Аннотация

Введение. Инкапсулирование является эффективной технологией защиты биологически активных ингредиентов во время обработки и хранения и предотвращает возможное взаимодействие с другими компонентами пищи.
Объекты и методы исследования. Технология биотрансформации овсяных отрубей основывалась на ультразвуковой обработке и ферментативном гидролизе. Для приготовления микрокапсул растворы сывороточного белкового концентрата (СБК) и мальтодекстрина (МД) смешивали в соотношениях 6:4, 4:6 и 5:5. Затем смеси обрабатывали ультразвуком и 10 % (мас./мас.) раствора гуаровой камеди в качестве материала двойной стенки.
Результаты и их обсуждение. Показано, что количество феруловой кислоты основного антиоксдиданта зерновых культур при ультразвуком воздействии составляет 9,2 мг/мл, при ферментативном методе экстракции – 9,0 мг/мл, при химическом – 8,6 мг/мл. Антиоксидантная активность полученных полифенолов (до 921 у.е.а./мл) зависит от концентрации препарата в растворе и метода экстракции. Подтверждено, что полифенолы, полученные с помощью применения ультразвукового воздействия и ферментных препаратов, обладают более выраженной антиоксидантной активностью. Для защиты чувствительных к условиям внешней среды полифенолов была исследована возможность их инкапсуляции в коацерваты СБК и МД в различных соотношениях. Самая высокая эффективность инкапсуляции (95,28 %) была зафиксирована при соотношении СБК:МД = 60:40. Для изучения влияния структурных характеристик капсул на кинетику высвобождения полифенолов был использован протокол ферментативного гидролиза in vitro, имитирующий переваривание в желудочно-кишечном тракте. Процент высвобождения полифенолов из капсул варьировался от 70 до 83 % после 2 ч переваривания, что подтверждает эффективность технологии микрокапсулирования.
Выводы. Подтверждена возможность использования полифенолов, полученных биотехнологическим методом из овсяных отрубей, в качестве функциональных ингредиентов. Это позволит использовать их в новых продуктах с бифидогенными свойствами. Доказано, что сывороточный белок может быть использован для инкапсуляции полифенолов в качестве материала стенки микрокапсул.

Ключевые слова

Зерновые продукты, фенольные соединения, инкапсулирование, комплексная коацервация, альбумин, глобулин, декстрины, ферментативный гидролиз, in vitro

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Arabshahi-D, S. Evaluation of antioxidant activity of some plant extracts and their heat, pH and storage stability / S. Arabshahi-D, D. Vishalakshi Devi, A. Urooj // Food Chemistry. – 2007. – Vol. 100, № 3. – P. 1100–1105. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.11.014.
2. Protein-loaded sodium alginate and carboxymethyl cellulose beads for controlled release under simulated gastrointestinal conditions / A. Bannikova, L. Rasumova, A. Evteev [et al.] // International Journal of Food Science and Technology. – 2017. – Vol. 52, № 10. – P. 2171–2179. DOI: https://doi.org/10.1111/ijfs.13496.
3. Microencapsulation of vanilla (Vanilla planifolia Andrews) and powder characterization / S. J. Calva-Estrada, M. R. Mendoza, O. García [et al.] // Powder Technology. – 2018. – Vol. 323. – P. 416–423. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2017.10.035.
4. Fardet, A. New hypotheses for the health-protective mechanisms of whole-grain cereals: What is beyond fibre? / A. Fardet // Nutrition Research Reviews. – 2010. – Vol. 23, № 1. – P. 65–134. DOI: https://doi.org/10.1017/S0954422410000041.
5. Variation of polyphenols, anthocyanins and antioxidant power in the strawberry grape (Vitis labrusca) after simulated gastro-intestinal transit and evaluation of in vitro antimicrobial activity / T. Granese, F. Cardinale, A. Cozzolino [et al.] // Food and Nutrition Sciences. – 2014. – Vol. 5. – P. 60–65. DOI: https://doi.org/10.4236/fns.2014.51008.
6. Heinritz, S. N. Use of pigs as a potential model for research into dietary modulation of the human gut microbiota / S. N. Heinritz, R. Mosenthin, E. Weiss // Nutrition Research Reviews. – 2013. – Vol. 26, № 2. – P. 191–209. DOI: https://doi.org/10.1017/S0954422413000152.
7. Huang, X. Hydrocolloids in emulsions: Particle size distribution and interfacial activity / X. Huang, Y. Kakuda, W. Cui // Food Hydrocolloids. – 2001. – Vol. 15, № 4–6. – P. 533–542. DOI: https://doi.org/10.1016/S0268-005X(01)00091-1.
8. Kasapis, S. Phase separation in biopolymer gels: A low- to high-solid exploration of structural morphology and functionality / S. Kasapis // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. – 2008. – Vol. 48, № 4. – P. 341–359. DOI: https://doi.org/10.1080/10408390701347769.
9. Masisi, K. Antioxidant properties of diverse cereal grains: A review on in vitro and in vivo studies / K. Masisi, T. Beta, M. H. Moghadasian // Food Chemistry. – 2016. – Vol. 196. – P. 90–97. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.09.021.
10. Encapsulation of carotenoids from sea buckthorn extracted by CO2 supercritical fluids method within whey proteins isolates matrices / L. Mihalcea, M. Turturică, I. O. Ghinea [et al.] // Innovative Food Science and Emerging Technologies. – 2017. – Vol. 42. – P. 120–129. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2017.06.008.
11. Millqvist-Fureby, A. Approaches to encapsulation of active food ingredients in spray-drying / A. Millqvist-Fureby // ACS Symposium Series. – 2009. – Vol. 1007. – P. 233–245. DOI: https://doi.org/10.1021/bk-2009-1007.ch015.
12. Diffusion of nicotinic acid in spray-dried capsules of whey protein isolate / N. Panyoyai, A. Bannikova, D. M. Small [et al.] // Food Hydrocolloids. – 2016. – Vol. 52. – P. 811–819. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.08.022.
13. Paramita, V. D. Release mechanism of omega-3 fatty acid in κ-carrageenan/polydextrose undergoing glass transition / V. D. Paramita, A. Bannikova, S. Kasapis // Carbohydrate Polymers. – 2015. – Vol. 126. – P. 141–149. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2015.03.027.
14. Microencapsulation by spray drying of bioactive compounds from cactus pear (Opuntia ficus-indica) / C. Saénz, S. Tapia, J. Chávez [et al.] // Food Chemistry. – 2009. – Vol. 114, № 2. – P. 616–622. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.09.095.
15. Microencapsulation of essential oils within alginate: formulation and in vitro evaluation of antifungal activity / E. A. Soliman, A. Y. El-Moghazy, M. S. Mohy El-Din [et al.] // Journal of Encapsulation and Adsorption Sciences. – 2013. – Vol. 3, № 1. – P. 48–55. DOI: https://doi.org/10.4236/jeas.2013.31006.
16. Valorizations of carotenoids from sea buckthorn extract by microencapsulation and formulation of value-added food products / F. M. Ursache, D. G. Andronoiu, I. O. Ghinea [et al.] // Journal of Food Engineering. – 2018. – Vol. 219. – P. 16–24. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.09.015.
17. Effect of different encapsulating agent combinations on physicochemical properties and stability of microcapsules loaded with phenolics of plum (Prunus salicina lindl.) / L. Yinbin, L. Wu, M. Weng [et al.] // Powder Technology. – 2018. – Vol. 340. – P. 459–464. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.09.049.
18. Zhao, Z. Chemistry, natural sources, dietary intake and pharmacokinetic properties of ferulic acid: A review / Z. Zhao, M. H. Moghadasian // Food Chemistry. – 2008. – Vol. 109, № 4. – P. 691–702. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.02.039.
19. Оценка возможности получения концентратов полифенолов из вторичных продуктов переработки зерна / А. В. Битюкова, А. А. Амелькина, А. В. Евтеев [и др.] // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. – 2019. – Т. 56, № 3. – С. 61–68.
20. Разработка биотехнологии получения фитовеществ из вторичных продуктов переработки зерна / А. В. Битюкова, А. А. Амелькина, А. В. Евтеев [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2019. – Т. 49, № 1. – С. 5–13. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-1-5-13.