой консистенцией, чистым кисломолочным вкусом и запахом. Установлено, что наноразмерный селен не оказывает влияния на качество, физико-химические параметры, хранимоспособность и дегустационные характеристики кисломолочного напитка. Исследовано влияние наночастиц селена на динамику изменения титруемой и активной кислотности (потенциометрическим и титриметрическим методом соответственно) в процессе хранения кисломолочного напитка. Установлено, что активная кислотность среды и титруемая кислотность на момент окончания срока годности соответствуют регламентированным значениям согласно ГОСТ 32923-2014 «Продукты кисломолочные, обогащенные пробиотическими микроорганизмами. Технические условия». Исследовано влияние наночастиц селена, стабилизированных Kolliphor HS 15, на рост и развитие культуры Lactobacillus acidophilus методом микроскопирования, а также проведен подсчет колониеобразующих единиц. Установлено, что наноразмерные частицы селена оказывают стимулирующее действие на рост бактерий Lactobacillus acidophilus, так как в опытном образце кисломолочного напитка наблюдается увеличение количества колониеобразующих единиц молочнокислых бактерий по сравнению с контролем.

The article describes the synthesis of selenium nanoparticles by chemical reduction in an aqueous medium using selenious acid as a precursor, nonionic surfactant Kolliphor HS15 as a stabilizer, and ascorbic acid as a reducing agent. The new acidophilic fermented dairy drink contained a starter based on a pure culture of Lactobacillus acidophilus. It was fortified with selenium nanoparticles at the rate of 30 % of recommended daily intake for adult consumers. The experimental drink had a slightly viscous consistency but tasted and smelled like pure fermented milk. Nanoselenium had no effect on the quality, physicochemical parameters, storage capacity, and sensory profile of the experimental fermented dairy drink. The changes in titratable and active acidity were studied during storage by potentiometric and titrimetric methods, respectively. The active acidity of the medium and the titratable acidity at the end of shelf-life corresponded to State Standard GOST 32923-2014 for fermented milk products fortified with probiotic microorganisms. The method of microscopy made it possible to study the effect of selenium nanoparticles stabilized by Kolliphor HS15 on the growth of Lactobacillus acidophilus. Nanoselenium stimulated the growth of Lactobacillus acidophilus: the experimental fermented dairy drink demonstrated a significant increase in lactic acid bacterial count compared to the control sample.

 дефицит микроэлементов наноразмерный селен ацидофильный кисломолочный напиток органолептические характеристики хранимоспособность micronutrient deficiency selenium nanoparticles acidophilic fermented dairy drink sensory profile shelf-life Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-16-00120, https://rscf.ru/project/23-16-00120

Щигарцова, В. В. Обогащение селеном продуктов питания / В. В. Щигарцова // Образование и наука без границ: социально-гуманитарные науки. 2017. № 6. С. 249–252. https://elibrary.ru/yljqlx Schigarcova, V. V. Obogaschenie selenom produktov pitaniya / V. V. Schigarcova // Obrazovanie i nauka bez granic: social'no-gumanitarnye nauki. 2017. № 6. S. 249–252. https://elibrary.ru/yljqlx Синдирева, А. В. Влияние селенита и селената натрия на рост и развитие растений / А. В. Синдирева, А. К. Мангутова, Е. С. Швец // Проблемы региональной экологии. 2023. № 6. С. 87–95. https://doi.org/10.24412/1728-323X-2023-6-87-95; https://elibrary.ru/gtenww Sindireva, A. V. Vliyanie selenita i selenata natriya na rost i razvitie rasteniy / A. V. Sindireva, A. K. Mangutova, E. S. Shvec // Problemy regional'noy ekologii. 2023. № 6. S. 87–95. https://doi.org/10.24412/1728-323X-2023-6-87-95; https://elibrary.ru/gtenww Маллаходжаев, А. А. Селен И Его Соединения, Метаболизм И Участие В Функциях Организма / А. А. Маллаходжаев, Б. А. Юсупов, М. С. Саидмуродов, Ф. А. Жамалова // Central Asian Journal of Medical and Natural Science. 2022. Т. 3. №. 2. С. 351–364. https://doi.org/10.17605/cajmns.v3i2.675 Mallahodzhaev, A. A. Selen I Ego Soedineniya, Metabolizm I Uchastie V Funkciyah Organizma / A. A. Mallahodzhaev, B. A. Yusupov, M. S. Saidmurodov, F. A. Zhamalova // Central Asian Journal of Medical and Natural Science. 2022. T. 3. №. 2. S. 351–364. https://doi.org/10.17605/cajmns.v3i2.675 Горбачев, А. Л. Особенности взаимосвязи элементного состава и иммунных реакций у представителей этнодемографических групп Северо-Востока России / А. Л. Горбачев, А. А. Киричук, Н. В. Похилюк // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2023. Т. 31. №. 1. С. 55–69. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2023-31-1-55-69; https://elibrary.ru/kkzvfb Gorbachev, A. L. Osobennosti vzaimosvyazi elementnogo sostava i immunnyh reakciy u predstaviteley etnodemograficheskih grupp Severo-Vostoka Rossii / A. L. Gorbachev, A. A. Kirichuk, N. V. Pohilyuk // Vestnik Rossiyskogo universiteta druzhby narodov. Seriya: Ekologiya i bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2023. T. 31. №. 1. S. 55–69. https://doi.org/10.22363/2313-2310-2023-31-1-55-69; https://elibrary.ru/kkzvfb Князева, Н. В. Влияния селена на организм человека и животных / Н. В. Князева // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства. 2020. № 22. С. 392–398. https://elibrary.ru/tnvwkh Knyazeva, N. V. Vliyaniya selena na organizm cheloveka i zhivotnyh / N. V. Knyazeva // Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tehnologii proizvodstva i pererabotki produkcii sel'skogo hozyaystva. 2020. № 22. S. 392–398. https://elibrary.ru/tnvwkh Мосолова, Н. И. Обогащение козьего молока и продуктов детского питания на его основе органическим йодом и селеном / Н. И. Мосолова, А. А. Короткова, В. Н. Храмова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 3. С. 55–57. https://elibrary.ru/pappnv Mosolova, N. I. Obogaschenie koz'ego moloka i produktov detskogo pitaniya na ego osnove organicheskim yodom i selenom / N. I. Mosolova, A. A. Korotkova, V. N. Hramova // Hranenie i pererabotka sel'hozsyr'ya. 2012. № 3. S. 55–57. https://elibrary.ru/pappnv Голубкина, Н. А. К вопросу обогащения пищевых продуктов селеном / Н. А. Голубкина, С. А. Хотимченко, В. А. Тутельян // Микроэлементы в медицине. 2003. Т. 4, № 4. С. 1–5. https://elibrary.ru/mhnnse Golubkina, N. A. K voprosu obogascheniya pischevyh produktov selenom / N. A. Golubkina, S. A. Hotimchenko, V. A. Tutel'yan // Mikroelementy v medicine. 2003. T. 4, № 4. S. 1–5. https://elibrary.ru/mhnnse Проскурина-Ткачева, А. С. Состояние и перспективы совершенствования технологии кисломолочных продуктов для функционального питания / А. С. Проскурина-Ткачева // Grand Altai Research & Education. 2016. №. 2. С. 70–78. https://elibrary.ru/yidobt Proskurina-Tkacheva, A. S. Sostoyanie i perspektivy sovershenstvovaniya tehnologii kislomolochnyh produktov dlya funkcional'nogo pitaniya / A. S. Proskurina-Tkacheva // Grand Altai Research & Education. 2016. №. 2. S. 70–78. https://elibrary.ru/yidobt Sharma, H. Impact of lactic acid bacteria and their metabolites on the techno-functional properties and health benefits of fermented dairy products / H. Sharma [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. Vol. 63(21). P. 4819–4841. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2007844 Sharma, H. Impact of lactic acid bacteria and their metabolites on the techno-functional properties and health benefits of fermented dairy products / H. Sharma [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023. Vol. 63(21). P. 4819–4841. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.2007844 Зобкова, З. С. Совершенствование и разработка всего спектра технологий цельномолочных продуктов, в том числе традиционных, специального назначения и с новыми потребительскими свойствами / З. С. Зобкова // Идеи академика Владимира Дмитриевича Харитонова в наукоемких технологиях переработки молока. – М.: ФГАНУ «ВНИМИ», 2021. – С. 109–128. https://elibrary.ru/rqllbl Zobkova, Z. S. Sovershenstvovanie i razrabotka vsego spektra tehnologiy cel'nomolochnyh produktov, v tom chisle tradicionnyh, special'nogo naznacheniya i s novymi potrebitel'skimi svoystvami / Z. S. Zobkova // Idei akademika Vladimira Dmitrievicha Haritonova v naukoemkih tehnologiyah pererabotki moloka. – M.: FGANU «VNIMI», 2021. – S. 109–128. https://elibrary.ru/rqllbl García-Burgos, M. New perspectives in fermented dairy products and their health relevance / M. García-Burgos [et al.] // Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 72. 104059. https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.104059 García-Burgos, M. New perspectives in fermented dairy products and their health relevance / M. García-Burgos [et al.] // Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 72. 104059. https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.104059 Kantorová, V. Determination of selenium nanoparticles in fermented dairy products / V. Kantorová [et al.] // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 2023. Vol. 199. 106592. https://doi.org/10.1016/j.sab.2022.106592 Kantorová, V. Determination of selenium nanoparticles in fermented dairy products / V. Kantorová [et al.] // Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy. 2023. Vol. 199. 106592. https://doi.org/10.1016/j.sab.2022.106592 Румянцева, Л. А. К вопросу о качестве и гигиенической безопасности кисломолочных продуктов (обзорная статья) / Л. А. Румянцева, О. В. Ветрова, А. В. Истомин // Здоровье населения и среда обитания. 2021. №. 8. С. 39–47. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-29-8-39-47; https://elibrary.ru/tqotmq Rumyanceva, L. A. K voprosu o kachestve i gigienicheskoy bezopasnosti kislomolochnyh produktov (obzornaya stat'ya) / L. A. Rumyanceva, O. V. Vetrova, A. V. Istomin // Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya. 2021. №. 8. S. 39–47. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2021-29-8-39-47; https://elibrary.ru/tqotmq Белокурова, Е. В. Подбор микроэлементов для иммобилизации их коллоидных структур на природном носителе с целью обогащения основных пищевых продуктов / Е. В. Белокурова, Е. С. Попов, М. А. Саргсян // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2022. Т. 84, № 1(91). С. 162–166. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-1-162-166; https://elibrary.ru/haqhkf Belokurova, E. V. Podbor mikroelementov dlya immobilizacii ih kolloidnyh struktur na prirodnom nositele s cel'yu obogascheniya osnovnyh pischevyh produktov / E. V. Belokurova, E. S. Popov, M. A. Sargsyan // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tehnologiy. 2022. T. 84, № 1(91). S. 162–166. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-1-162-166; https://elibrary.ru/haqhkf Панов, Д. А. Синтез и свойства наночастиц селена в матрице природных полисахаридов / Д. А. Панов, А. М. Кацев, А. В. Омельченко // Химия растительного сырья. 2022. № 1. С. 81–91. https://doi.org/10.14258/jcprm.2022019275; https://elibrary.ru/joedea Panov, D. A. Sintez i svoystva nanochastic selena v matrice prirodnyh polisaharidov / D. A. Panov, A. M. Kacev, A. V. Omel'chenko // Himiya rastitel'nogo syr'ya. 2022. № 1. S. 81–91. https://doi.org/10.14258/jcprm.2022019275; https://elibrary.ru/joedea Уточкина, Е. А. Влияние арабиногалактана на микробиологические показатели и хранимоспособность кисломолочного продукта / Е. А. Уточкина, Е. И. Решетник // Техника и технология пищевых производств. 2012. № 4(27). С. 72A–76. https://elibrary.ru/pilqhh Utochkina, E. A. Vliyanie arabinogalaktana na mikrobiologicheskie pokazateli i hranimosposobnost' kislomolochnogo produkta / E. A. Utochkina, E. I. Reshetnik // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2012. № 4(27). S. 72A–76. https://elibrary.ru/pilqhh Osman, A. H. Chemical, microbiological, rheological and sensory properties of yoghurt fortified with selenium / A. H. Osman [et al.] // Assuit Journal of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 50. №. 4. P. 51–63. https://doi.org/10.21608/ajas.2020.70972 Osman, A. H. Chemical, microbiological, rheological and sensory properties of yoghurt fortified with selenium / A. H. Osman [et al.] // Assuit Journal of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 50. №. 4. P. 51–63. https://doi.org/10.21608/ajas.2020.70972