msiСовременная наука и инновацииModern Science and Innovations2307-910XNorth-Caucasus Federal University10.37493/2307-910X.2026.2.8msi-1888Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВTECHNOLOGY OF FOOD PRODUCTSВлияние различных видов пектина на интенсивность роста штаммов Lactococcus lactis и Lactiplantibacillus plantarum и сохранение жизнеспособности микроорганизмов при инкапсулированииEffect of different types of pectin on the growth rate of Lactococcus lactis and Lactiplantibacillus plantarum strains and the preservation of microbial viability during encapsulationhttps://orcid.org/0009-0006-4243-559XБутримоваО. С.ButrimovaO. S.

Олеся Сергеевна Бутримова – аспирант по направлению подготовки 4.3.5 Биотехнология пищевых продуктов и биологически активных веществ

д. 1, ул. Пушкина, Ставрополь, 355017

Olesya S. Butrimova – postgraduate student in the field of 4.3.5 Biotechnology of food products and biologically active substances

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

olesia89624601442@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8777-8592БудкевичР. О.BudkevichR. O.

Роман Олегович Будкевич – доктор биологических наук, доцент

д. 1, ул. Пушкина, Ставрополь, 355017

Roman O. Budkevich – Dr. Sci. (Biol.), Associate Professor

1, Pushkin St., Stavropol, 355017

rbudkevich@ncfu.ruСеверо-Кавказский федеральный университетРоссияNorth-Caucasus Federal UniversityRussian Federation2026250820260299110Copyright © Бутримова О.С., Будкевич Р.О., 20262026Бутримова О.С., Будкевич Р.О.Butrimova O.S., Budkevich R.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://msi.elpub.ru/jour/article/view/1888Введение

Введение. В статье представлено описание влияния различных видов пектина на интенсивность роста пробиотических микроорганизмов и эффективность их защиты при инкапсулировании. Использование полисахаридных матриц для микрокапсулирования рассматривается как перспективный способ повышения стабильности пробиотиков в процессе хранения и применения в составе функциональных продуктов питания. Целью исследования являлась оценка влияния различных типов пектина на рост штаммов Lactococcus lactis и Lactiplantibacillus plantarum, а также определение эффективности пектиновых матриц для сохранения жизнеспособности микроорганизмов при микрокапсулировании.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование построено на анализе интенсивности роста пробиотических культур в питательных средах с добавлением различных видов пектина, а также на оценке выживаемости микроорганизмов после инкапсулирования и в процессе хранения. Жизнеспособность клеток определяли микробиологическими методами с подсчётом колониеобразующих единиц и сравнением показателей сохранности пробиотических культур в различных пектиновых матрицах.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. В ходе работы установлено, что использование пектинов в качестве матриц для микрокапсулирования способствует повышению стабильности пробиотических культур. Наиболее выраженные защитные свойства продемонстрировал цитрусовый пектин, обеспечивший наибольшую сохранность клеток исследуемых микроорганизмов в процессе хранения. Показано, что структурные особенности и степень метоксилирования пектина оказывают значительное влияние на эффективность инкапсуляции и устойчивость пробиотических клеток.

Заключение

Заключение. По итогам проведённого исследования установлено, что микрокапсулирование пробиотических микроорганизмов в матрицы на основе пектинов позволяет существенно повысить их стабильность и выживаемость в процессе хранения. Наиболее эффективными защитными свойствами обладали микрокапсулы на основе цитрусового пектина, обеспечившие сохранность Lactococcus lactis и Lactiplantibacillus plantarum на уровне 87,41% и 88,81% соответственно после 8 недель хранения. Полученные результаты подтверждают перспективность использования пектиновых полисахаридов для разработки биологически активных добавок и функциональных продуктов питания с пролонгированным сроком хранения и высокой биологической ценностью. 

Introduction

Introduction. The article describes the effect of various types of pectin on the growth rate of probiotic microorganisms and the effectiveness of their protection during encapsulation. The use of polysaccharide matrices for microcapsulation is considered as a promising way to increase the stability of probiotics during storage and use in functional foods. The aim of the study was to evaluate the effect of various types of pectin on the growth of Lactococcus lactis and Lactiplantibacillus plantarum strains, as well as to determine the effectiveness of pectin matrices for maintaining the viability of microorganisms during microcapsulation.

Materials and methods

Materials and methods. The study is based on the analysis of the growth rate of probiotic cultures in nutrient media with the addition of various types of pectin, as well as on the assessment of the survival of microorganisms after encapsulation and during storage. Cell viability was determined by microbiological methods with the calculation of colony-forming units and the comparison of the preservation parameters of probiotic cultures in various pectin matrices.

Results and discussion

Results and discussion. In the course of the work, it was found that use of pectins as matrices for microcapsulation helps to increase the stability of probiotic cultures. Citrus pectin demonstrated the most pronounced protective properties, which ensured the greatest preservation of the cells of the studied microorganisms during storage. It has been shown that the structural features and the degree of pectin methoxylation have a significant effect on the encapsulation efficiency and stability of probiotic cells.

Conclusion

Conclusion. Based on the results of the study, it was found that the microcapsulation of probiotic microorganisms into pectin-based matrices can significantly increase their stability and survival during storage. Microcapsules based on citrus pectin had the most effective protective properties, which ensured the preservation of Lactococcus lactis and Lactiplantibacillus plantarum at the level of 87.41% and 88.81%, respectively, after 8 weeks of storage. Results obtained confirm the promising use of pectin polysaccharides for the development of biologically active additives and functional food products with a prolonged shelf life and high biological value. 

пектинпробиотические микроорганизмыжизнеспособностьхранениеполисахаридыстабилизацияLactiplantibacillus plantarumLactococcus lactispectinprobiotic microorganismsviabilitystoragepolysaccharidesstabilizationLactiplantibacillus plantarumLactococcus lactisИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №25-26-00766ReferencesHill C., Guarner F., Reid G., Gibson G. R., Merenstein D. J., Pot B., Morelli L., Canani R. B., Flint H. J., Salminen S., Calder P. C., Sanders M. E. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic // Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2014. Vol. 11. No. 8. P. 506–514. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2014.66Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME. The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. 2014;11(8):506-514. https://doi.org/10.1038/nrgastro.2014.66Marco M. L., Heeney D., Binda S., Cifelli C. J., Cotter P. D., Foligné B., Gänzle M., Kort R., Pasin G., Pihlanto A., Smid E. J., Hutkins R. Health benefits of fermented foods: microbiota and beyond // Current Opinion in Biotechnology. 2017. Vol. 44. P. 94–102. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.11.010Marco ML, Heeney D, Binda S, Cifelli CJ, Cotter PD, Foligné B, Gänzle M, Kort R, Pasin G, Pihlanto A, Smid EJ, Hutkins R. Health benefits of fermented foods: microbiota and beyond. Current Opinion in Biotechnology. 2017;44:94-102. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2016.11.010Anal A. K., Singh H. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery // Trends in Food Science & Technology. 2007. Vol. 18. No. 5. P. 240–251. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.01.004Anal AK, Singh H. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery. Trends in Food Science & Technology. 2007;18(5):240-251. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2007.01.004Tripathi M. K., Giri S. K. Probiotic functional foods: Survival of probiotics during processing and storage // Journal of Functional Foods. 2014. Vol. 9. P. 225–241. https://doi.org/10.1016/j.jff.2014.04.030Tripathi MK, Giri SK. Probiotic functional foods: Survival of probiotics during processing and storage. Journal of Functional Foods. 2014;9:225-241. https://doi.org/10.1016/j.jff.2014.04.030Sriamornsak P. Application of pectin in oral drug delivery // Expert Opinion on Drug Delivery. 2011. Vol. 8. No. 8. P. 1009–1023. https://doi.org/10.1517/17425247.2011.584867Sriamornsak P. Application of pectin in oral drug delivery. Expert Opinion on Drug Delivery. 2011;8(8):1009-1023. https://doi.org/10.1517/17425247.2011.584867Voragen A. G. J., Coenen G.-J., Verhoef R. P., Schols H. A. Pectin, a versatile polysaccharide present in plant cell walls // Structural Chemistry. 2009. Vol. 20. No. 2. P. 263–275. https://doi.org/10.1007/s11224-009-9442-zVoragen AGJ, Coenen G-J, Verhoef RP, Schols HA. Pectin, a versatile polysaccharide present in plant cell walls. Structural Chemistry. 2009;20(2):263-275. https://doi.org/10.1007/s11224-009-9442-zRajabzadeh-Khosroshahi M., Khoshfetrat A. B., Salami-Kalajahi M. A review on pectin-based nanostructures for drug and gene delivery systems // International Journal of Biological Macromolecules. 2025. Vol. 304. P. 140932.Rajabzadeh-Khosroshahi M, Khoshfetrat AB, Salami-Kalajahi M. A review on pectin-based nanostructures for drug and gene delivery systems. International Journal of Biological Macromolecules. 2025;304:140932.Thakur B. R., Singh R., Handa A. K. Chemistry and uses of pectin – A review // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 1997. Vol. 37. No. 1. P. 47–73. https://doi.org/10.1080/10408399709527767Thakur BR, Singh R, Handa AK. Chemistry and uses of pectin – A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 1997;37(1):47-73. https://doi.org/10.1080/10408399709527767Brinques G. B., Ayub M. A. Z. Effect of microencapsulation on survival of Lactobacillus plantarum in simulated gastrointestinal conditions, refrigeration, and yogurt // Journal of Food Engineering. 2011. Vol. 103. No. 2. P. 123–128. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.10.006Brinques GB, Ayub MAZ. Effect of microencapsulation on survival of Lactobacillus plantarum in simulated gastrointestinal conditions, refrigeration, and yogurt. Journal of Food Engineering. 2011;103(2):123-128. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.10.006Burgain J., Gaiani C., Linder M., Scher J. Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications // Journal of Food Engineering. 2011. Vol. 104. No. 4. P. 467–483. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.12.031Burgain J, Gaiani C, Linder M, Scher J. Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications. Journal of Food Engineering. 2011;104(4):467-483. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.12.031Gbassi G. K., Vandamme T., Ennahar S., Marchioni E. Microencapsulation of Lactobacillus plantarum spp in an alginate matrix coated with whey proteins // International Journal of Food Microbiology. 2009. Vol. 129. No. 1. P. 103–105. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.11.012Gbassi GK, Vandamme T, Ennahar S, Marchioni E. Microencapsulation of Lactobacillus plantarum spp in an alginate matrix coated with whey proteins. International Journal of Food Microbiology. 2009;129(1):103-105. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2008.11.012Фарзалиев Э., Голубев В. Н. Инновационный потенциал пектиновых веществ в структуре функциональных продуктов питания. 2021. URL: https://www.researchgate.net/publication/355038930_innovacionnyj_potencial_pektinovyh_vesestv_v_strukture_funkcionalnyh_produktov_pitania (дата обращения: 23.01.2026).Farzaliev E, Golubev VN. Innovative potential of pectin substances in the structure of functional food products. 2021. Available from: https://www.researchgate.net/publication/355038930_innovacionnyj_potencial_pektinovyh_vesestv_v_strukture_funkcionalnyh_produktov_pitania [Accessed 23 Jan 2026]. (In Russ.).Rajam R., Subramanian P. Encapsulation of probiotics: past, present and future // Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2022. Vol. 11. No. 1. Art. 46. https://doi.org/10.1186/s43088-022-00228-wRajam R, Subramanian P. Encapsulation of probiotics: past, present and future. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2022;11(1):46. https://doi.org/10.1186/s43088-022-00228-wКасабиева А. А., Кисиева М. Т. Сравнительное изучение пектинов различного вида растительного сырья // Материалы VI Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум». URL: https://scienceforum.ru/2014/article/2014002135 (дата обращения: 23.01.2026).Kasabieva AA, Kisieva MT. Comparative study of pectins of various types of plant raw materials. In: Materials of the VI International Student Scientific Conference "Student Scientific Forum". Available from: https://scienceforum.ru/2014/article/2014002135 [Accessed 23 Jan 2026]. (In Russ.).Бутова С. Н., Рылков В. В. Использование биологически активной добавки "биопектин" в технологии функциональных продуктов // Пищевая промышленность. 2018. № 6. С. 11–13.Butova SN, Rylkov VV. The use of the biologically active additive "biopectin" in the technology of functional products. Food Industry. 2018;(6):11-13. (In Russ.).Икласова А. Ш., Сакипова З. Б., Бекболатова Э. Н. Пектин: состав, технология получения, применение в пищевой и фармацевтической промышленности // Вестник Казахского национального медицинского университета. 2018. № 3. С. 243–246.Iklasova ASh, Sakipova ZB, Bekbolatova EN. Pectin: composition, production technology, application in food and pharmaceutical industries. Bulletin of the Kazakh National Medical University. 2018;(3):243-246. (In Russ.).Galvez-Jiron F., Tang X., Gasaly N., Poncelet D., Wandersleben T., Drusch S., Acevedo F., de Vos P. Pectin-based encapsulation systems for the protection of beneficial bacterial species and impact on intestinal barrier function in vitro // Food Hydrocolloids. 2025. Vol. 160. Art. 110765. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110765Galvez-Jiron F, Tang X, Gasaly N, Poncelet D, Wandersleben T, Drusch S, Acevedo F, de Vos P. Pectin-based encapsulation systems for the protection of beneficial bacterial species and impact on intestinal barrier function in vitro. Food Hydrocolloids. 2025;160:110765. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110765Duraisamy S., Husain F., Balakrishnan S., Sathyan A., Subramani P., Chidambaram P., Arokiyaraj S., Al-Qahtani W. H., Rajabathar J., Kumarasamy A. Phenotypic Assessment of Probiotic and Bacteriocinogenic Efficacy of Indigenous LAB Strains from Human Breast Milk // Current Issues in Molecular Biology. 2022. Vol. 44. No. 2. P. 731–749. https://doi.org/10.3390/cimb44020051Duraisamy S, Husain F, Balakrishnan S, Sathyan A, Subramani P, Chidambaram P, Arokiyaraj S, Al-Qahtani WH, Rajabathar J, Kumarasamy A. Phenotypic Assessment of Probiotic and Bacteriocinogenic Efficacy of Indigenous LAB Strains from Human Breast Milk. Current Issues in Molecular Biology. 2022;44(2):731-749. https://doi.org/10.3390/cimb44020051Nazir S., Afzaal M., Saeed F., Ahmad A., Ateeq H., Ikram A., Rasheed A., Kiran F., Akram N., Ahmed F., Asghar A., Khan M. R. Survivability and behavior of probiotic bacteria encapsulated by internal gelation in non-dairy matrix and In Vitro GIT conditions // PLoS ONE. 2024. Vol. 19. No. 6. Art. e0303091. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0303091Nazir S, Afzaal M, Saeed F, Ahmad A, Ateeq H, Ikram A, Rasheed A, Kiran F, Akram N, Ahmed F, Asghar A, Khan MR. Survivability and behavior of probiotic bacteria encapsulated by internal gelation in non-dairy matrix and In Vitro GIT conditions. PLoS ONE. 2024;19(6):e0303091. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0303091

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