Создание пробиотических кисломолочных продуктов, дополнительно обогащенных пробиотиками, способных сохранять свою жизнеспособность при хранении готового продукта и в агрессивных условиях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), является актуальной задачей. В ходе данного исследования методом эмульсии были изготовлены капсулы из альгината, пектина, κ-каррагинана, дополнительно покрытые хитозаном, с включенными в них клетками пробиотического штамма Weizmannia coagulanS. Были приготовлены образцы пробиотического кисломолочного продукта с клетками W. coagulans в свободной и капсулированной форме и проанализированы физико-химические, микробиологические и сенсорные характеристики готового продукта. При проверке жизнеспособности капсул в готовом продукте, в имитированных условиях ЖКТ было установлено, что капсулированные клетки показали высокую степень выживаемости в сравнении со свободными. Для капсул из смеси альгинат-пектин (А-П) она составила 9,92 Log10 КОЕ/мл, для капсул из смеси альгинат-пектин-каррагинан (А-П-К) 10,33 Log10 КОЕ/мл, выживаемость свободных клеток упала до значения 2,17 Log10 КОЕ/мл. Капсулированные и свободные клетки пробиотика при хранении кисломолочного продукта оказали значительное влияние на различные характеристики готового продукта. Наблюдалась тенденция к повышению титруемой кислотности, к снижению вязкости и увеличению синерезиса. Жизнеспособность свободных клеток пробиотика в течение 21го дня хранения снизилась на 7,13 Log10 КОЕ/мл, тогда как выживаемость капсулированных клеток упала всего на 1,35 Log10 КОЕ/мл для А-П капсул и на 2,92 Log10 КОЕ/мл для А-П-К капсул. Внесение свободных и капсулированных клеток незначительно повлияло на сенсорные характеристики готового продукта по истечении всего срока хранения. Результаты показали, что инкапсуляция пробиотиков значительно повышает выживаемость бактерий как в готовом продукте при хранении, так и в имитированных условиях ЖКТ.

1. Binda S., Hill C., Johansen E. et al. Criteria to qualify microorganisms as "probiotic" in foods and dietary supplements // Frontiers in Microbiology. 2020. V. 11. P. 1662. doi: 10.3389/fmicb.2020.01662

2. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria: report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation (Córdoba, Argentina, 1-4 October 2001). Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2001. 56 p.

3. Younas S., Murtaza M.A., Manzoor M.S. et al. Effect of probiotic incorporation on physicochemical attributes of yogurt during storage and influence on cholesterol assimilation // Journal of Food Science. 2024. V. 89. № 2. P. 1243–1251. doi: 10.1111/1750-3841.16898

4. Cichońska P., Kowalska E., Ziarno M. The Survival of Psychobiotics in Fermented Food and the Gastrointestinal Tract: A Review // Microorganisms. 2023. V. 11. № 4. P. 996. doi: 10.3390/microorganisms11040996

5. Li C., Wang Z.X., Xiao H., Wu F.G. Intestinal delivery of probiotics: materials, strategies, and applications // Advanced Materials. 2024. V. 36. № 32. P. e2310174. doi: 10.1002/adma.202310174

6. Rodrigues F.J., Cedran M.F., Bicas J.L., Sato H.H. Encapsulated probiotic cells: relevant techniques, natural sources as encapsulating materials and food applications – narrative review // Food Research International. 2020. V. 137. P. 109682. doi: 10.1016/j.foodres.2020.109682

7. Pupa P., Apiwatsiri P., Sirichokchatchawan W. et al. The efficacy of three double-microencapsulation methods for preservation of probiotic bacteria // Scientific Reports. 2021. V. 11. P. 13753. doi: 10.1038/s41598-021-93263-z

8. Yoha K.S., Nida S., Dutta S. et al. Targeted delivery of probiotics: perspectives on research and commercialization // Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2022. V. 14. № 1. P. 15–48. doi: 10.1007/s12602-021-09791-7

9. Xie A., Zhao S., Liu Z. et al. Polysaccharides, proteins, and their complex as microencapsulation carriers for delivery of probiotics: A review on carrier types and encapsulation techniques // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. V. 242. P. 124784. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124784

10. Mala T., Anal A.K. Protection and controlled gastrointestinal release of bromelain by encapsulating in pectin-resistant starch-based hydrogel beads // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2021. V. 9. P. 757176. doi: 10.3389/fbioe.2021.757176

11. Frakolaki G., Giannou V., Tzia C. Encapsulation of Bifidobacterium animalis subsp. lactis through emulsification coupled with external gelation for the development of synbiotic systems // Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2023. V. 15. № 5. P. 1424–1435. doi: 10.1007/s12602-022-09993-7

12. Beldarrain-Iznaga T., Villalobos-Carvajal R., Sevillano-Armesto E., Leiva-Vega J. Functional properties of Lactobacillus casei C24 improved by microencapsulation using multilayer double emulsion // Food Research International. 2021. V. 141. P. 110136. doi: 10.1016/j.foodres.2021.110136

13. Pech-Canul Á., Ortega D., García-Triana A. et al. A brief review of edible coating materials for the microencapsulation of probiotics // Coatings. 2020. V. 10. № 3. P. 197. doi: 10.3390/coatings10030197

14. Drozdowska M., Piasna-Słupecka E., Such A. et al. Design and in vitro activity of furcellaran/chitosan multilayer microcapsules for the delivery of glutathione and empty model multilayer microcapsules based on polysaccharides // Materials. 2024. V. 17. № 9. P. 2047. doi: 10.3390/ma17092047

15. Ta L.P., Bujna E., Antal O. et al. Effects of various polysaccharides (alginate, carrageenan, gums, chitosan) and their combination with prebiotic saccharides (resistant starch, lactosucrose, lactulose) on the encapsulation of probiotic bacteria Lactobacillus casei 01 strain // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. V. 183. P. 1136–1144. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.04.170

16. Сыромятников М.Ю., Шабунин С.В., Козликина А.С. Анализ устойчивости и антагонистической активности пробиотических микроорганизмов, выделенных из молока и молозива коров // Ветеринарный фармакологический вестник. 2024. № 1 (26). С. 109–120. doi: 10.17238/issn2541-8203.2024.1.109

17. Pyo Y., Kwon K.H., Jung Y.J. Probiotic functions in fermented foods: anti-viral, immunomodulatory, and anti-cancer benefits // Foods. 2024. V. 13. № 15. P. 2386. doi: 10.3390/foods13152386

18. Frakolaki G., Kekes T., Lympaki F. et al. Use of encapsulated Bifidobacterium animalis subsp. lactis through extrusion or emulsification for the production of probiotic yogurt // Journal of Food Process Engineering. 2021. V. 45. № 4. P. e13792. doi: 10.1111/jfpe.13792

19. Zhang Y., Zhao M., Li Y. et al. Potential probiotic properties and complete genome analysis of Limosilactobacillus reuteri LRA7 from dogs // Microorganisms. 2024. V. 12. № 9. P. 1811. doi: 10.3390/microorganisms12091811

20. Mandal S., Hati S. Microencapsulation of bacterial cells by emulsion technique for probiotic application // Cell Microencapsulation: Methods and Protocols (Methods in Molecular Biology, vol. 1479) / Ed. by E. Opara. New York: Humana Press, 2017. P. 283–294. doi: 10.1007/978-1-4939-6364-5_22

21. Головач О.С., Бабицкая М.А., Жабанос Н.К., Фурик Н.Н. Оценка реологических характеристик образцов молока, сквашенного штаммами-продуцентами экзополисахаридов (ЭПС) Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, при различных температурах // Наука, питание и здоровье: сборник научных трудов XVIII Международной научно-практической конференции (Минск, 2 октября 2020 г.) / Под общ. ред. З.В. Ловкиса. Минск: Издательский дом «Белорусская наука», 2020. С. 23–27.

22. ГОСТ 31981-2013. Продукты кисломолочные. Йогурты. Общие технические условия. Введ. 01.07.2014. М.: Стандартинформ, 2014. 14 с.

23. ГОСТ 31976-2012. Продукты кисломолочные. Метод определения титруемой кислотности. Введ. 01.07.2013. М.: Стандартинформ, 2013. 8 с.

24. Головач О.С., Бабицкая М.А., Жабанос Н.К., Пыжик И.П. Оценка реологических характеристик и уровня синтеза экзополисахаридов (ЭПС) консорциумами Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus при различных температурных режимах ферментации молока // Актуальные вопросы переработки мясного и молочного сырья. 2020. № 14. С. 58–67. doi: 10.47612/2220-8755-2019-14-58-67

25. Alli S.R., Gorbovskaya I., Liu J.C.W. et al. The gut microbiome in depression and potential benefit of prebiotics, probiotics and synbiotics: a systematic review of clinical trials and observational studies // International Journal of Molecular Sciences. 2022. V. 23. № 9. P. 4494. doi: 10.3390/ijms23094494

26. Suwanangul S., Jaichakan P., Narkprasom N. Innovative insights for establishing a synbiotic relationship with Bacillus coagulans: viability, bioactivity, and in vitro-simulated gastrointestinal digestion // Foods. 2023. V. 12. № 19. P. 3692. doi: 10.3390/foods12193692

27. Kailasapathy K. Survival of free and encapsulated probiotic bacteria and their effect on the sensory properties of yoghurt // LWT – Food Science and Technology. 2006. V. 39. № 10. P. 1221–1227. doi: 10.1016/j.lwt.2005.07.013

28. Pour H., Marhamatizadeh M., Fattahi H. Encapsulation of different types of probiotic bacteria within conventional/multilayer emulsion and its effect on the properties of probiotic yogurt // Journal of Food Quality. 2022. V. 2022. P. 7923899. doi: 10.1155/2022/7923899

29. Rezaei K. Effect of refrigerated storage temperature on the viability of probiotic micro-organisms in yogurt // International Journal of Dairy Technology. 2007. V. 60. № 2. P. 123–128. doi: 10.1111/j.1471-0307.2007.00311.x

30. Afzaal M., Khan A.U., Saeed F. et al. Functional exploration of free and encapsulated probiotic bacteria in yogurt and simulated gastrointestinal conditions // Food Science & Nutrition. 2019. V. 7. № 12. P. 3931–3940. doi: 10.1002/fsn3.1254

31. Soni R., Jain N.K., Shah V. et al. Development of probiotic yogurt: effect of strain combination on nutritional, rheological, organoleptic and probiotic properties // Journal of Food Science and Technology. 2020. V. 57. № 6. P. 2038–2050. doi: 10.1007/s13197-020-04238-3

32. Rivera J.A., Matheus A.O. Yogurt making by using probiotics (Bifidobacterium spp. and Lactobacillus acidophilus) and Inulin // Revista de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia. 2019. V. 26. P. 223–242.