Ринат Ильгидарович Фаткуллин, кандидат технических наук, доцент кафедры пищевых и биотехнологий
пр. Ленина, 76, Челябинск, 454080
Rinat Ilgidarovich Fatkullin, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Food and Biotechnology
76 Lenin Аve., Chelyabinsk, 454080
Ирина Валерьевна Калинина, доктор технических наук, профессор кафедры пищевых и биотехнологий, доцент
пр. Ленина, 76, Челябинск, 454080
Irina Valerievna Kalinina, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Food and Biotechnology, Associate Professor
76 Lenin Аve., Chelyabinsk, 454080
Наталья Владимировна Науменко, доктор технических наук, доцент кафедры пищевых и биотехнологий, доцент
пр. Ленина, 76, Челябинск, 454080
Natalya Vladimirovna Naumenko, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Food and Biotechnology, Associate Professor
76 Lenin Аve., Chelyabinsk, 454080
Наталия Викторовна Попова, кандидат технических наук, доцент кафедры пищевых и биотехнологий
пр. Ленина, 76, Челябинск, 454080
Natalia Viktorovna Popova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Food and Biotechnology
76 Lenin Аve., Chelyabinsk, 454080
Екатерина Евгеньевна Науменко, студент
пр. Ленина, 76, Челябинск, 454080
Ekaterina Evgenievna Naumenko, student
76 Lenin Аve., Chelyabinsk, 454080
Ева Иванисова, PhD, доцент
2 Триеда Андрея Глинка, Нитра, 94976
Eva Ivanišová, PhD, Associate Professor
2 Trieda Andreja Hlinku, Nitra, 94976
Eлизавета Константиновна Васильева, студент
ул. Образцова, д. 9, стр. 9, Москва, 127994
Elizaveta Konstantinovna Vasileva, student
9/9 Obraztsov str., Moscow, 127994
Актуальность. Полифенольное вещество куркумин является достаточно хорошо изученным и приобретающим популярность растительным антиоксидантом. На сегодняшний день известно достаточно много фармакологических свойств, которые куркумин способен демонстрировать в живых организмах. Однако барьерными факторами проявления биоактивого действия куркумина выступают его крайне выраженная гидрофобность, химическая нестабильность, способность значительно разрушаться под действием ферментов желудочно-кишечного тракта. Всё это требует поиска подходов минимизации негативного воздействия на куркумин в случае его использования как пищевого функционального ингредиента. Одним из таких подходов может стать инкапсуляция куркумина в природные биополимеры, в том числе методом комплексной коацервации. В основе исследования лежала оценка возможности применения комплексной коацервации для получения функционального ингредиента на основе куркумина с выраженными антиоксидантными свойствами.
Методы. В качестве объекта исследования был выбран куркумин, для инкапсулирующей системы использовали желатин говяжий и пектин цитрусовый. Первоначально была проведена оценка выхода белково-полисахаридных капсул при различных значениях рН. Оценена эффективность инкапсуляции куркумина в белково-полисахаридные капсулы при различном соотношении «куркумин — желатин». Изучены антиоксидантные свойства куркумина в исходном виде и инкапсулированном, а также проведена оценка сохранения этих свойств после процесса переваривания.
Результаты. Итоги исследования показали, что процесс образования белково-полисахаридных капсул достаточно эффективно управляется изменением рН системы. Так, при скачке рН от 7 до 3 было достигнуто наиболее высокое значение выхода белково-полисахаридных капсул (более 70 %). Эффективность же загрузки куркумина в желатин-пектиновые капсулы была максимальной при использовании соотношения «куркумин — желатин», равного 1:1. Однако даже максимальное значение эффективности инкапсуляции не превышало 50 %. Вместе с тем, использование технологии инкапсуляции позволило обеспечить сохранение антиоксидантных свойств куркумина. Потеря антиоксидантной активности неинкапсулированного куркумина после процесса переваривания in vitro составила практически 50 % по отношению к исходной неперваренной форме. Антиоксидантная же активность куркумина, инкапсулированного в белково-полисахаридные капсулы, сохранилась на уровне, близком к исходной форме. Полученные результаты подтвердили возможность и целесообразность использования предложенных подходов для получения пищевых ингредиентов с антиоксидантными свойствами на основе инкапсуляции куркумина. Исследование выполнено при финансовой поддержке гранта РНФ 22-76-00059.
Relevance. The polyphenolic substance curcumin is a rather well-studied and gaining popularity plant antioxidant. To date, quite a few pharmacological properties that curcumin is capable of demonstrating in living organisms are known. However, the barrier factors for the bioactive action of curcumin are its extremely pronounced hydrophobicity, chemical instability, and the ability to be significantly degraded by gastrointestinal enzymes. All of this requires the search for approaches to minimize the negative effects on curcumin when it is used as a food functional ingredient. Encapsulation of curcumin in natural biopolymers, including by complex coacervation, could be one such approach. The study was based on an assessment of the possibility of using complex coacervation to obtain a curcumin-based functional ingredient with pronounced antioxidant properties.
Methods. Curcumin was chosen as the object of study, beef gelatin and citrus pectin were used for the encapsulating system. Initially, the yield of protein-polysaccharide capsules at different pH values was evaluated. The efficiency of encapsulation of curcumin in protein-polysaccharide capsules with a different ratio of "curcumin — gelatin" was evaluated. The antioxidant properties of curcumin in its original form and encapsulated were studied, and the preservation of these properties after the process of digestion was evaluated.
Results. The results showed that the process of protein-polysaccharide capsule formation was quite effectively controlled by changes in the pH of the system. Thus, a pH jump from 7 to 3 achieved the highest value of the protein-polysaccharide capsule yield (more than 70 %). The efficiency of loading curcumin into gelatin-pectin capsules was maximal when using a "curcumin — gelatin" ratio of 1:1. However, even the maximum encapsulation efficiency did not exceed 50%. At the same time, the use of encapsulation technology made it possible to preserve the antioxidant properties of curcumin. The loss of antioxidant activity of unencapsulated curcumin after the process of in vitro digestion was practically 50 % compared to the initial non-encapsulated form. The antioxidant activity of curcumin encapsulated in protein-polysaccharide capsules remained at the level close to the initial form. The results obtained confirmed the possibility and feasibility of using the proposed approaches to obtain food ingredients with antioxidant properties based on curcumin encapsulation. The research was supported by a grant from the Russian Science Foundation 22-76-00059.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.