Технология инкапсулирования Lactiplantibacillus Plantarum в оболочку альгината кальция для получения микрокапсул различных размеров
https://doi.org/10.37493/2307-910X.2025.1.11
Аннотация
Капсулирование Lactiplantibacillus plantarum в альгинат натрия проводилось методом экструзии с использованием установки ИИ 0.35-1.5 (ООО «МЗТА», г. Муром). Изменяя скорость привода диспергатора, были получены микрокапсулы различных размеров: 805 ± 410, 725 ± 400, 547 ± 300, 304 ± 175 мкм, соответственно. Определена производительность технологии микрокапсулирования, средние размеры полученных гидратированных и сублимированных микрокапсул, их морфологические особенности. Исследовано содержание жизнеспособных клеток в микрокапсулах различного размера.
Ключевые слова
Об авторах
Р. Э. ГригорянРоссия
Роза Эмировна Григорян, аспирант, инженер
кафедра прикладной биотехнологии; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79283058584
В. П. Курченко
Беларусь
Владимир Петрович Курченко, кандидат биологических наук, доцент, заведующий НИЛ
биологический факультет; НИЛ прикладных проблем биологии
Минск
тел.: +375296630347
Н. А. Головнева
Беларусь
Наталья Алексеевна Головнева, кандидат биологических наук, заведующий
лабораторией
лаборатория молочнокислых и бифидобактерий
Минск
тел.: +375173991222
В. В. Денисенко
Беларусь
Вера Витальевна Денисенко, научный сотрудник
лаборатория молочнокислых и бифидобактерий
Минск
тел.: +375172431142
И. А. Найденко
Беларусь
Инна Александровна Найденко, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
лаборатория молочнокислых и бифидобактерий
Минск
тел.: +375172431142
Д. А. Салманова
Россия
Динара Александровна Салманова, кандидат технических наук, ассистент, инженер
кафедра прикладной биотехнологии; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79064624914
Л. В. Гарибян
Россия
Лиана Валериковна Гарибян, аспирант, инженер
кафедра прикладной биотехнологии; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79881172345
И. В. Ржепаковский
Россия
Игорь Владимирович Ржепаковский, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник МНОЛ
медико-биологический факультет; МНОЛ экспериментальной иммуноморфологии, иммунопатологии и иммунобиотехнологии
Ставрополь
тел.: +79054164981
Л. Р. Алиева
Россия
Людмила Руслановна Алиева, доктор технических наук, доцент, заместитель декана по международной и инновационной деятельности, ведущий научный сотрудник
факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79624016644
А. Д. Лодыгин
Россия
Алексей Дмитриевич Лодыгин, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой, главный научный сотрудник
кафедра прикладной биотехнологии; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79288263918
И. А. Евдокимов
Россия
Иван Алексеевич Евдокимов, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой, главный научный
сотрудник
базовая кафедра технологии молока и молочных продуктов; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; научно-исследовательская лаборатория пищевой и промышленной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79624030847
М. И. Шрамко
Россия
Мария Ивановна Шрамко, кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник, доцент
НИЛ пищевой и промышленной биотехнологии; факультет пищевой инженерии и биотехнологий имени академика А.Г. Храмцова; кафедра прикладной биотехнологии
Ставрополь
тел.: +79054149526
Список литературы
1. Ali U., Saeed M., Ahmad Z., Shah F.-u.-H., Rehman M. A., Mehmood T., Rahman A. Stability and survivability of alginate gum-coated lactobacillus rhamnosus GG in simulated gastrointestinal conditions and probiotic juice development // Journal of Food Quality. 2023.
2. Ballesteros L. F., Ramirez M. J., Orrego C. E., Teixeira J. A., Mussatto S. I. Encapsulation of antioxidant phenolic compounds extracted from spent coffee grounds by freeze-drying and spray-drying using different coating materials // Food Chem. 2017. Vol. 237. P. 623–631.
3. Barajas-Alvarez P., Gonzalez-Avila M., Espinosa-Andrews H. Recent advances in probiotic encapsulation to improve viability under storage and gastrointestinal conditions and their impact on functional food formulation // Food Reviews International. 2023. Vol. 39. No. 2. P. 992–1013.
4. De Mman J. C., Sharpe M., Rogosa E. A medium for the cultivation of lactobacilli // Journal of appl. bacteriology. 1960. Vol. 23. No. 1. P. 130–135.
5. Ding W. K., Shah N. P. An improved method of microencapsulation of probiotic bacteria for their stability in acidic and bile conditions during storage // J. Food Sci. 2009. Vol. 74. P. M53–M61. doi: 10.1111/j.1750-3841.2008.01030.x
6. Espitia P. J. P., Batista R. A., Azeredo H. M. C., Otoni C. G.. Probiotics and their potential 298 applications in active edible films and coatings, 299 // Int. Food Res. J. 2016. Vol. 90. P. 42–52. doi: 10.1016/j.foodres.2016.10.026
7. Fu S., Thacker A., Sperger D. M., Boni R. L., Buckner I. S., Velankar S., Munson E. J., Block L. H. Relevance of Rheological Properties of Sodium Alginate in Solution to Calcium Alginate Gel Properties // AAPS Pharm. Sci. Tech. 2011. Vol. 12. No. 2. P. 453–460.
8. Gbassi G. K., Vandamme T. Probiotic encapsulation technology: from microencapsulation to release into the gut // Pharmaceutics. 2012. Vol. 4. P. 49–163. doi: 10.3390/pharmaceutics4010149
9. Goula A. M., Adamopoulos K. G. A new technique for spray-dried encapsulation of Lycopene // Drying Technology. 2012. Vol. 30. No. 6. P. 641–652.
10. Huang G., Chen S., Dai C., Sun L., Sun W., Tang Y., Ma H. Effects of ultrasound on microbial growth and enzyme activity // Ultrasonics Sonochemistry. 2017. Vol. 37. P. 144–149.
11. Kailasapathy K. Encapsulation technologies for functional foods and nutraceutical product development // Cab. Rev. Perspect. Agric. Vet. Sci. Nutr. Nat. Resour. 2009. Vol. 4. No. 7. P. 1–13. doi: 10.1079/PAVSNNR20094033
12. Karimi M., Sekhavatizadeh S. S., Hosseinzadeh S. Milk dessert containing Lactobacillus reuteri (ATCC 23272) encapsulated with sodium alginate, Ferula assa-foetida and Zedo (Amygdalus scoparia) gum as three layers of wall materials // Food and Bioproducts Processing. 2021. Vol. 127. P. 244–254.
13. Krasaekoopt W., Bhandari B., Deeth H. C. Survival of probiotics encapsulated in chitosan-coated alginate beads in yoghurt from UHT-and conventionally treated milk during storage // LWT. 2006. Vol. 39. P. 177–183, doi: 10.1016/j.lwt.2004.12.006
14. Lu S., Li Z., Li D.-T., Xu M., Huai-Yu C., Zhi-Liang Z., Zhen-Xing T. Encapsulation of probiotic L. bulgaricus in alginate-milk microspheres and evaluation of the survival in simulated gastrointestinal conditions // J. Food Eng. 2013. Vol. 11. P. 99–104. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2013.02.012
15. Man de J. C., Rogosa M., Sharpe M. E. A medium for the cultivation of lactobacilli // Journal of Appl. Bacteriology. 1960. Vol. 23. No. 1. P. 130–135.
16. Yao M., Xie J., Du H., McClements D. J., Xiao H., Li L. Progress in microencapsulation of probiotics : a review // CRFSFS. 2020. Vol. 19. No. 2. P. 857–874. doi: 10.1111/1541-4337.12532
17. Ganje M., Sekhavatizadeh S. S., Hejazi S. J., Mehrpooya R. Effect of encapsulation of Lactobacillus reuteri (ATCC 23272) in sodium alginate and tomato seed mucilage on properties of ketchup sauce. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications. 2024. Vol. 7. P. 100486. doi: 10.1016/j.carpta.2024.100486
18. Найденко И. А., Денисенко В. В. Патент РБ на изобретение № 15103. Штамм бактерий Lactobacillus plantarum БИМ В-492 Д для получения пробиотического препарата для животных. – заявка № а20091261 от 2009. 08. 26 – Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели. Промышленные образцы». 2011. № 6. С. 124.
19. Oro C. E. D., Mignoni M. L., Zabot G. L., Backes G. T., Dallago R. M., Tres M. V. Technical characteristics for encapsulation in the food industry. Novel and Alternative Methods in Food Processing: Biotechnological, Physicochemical, and Mathematical Approaches. 2023. Vol. 303.
20. Padhmavathi V., Shruthy R., Preetha R. Chitosan coated skim milk-alginate microspheres for better survival of probiotics during gastrointestinal transit. J. Food Sci. Technol. 2023. Vol. 60. No. 3. P. 889–895. doi: 10.1007/s13197-021-05179-1
21. Piskov S., Timchenko L., Avanesyan S., Siddiqui S. A., Sizonenko M., Kurchenko V., Rzhepakovsky I., Blinov A., Nagdalian A., Shariati M. A., Ibrahim S. A. Comparative Study on the Structural Properties and Lipid Profile of Mushroom (Pleurotus ostreatus) Powder Obtained by Different Drying Methods. Agriculture. 2022. Vol. 12. P. 1590. doi: 10.3390/agriculture12101590
22. Pourakbar N., Ganje M., Shekarfroush S. S., Hosseinzadeh S. Physicochemical and sensory properties of probiotic yogurt containing Lactobacillus plantarum ATCC 10241 microencapsulated with okra (Abelmoschus esculentus) mucilage and sodium alginate. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre. 2023. Vol. 30. P. 100364.
23. Praveen K., Suman D. Chitosan encapsulation of Pediococcus acidilactici NCDC 252 improved its survival in simulated gastro-intestinal conditions. Process Biochemistry. 2024. doi: 10.1016/j.procbio.2024.01.013
24. Penalva R., Martínez-Lopez A.L., Gamazo C., Gonzalez-Navarro C. J., Gonzalez-Ferrero C., Virto-Resano R., Brotons-Canto A. Encapsulation of Lactobacillus plantarum in casein-chitosan microparticles facilitates the arrival to the colon and develops an immunomodulatory effect. Food Hydrocoll. 2023. Vol. 136. P. 108213, doi: 10.1016/j.foodhyd.2022.108213
25. Shori A. B. Microencapsulation improved probiotics survival during gastric transit. 2017. HAYATI J. Biosci. Vol. 24. P. 1–5. doi: 10.1016/j.hjb.2016.12.008
26. Silva P. T. D., Fries L. L. M., Menezes C. R. D., Holkem A. T., Schwan C. L., Wigmann E. F., Silva C. D. B. D. Microencapsulation: Concepts, mechanisms, methods and some applications in food technology // Cienda Rura. 2014. Vol. 44. P. 1304–1311.
27. Yash P., Manish Y., Sachin K. Microencapsulation in the chitosan-coated alginate-inulin matrix of Limosilactobacillus reuteri SW23 and Lactobacillus salivarius RBL50 and their characterization. Carbohydr. Polym. 2023. Vol. 5. P. 100285. doi: 10.1016/j.carpta.2023.100285
Рецензия
Для цитирования:
Григорян Р.Э., Курченко В.П., Головнева Н.А., Денисенко В.В., Найденко И.А., Салманова Д.А., Гарибян Л.В., Ржепаковский И.В., Алиева Л.Р., Лодыгин А.Д., Евдокимов И.А., Шрамко М.И. Технология инкапсулирования Lactiplantibacillus Plantarum в оболочку альгината кальция для получения микрокапсул различных размеров. Современная наука и инновации. 2025;(1):135-149. https://doi.org/10.37493/2307-910X.2025.1.11
For citation:
Grigorian R.E., Kurchenko V.P., Golovnyova N.A., Denisenko V.V., Naidenko I.A., Salmanova D.A., Garibian L.V., Rzhepakovsky I.V., Alieva L.R., Lodygin A.D., Evdokimov I.A., Shramko M.I. The technology of encapsulation of Lactiplantibacillus Plantarum in a calcium alginate shell to produce microcapsules of various sizes. Modern Science and Innovations. 2025;(1):135-149. (In Russ.) https://doi.org/10.37493/2307-910X.2025.1.11