Влияние различных видов пектина на интенсивность роста штаммов Lactococcus lactis и Lactiplantibacillus plantarum и сохранение жизнеспособности микроорганизмов при инкапсулировании

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. 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. 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. 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. 

1. Hill 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.2014.66

2. Marco 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.2016.11.010

3. Anal 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.2007.01.004

4. Tripathi 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.2014.04.030

5. Sriamornsak P. Application of pectin in oral drug delivery // Expert Opinion on Drug Delivery. 2011. Vol. 8. No. 8. P. 1009–1023. https://doi.org/10.1517/17425247.2011.584867

6. Voragen 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-z

7. Rajabzadeh-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.

8. 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/10.1080/10408399709527767

9. Brinques 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.2010.10.006

10. Burgain 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.2010.12.031

11. Gbassi 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.2008.11.012

12. Фарзалиев 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).

13. 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-w

14. Касабиева 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).

15. Бутова С. Н., Рылков В. В. Использование биологически активной добавки "биопектин" в технологии функциональных продуктов // Пищевая промышленность. 2018. № 6. С. 11–13.

16. 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.

17. 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.2024.110765

18. Duraisamy 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/cimb44020051

19. Nazir 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.0303091