Научная статья на тему 'МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ ПОЛИФЕНОЛОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОДОСТУПНОСТИ В СОСТАВЕ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ: ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ'

МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ ПОЛИФЕНОЛОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОДОСТУПНОСТИ В СОСТАВЕ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ: ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
254
81
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИФЕНОЛЫ / ФЛАВОНОИДЫ / БИОДОСТУПНОСТЬ / МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ / ПИЩЕВЫЕ СИСТЕМЫ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Школьникова М.Н., Воронова Е.В.

В статье представлены результаты анализа методов микрокапсулирования полифенолов как основного способа повышения их биодоступности в составе пищевых систем. Главным недостатком большинства полифенолов, в частности флавоноидов, является их ограниченная биодоступность, обусловленная низкой растворимостью в воде, нестабильностью к изменению физиологической среды, ограниченной проницаемостью мембраны, низким коэффициентом переноса через слизистую оболочку кишечника, предрасположенностью к быстрой метаболической трансформации и т. д. Микрокапсулирование биологически активных соединений - актуальная и быстро развивающаяся технология пищевой промышленности, позволяющая защищать и доставлять биологически активные соединения к физиологическим целям без потери ими биологической активности. В работе систематизированы описанные в современной научной литературе методы микрокапсулирования полифенолов, приведены примеры их использования в пищевых системах; раскрыты особенности и преимущества физических, химических и физико-химических методов микрокапсулирования. Показано, что физические методы - распылительная сушка, сублимационная сушка (лиофилизация), системы доставки на основе фосфолипидов и эмульсий - вследствие их технологической доступности применяются чаще, чем физико-химические и химические методы микрокапсулирования, более затратные и технологически сложные, энерго- и материалоемкие, т. е. в целом менее рентабельные и не всегда приемлемые для масштабного производства пищевых продуктов с микрокапсулами полифенолов из растительного сырья. Доказаны in vivo преимущества пищевых систем с микрокапсулированнными полифенолами, заключающиеся, в основном, в повышении физиологической активности - противовоспалительной, антиоксидантной, противовирусной и гепатопротекторной.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Школьникова М.Н., Воронова Е.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

POLYPHENOLS MICROENCAPSULATION AS A WAY TO INCREASE THEIR BIOAVAILABILITY IN FOOD SYSTEMS: MODERN TECHNOLOGIES OVERVIEW

The article presents the analysis results of polyphenols microencapsulation methods as the main ways to increase their bioavailability in food systems. The main disadvantage of most polyphenols, particularly flavonoids, is their limited bioavailability due to their low solubility in water, instability to changes in the physiological environment, limited membrane permeability, low coefficient of transfer through the intestinal mucosa, predisposition to rapid metabolic transformation, etc. Microencapsulation of biologically active compounds is an up-to-date and rapidly developing technology in the food industry that allows protecting and delivering biologically active compounds to physiological targets without losing their biological activity. The paper systematizes the polyphenols microencapsulation methods described in the modern scientific literature, provides examples of their use in food systems; reveals the features and advantages of physical, chemical and physico-chemical microencapsulation methods. The researchers revealed that a man used physical methods such as spray drying, freeze drying(lyophilization), delivery systems based on phospholipids and emulsions-due to their technological availability more often than physico-chemical and chemical microencapsulation methods, which were more expensive and technologically complex, energy-and material-intensive, i.e., generally less cost-effective and not always acceptable for large-scale food production with polyphenol microcapsules from plant raw materials. The authors proved advantages of food systems with microencapsulated polyphenols in vivo, that are mainly the increase in physiological activity - anti-inflammatory, antioxidant, antiviral and hepatoprotective.

Текст научной работы на тему «МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ ПОЛИФЕНОЛОВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИХ БИОДОСТУПНОСТИ В СОСТАВЕ ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ: ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

УДК 579.26:641.56(045)

DOI 10.29141/2500-1922-2021-6-2-11

Микрокапсулирование полифенолов как способ повышения их биодоступности в составе пищевых систем: обзор современных технологий

М.Н. Школьникова1*, Е.В. Воронова2

1Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация, *e-mail: shkolnikova.m.n@mail.ru 2Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, г. Барнаул, Российская Федерация

Реферат

В статье представлены результаты анализа методов микрокапсулирования полифенолов как основного способа повышения их биодоступности в составе пищевых систем. Главным недостатком большинства полифенолов, в частности флавоноидов, является их ограниченная биодоступность, обусловленная низкой растворимостью в воде, нестабильностью к изменению физиологической среды, ограниченной проницаемостью мембраны, низким коэффициентом переноса через слизистую оболочку кишечника, предрасположенностью к быстрой метаболической трансформации и т. д. Микрокапсулирование биологически активных соединений - актуальная и быстро развивающаяся технология пищевой промышленности, позволяющая защищать и доставлять биологически активные соединения к физиологическим целям без потери ими биологической активности. В работе систематизированы описанные в современной научной литературе методы микрокапсулирования полифенолов, приведены примеры их использования в пищевых системах; раскрыты особенности и преимущества физических, химических и физико-химических методов микрокапсулирования. Показано, что физические методы - распылительная сушка, сублимационная сушка (лиофилизация), системы доставки на основе фосфолипидов и эмульсий - вследствие их технологической доступности применяются чаще, чем физико-химические и химические методы микрокапсулирования, более затратные и технологически сложные, энерго- и материалоемкие, т. е. в целом менее рентабельные и не всегда приемлемые для масштабного производства пищевых продуктов с микрокапсулами полифенолов из растительного сырья. Доказаны in vivo преимущества пищевых систем с микрокапсулированнными полифенолами, заключающиеся, в основном, в повышении физиологической активности - противовоспалительной, антиоксидантной, противовирусной и гепатопротекторной.

Для цитирования: Школьникова М.Н, Воронова Е.В. Микрокапсулирование полифенолов как способ повышения их биодоступности в составе пищевых систем: обзор современных технологий//Индустрия питания|Food Industry. 2021. Т. 6, № 2. С. 90-98. DO:: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-11

Дата поступления статьи: 4 марта 2021 г.

Polyphenols Microencapsulation as a Way to Increase Their Bioavailability in Food Systems: Modern Technologies Overview

Marina N. Shkolnikova1 *, Elena V. Voronova2

1Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation, *e-mail: irina.reznichenko@gmail.com 2Amur State University, Blagoveshchensk, Russian Federation

Ключевые слова:

полифенолы; флавоноиды; биодоступность; микрокапсулирование; пищевые системы

Abstract

The article presents the analysis results of polyphenols microencapsulation methods as the main ways to increase their bioavailability in food systems. The main disadvantage of most polyphenols, particularly flavonoids, is their limited bioavailability due to their low solubility in water, instability to changes in the physiological environment, limited membrane permeability, low coefficient of transfer through the intestinal mucosa, predisposition to rapid metabolic transformation, etc. Microencapsulation of biologically active compounds is an up-to-date and rapidly developing technology in the food industry that allows protecting and delivering biologically active compounds to physiological targets without losing their biological activity. The paper systematizes the polyphenols microencapsulation methods described in the modern scientific literature, provides examples of their use in food systems; reveals the features and advantages of physical, chemical and physico-chemical microencapsulation methods. The researchers revealed that a man used physical methods such as spray drying, freeze drying(lyophilization), delivery systems based on phospholipids and emulsions-due to their technological availability more often than physico-chemical and chemical microencapsulation methods, which were more expensive and technologically complex, energy-and material-intensive, i.e., generally less cost-effective and not always acceptable for large-scale food production with polyphenol microcapsules from plant raw materials. The authors proved advantages of food systems with microencapsulated polyphenols in vivo, that are mainly the increase in physiological activity - anti-inflammatory, antioxidant, antiviral and hepatoprotective.

For citation: Marina N. Shkolnikova, 2 Elena V. Voronova. Polyphenols Microencapsulation as a Way to Increase Their Bioavailability in Food Systems: Modern Technologies Overview. Индустрия питания|Food Industry. 2021. Vol. 6, No. 2. Pp. 90-98. DOI: 10.29141/2500-19222021-6-2-11

Paper submitted: March 4, 2021

Актуальность

Как доказано учеными, режим питания способствует профилактике ряда заболеваний. Фармакологическая эффективность биологически активных соединений в составе пищевых продуктов растительного происхождения подтверждена научными исследованиями. Прежде всего это относится к полифенолам, в частности фла-воноидам, наиболее широко представленным в растительном сырье и обладающим различной биологической активностью (антиоксидантной, противовоспалительной, антиаллергенной, противовирусной, противораковой, антимикробной, антимутагенной, кардиозащитной и др.), что связано с их структурным многообразием [1].

Основным недостатком полифенольных соединений является их ограниченная биодоступность, обусловленная, главным образом, низкой растворимостью в воде, нестабильностью к изменениям физиологической среды, ограниченной проницаемостью мембраны, низким коэффициентом переноса через слизистую оболочку кишечника, предрасположенностью к быстрой метаболической трансформации [2]. Кроме того, в пище или в процессе пищеварения полифе-нольные соединения взаимодействуют с макромолекулами (белками, липидами, пищевыми волокнами, полисахаридами), что существенно

Keywords:

polyphenols; flavonoids; bioavailability; microencapsulation; food systems

влияет на их биодоступность в организм, однако из-за сложности механизмов действия данных соединений в организме человека эта область остается недостаточно изученной.

Биодоступность биологически активных соединений, поступающих с пищей, определяется как содержание биологически активного соединения, которое выделяется с пищей в пищеварительный тракт и потенциально может быть абсорбировано или биодоступно [1].

Отметим, что в исследованиях последних лет особое внимание уделялось рассмотрению механизмов метаболизма и биодоступности по-лифенольных веществ в организме человека, в том числе в составе пищевых продуктов [3]. Как, известно, около 5-10 % полифенолов, входящих в состав пищевых продуктов всасывается в тонком кишечнике (особенно их агликоны), в то время как 90-95 % полифенолов достигают области толстой кишки в неабсорбированной форме, и, значит, для достижения желаемого терапевтического эффекта полифенолов в кишечнике потребуется эффективная система доставки [4]. Таким образом, независимо от вида пищевой системы, в которую включены полифенолы, они должны быть максимально биодоступны для обеспечения ожидаемого терапевтического эффекта.

Несмотря на то, что микрокапсулирование биологически активных соединений применяется несколько десятилетий, сегодня оно по-прежнему остается актуальной и быстро развивающейся технологией не только фармацевтической, но и пищевой промышленности, позволяющей защищать и доставлять биологически активные соединения к физиологическим целям без потери ими биологической активности. В общем случае микрокапсулирование - это процесс, при котором мелкие частицы твердых, жидких или газообразных биологически активных соединений (основные материалы) упаковываются в защитную герметичную оболочку для исключения их утечки, а также удаления нежелательных соединений с образованием микрокапсул (диаметром от 3 до 800 мкм) / нанокапсул (коллоидные частицы диаметром от 10 до 100 нм или менее 1 мкм), которые могут высвобождать свое содержимое с контролируемой скоростью при определенных условиях [5].

Основной материал может быть чистым, биологически активным соединением или комбинацией нескольких. Материал покрытия капсулы (инкапсулирующий агент, стеновой материал, оболочка или носитель) представляет собой смесь материалов с различными физическими и химическими свойствами.

Основываясь на морфологии микрокапсул, исследователи различают микрокапсулы резерву-арного или матричного типа: в первом случае микрокапсула представляет собой моноядерную капсулу, окруженную оболочкой, во втором - имеет много ядер, встроенных в матрицу. В обоих случаях микрокапсулирование позволяет: а) преодолевать несовместимость растворимости биологически активных соединений; б) защищать чувствительные и лабильные соединения, в частности полифенолы, от деградации, например, окислением; в) увеличивает их биодоступность благодаря контролируемому высвобождению микрокапсулированных соединений.

Обогащение пищевых продуктов с микрокапсулами полифенолов из растительного сырья - это новый подход в технологии продуктов питания как общего, так и функционального назначения [6].

В научной литературе описаны методы и процессы микрокапсулирования, выбор которых зависит от типа и свойств основных материалов - биологически активных соединений (химическая структура, молекулярная масса, форма природного соединения (гликозид, агликон), тип присоединительного сахара в гликозиде и др.) и покрытия - микрокапсулирующих систем, а также от характеристик микрокапсулы / нано-

капсулы и их предполагаемого применения. При этом размер, форма и внутренняя структура частиц значительно различаются в зависимости от выбранного метода.

Нельзя забывать и о том, что метод микро-капсулирования должен быть рентабельным, легко масштабируемым и безопасным для широкого использования [7].

Цель исследования - систематизация и анализ имеющихся данных по технологиям микрокапсу-лирования полифенолов в качестве основного метода повышения их биодоступности в составе пищевых систем.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования стали источники первичной информации - современные научные данные о биодоступности полифенолов и способах ее повышения путем микрокапсулирования.

Для работы с источниками первичной информации использованы такие аналитические методы, как анализ, описание, систематизация и тематическое обобщение экспериментальных и теоретических данных.

Результаты исследования и их обсуждение

В процессе анализа значительного массива литературных данных были выделены три основные группы методов микрокапсулирования биологически активных соединений: физические, химические и физико-химические (рис. 1).

Для микрокапсулирования биологически активных соединений можно использовать различные подходы, основанные на технологии получения микрокапсул. Примеры их применения в пищевых системах, а также особенности и преимущества каждого подхода систематизированы в табл. 1-3.

Анализ приведенных в таблицах данных свидетельствует о преимущественном применении физических методов микрокапсулирования, отличающихся технологической доступностью (достаточно подробно описаны в [6]). В свою очередь, физико-химические и химические методы микрокапсулирования более затратны и технологически сложны, энерго- и материалоемки, что делает их менее рентабельными и не всегда приемлемыми для масштабного производства пищевых продуктов с микрокапсулами полифенолов из растительного сырья.

Особо отметим следующее: среди микрокапсу-лируемых полифенолов наиболее часто используются полифенолы зеленого чая, что обусловлено их полезным воздействием на организм человека.

По объему потребления в мире зеленый чай из листьев чайного растения Camellia sinensis

Методы микрокапсулирования

Физико-химические

Комплексообразование

Ионотропное гелеобразование (внешнее или внутреннее)

Технология сверхкритических флюидов

Коацервация (простая и сложная)

Системы доставки на основе эмульсий

Рис. 1. Методы микрокапсулирования биологически активных соединений [5; 8] Fig. 1. Microencapsulation Methods of Biologically Active Compounds [5; 8]

Таблица 1. Физические методы микрокапсулирования фенольных веществ растительного сырья Table 1. Physical Microencapsulation Methods of Phenolic Substances of Plant Raw Materials

Технология микрокапсулирования Полифенол Особенности технологии (размер капсул, материал покрытия и др.) Преимущества пищевой системы с микрокапсулированнными полифенолами Автор, источник

Полифенолы зеленого чая Мальтодекстрин (соотношениЬ экстракта зеленого чая к покрытию 1 :2) Микрокапсулы обладают более высокими значениями антиоксидантной активности на 72,9% (определена методом ДППГ) и общего содержания полифенолов (в пересчете на галловую кислоту) 57,8 мг/г (со значением желательности 0,92) D. Tengse [9]

Распылительная сушка То же Мальтодекстрин, гуммиарабик и хитозан (соотношение 25 : 74 :1) Определена эффективность микрокапсулирования: а) по сравнению с контрольным образцом-на 71,4-88,0 % за счет повышения содержания полифенолов на 19,3-24,9 мг/100 г (в пересчете на галловую кислоту); б) антиоксидантной активности - 29,5-38,0 %. Содержание суммы полифенолов определено колориметрическим методом с реактивом Фолина-Чокалтеу J. Zokti [10]

Сублимационная сушка (лиофилизация) Антоцианы экстракта кожицы вишни Смесь изолята сывороточных белков (\Л/Р1) и камеди акации Доказана эффективность микрокапсулирования по сравнению с контрольным образцом на 70,3 ± 2, 2% за счет увеличения содержание суммы полифенолов (5,82 ± 0,26 мг/100 г в пересчете на галловую кислоту), суммы флавоноидов (3,58 ± 0,73 мг/100 г в пересчете на рутин), антоцианов (31,95 ± 0,65 мг/100 г). Высокое содержание полифенольных веществ обусловило большую антиоксидант-ную активность -480,58 ± 1,84 мкмоль ТЕ/мг (определена методом ДППГ) А.-М. Oancea [11]

Технология микрокапсулирования

Полифенол

Особенности технологии (размер капсул, материал покрытия и др.)

Сублимационная

сушка (лиофилизация)

Водный экстракт полифенолов

зеленого китайского чая

Казеинат №, казеинат Са, ксантоновая камедь

Силибин (БИуЫп) экстракта расторопши

Силибин-фосфолипидный

комплекс (порошок) с содержанием равномерно

рассредоточенного в системе силибина 49,73 % (увеличение -10ОО)

Системы доставки на основе фосфолипидов

Кверцетин Кверцетинфосфолипидный ((¿иегсейп) комплекс

Катехин и эпигал-локатехин галлат зеленого чая

(ЕССб)

Липосомы соевого лецитина (средний диаметр частиц 135-178 нм)

Окончание табл. 1 Breakover of the Table 1

Преимущества пищевой системы с микрокапсулированнными полифенолами

Автор, источник

Антиоксидантная активность гранул:

а) казеината кальция без и с экстрактом полифенолов зеленого чая - 92,0 ± 2,0 % и 96,0 ± 3,0 % соответственно, причем последние более стабильны при хранении;

б) казеината натрия без и с экстрактом полифенолов зеленого чая 88,0 ± 2,0 % и 90,0 ± 3,0 % соответственно, последние были также более стабильны при хране-

Высокая растворимость силибин-фосфолипидного комплекса в п-октаноле при 25 °С по сравнению с раствором силибина - 64,790 и 0,6825 мг/мл-1 в модельных растворах сред желудка и кишечника соответственно.

Более высокая (в 5-6 раз) гепатопротекторная активность, доказанная in vivo (крысы с инициированным CCL4 токсическим гепатитом) по биохимическим показателям крови животных и активности печеночных ферментов

Более высокая антиоксидантная и гепатопротекторная активность, доказанная in vivo (крысы-альбиносы линии Wistar с инициированным CCL4 токсическим гепатитом). Кверцетинфосфолипидный комплекс восстанавливал пониженные уровни ферментов системы глутатиона печени, а также пониженные уровни других ферментов, которые были значительными по сравнению с группой, обработанной CCL4 (р < 0,05 и < 0,01). Для всех протестированных ферментов комплекс при разных уровнях доз давал лучшие эффекты, чем свободный кверцетин в тех же дозах

Высокая эффективность инкапсуляции (> 70,0 %) с выходом загруженных липосом (80,0 %), ингибирующих аутоокисление полярных липидов фосфатидилхолина. Установлено, что использование инкапсулированного EGCG приводит к значительному увеличению общего содержания полифенолов и АОА в составе пищевой матрицы нежирного твердого сыра, измеренных после желудочно-кишечного пищеварения in vitro, за счет защиты от деградации полифенолов при переваривании пищи

М. Dehkhar-ghanian [12]

Y.Y. Xiao и ДР- [13]

К. Maiti [14]

A. Rashidinejad [15]

Таблица 2. Физико-химические методы микрокапсулирования фенольных веществ растительного сырья Table 2. Physico-Chemical Microencapsulation Methods of Phenolic Substances of Plant Raw Materials

Технология микрокапсулирования Полифенол Агрегатное состояние, размер частиц, нм Преимущества пищевой системы с микрокапсулированнными полифенолами Автор, источник

Байкалин (Baicalein) шлемника байкальского Самоэмульгирующаяся система доставки с размером частиц 27,54 Более высокая (в 4 раза) противовоспалительная, противораковая, антиоксидантная, антивирусная и противоаллергическая активность, доказанная in vivo (крысы) Yuwen Ting и др. [16]

Системы доставки Кверцетин (Quercetin) Твердые липидные наночастицы размером 155,30 Более высокая антиоксидантная, противовоспалительная и гепатопротекторная активность, доказанная in vivo (крысы линии Wistai) при окислительном повреждении печени животных, индуцированным CCI4 К. Maiti [14]

Полифенолы зеленого чая

Твердые лиофилизиро-ванные липидные наноча-стицы сферической формы размером 119-211,00

Оценка антиоксидантных свойств in vitro показала, что полученные твердые липидные наночастицы с экстрактом зеленого чая обладают высокой антиоксидантной активностью для обоих типов поверхностно-активных веществ (водной и липидной) -87,6-99,3 % по сравнению с контрольным образцом (раствор полифенолов зеленого чая - 81,0 %). Подтверждена эффективность в отношении Escherichia coli (в сравнении с этанолом)

A.M. Manea [17]

Таблица 3. Химические методы микрокапсулирования фенольных веществ растительного сырья Table 3. Chemical Microencapsulation Methods of Phenolic Substances of Plant Raw Materials

Технология микрокапсулирования Полифенол Особенности технологии Преимущества пищевой системы с микрокапсулированными полифенолами Автор, источник

Химическая модификация Катехин и эпигал-локатехин галлат зеленого чая (EGCG) Перацетилирование Более высокая антиоксидантная, противовирусная, противовоспалительная, кардиозащитная и нейропротекторная активность, доказанная in vivo (мыши линии CF-1). Противовоспалительное, противоопухолевое действие (колит толстой кишки и онкогенезу мышей, вызванные DSS) J. D. Lambert [18]

Ресвератрол (Resveratrol) Модификация субстанции (3,5,40-три-0-ацетилресвератрол) Более высокая антиоксидантная, противовоспалительная, противоопухолевая активность, доказанная in vivo (крысы) Yuwen Ting и др. [16]

Кверцетин 0Quercetin) Модификация субстанции QC-12 Более высокая антиоксидантная, противовирусная, противовоспалительная, кардиозащитная и нейропротекторная активность, доказанная in vivo (люди) Р. Mulholland [19]

Другие способы доставки Катехин и эпигал-локатехин галлат зеленого чая (EGCG) Наночастицы хитозана, 440 нм Более высокая антиоксидантная, противовирусная, противовоспалительная, кардиозащитная, нейропротекторная, противораковая активность, доказанная in vivo (швейцарские беспородные мыши) A. Dube [20]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

уступает только воде, так как обладает большей пользой по сравнению с ферментированными черным чаем и улуном. Основными компонентами чайных листьев, которые придают зеленому чаю пользу для здоровья, являются его поли-фенольные соединения, включая эпикатехин (ЕС) и эпикатехин галлат (ЕСС), эпигаллокатехин (EGC) и галлат эпигаллокатехина (EGCG). Согласно эпидемиологическим данным потребление зеленого чая имеет обратную связь с риском определенных хронических и дегенеративных заболеваний, включая определенные формы рака, сердечно-сосудистые заболевания, нейро-дегенеративные заболевания, диабет, ожирение, болезнь Альцгеймера и др. [11].

При выборе метода микрокапсулирования биологически активного соединения требуется выбрать соответствующий биоматериал, который обеспечивал бы легкое внедрение активного вещества в различные пищевые системы и его ожидаемую биологическую активность [6]. В качестве несущего материала при этом могут быть использованы:

1) полисахариды (в основном крахмал и его производные - амилоза, амилопектин, декстрины, мальтодекстрины и полидекстроза), целлюлоза, растительные экссудаты и экстракты, такие как гуммиарабик, гуминовый трагакант, камедь карайя, мескитовая камедь, галактоман-наны, пектины и растворимые соевые полисахариды. Полисахариды из морских водорослей (каррагинаны и альгинаты) также используются в качестве инкапсулирующих материалов в пищевой промышленности. Аналогичным образом микробные и животные полисахариды, включая декстран, хитозан, ксантан и геллан, могут быть использованы в качестве микрокапсулирующих материалов;

2) белки и липиды;

3) другие материалы (например, поливинил-пирролидон, парафин, шеллак и неорганические материалы) [5].

Наиболее часто используется такой материал-носитель для инкапсуляции полифенолов растительного сырья, как мальтодекстрин. Это обусловлено его низкой насыпной плотностью, мягкостью, пленкообразованием, эффективным связыванием, кислородным барьером и т. д., что обеспечивает его большую совместимость с полифенолами и другими биологически активными соединениями для включения в составе микрокапсул в пищевые системы [11].

В качестве стабилизатора при микрокапсули-ровании зачастую используется гуммиарабик - хороший эмульгатор с пленкообразующими свойствами и низкой вязкостью в водном растворе, которая, например, способствует распылительной сушке. Гуммиарабик полностью съедобен, устойчив к ряду физико-химических условий, например тех, которые встречаются в желудочно-кишечной жидкости, что делает его пригодным для микрокапсулировани полифенолов растительного сырья [11].

Наконец, для микрокапсулирования полифенолов используется хитозан - полисахарид животного происхождения, который чаще всего используют как внешнее покрытие оболочки микрокапсул из других полимеров [11].

Заключение

Проведен анализ методов микрокапсулирова-ния полифенолов - основного пути повышения их биодоступности в составе пищевых систем. В результате проведенного обзора установлено, что наиболее доступными и относительно недорогими методами микрокапсулирования полифенолов растительного сырья являются физические методы. В качестве наиболее часто используемого материала-носителя для микрокапсулирования полифенолов выделяют мальтодекстрин. Полученные результаты могут служить основой для проведения собственных практических исследований по повышению биодоступности полифенолов.

Библиографический список

1. GrgiC, J.; Selo, G.; PlaniniC, M.; Tisma, M.; BuciC-KojiC, A. Role of the Encapsulation in Bioavailability of Phenolic Compounds. Antioxidants. 2020. Vol. 9. Pp. 923. DOI: https://doi.org/10.3390/anti-ox9100923.

2. Tomas-Barberan, F.A.; Selma, M.V.; Espin, J.C. Interactions of Gut Microbiota with Dietary Polyphenols and Consequences to Human Health. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2016. Vol. 19, Iss. 6. Pp. 471-476. DOI: https://doi.org/10.1097/ MC0.0000000000000314.

3. Karas, D.; Ulrichova, J.; Valentova, K. Galloylation of Polyphenols Alters their Biological Activity. Food and Chemical Toxicology. 2017. Vol. 105. Pp. 223-240. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.fct.2017.04.021.

Bibliography

1. Grgic, J.; Selo, G.; Planinic, M.; Tisma, M.; Bucic-Kojic, A. Role of the Encapsulation in Bioavailability of Phenolic Compounds. Antioxidants. 2020. Vol. 9. Pp. 923. DOI: https://doi.org/10.3390/anti-ox9100923.

2. Tomas-Barberan, F.A.; Selma, M.V.; Espin, J.C. Interactions of Gut Microbiota with Dietary Polyphenols and Consequences to Human Health. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2016. Vol. 19, Iss. 6. Pp. 471-476. DOI: https://doi.org/10.1097/ MC0.0000000000000314.

3. Karas, D.; Ulrichova, J.; Valentova, K. Galloylation of Polyphenols Alters their Biological Activity. Food and Chemical Toxicology. 2017. Vol. 105. Pp. 223-240. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.fct.2017.04.021.

4. Etxeberria, U.; Arias, N.; Boque, N.; Macarulla, M.T.; Portillo, M.P.; Martinez, J.A.; Milagro, F.I. Reshaping Faecal Gut Microbiota Composition by the Intake of Trans-Resveratrol and Quercetin in High-Fat Sucrose Diet-Fed Rats. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2015. Vol. 26, Iss. 6. Pp. 651-660. DOI: https://doi.org/10.1016/jjnut-bio.2015.01.002.

5. Kasote, D.M.;Jayaprakasha, G.K.; Patil, B.S Encapsulation of Polyphenols: An Effective Way to Enhance Their Bioavailability for Gut Health. Advances in Plant Phenolics: From Chemistry to Human Health. ACS Symposium Series. Vol. 1286. American Chemical Society: Washington, DC, 2018. Chapter 13. Pp. 239-259. ISBN-13 9780841232969. eISBN 9780841232952. DOI: https://doi. org/10.1021/bk-2018-1286.ch013.

6. Bora, A.F.M.; Ma, S.; Li, X.; Liu, L. Application of Microencapsulation for the Safe Delivery of Green Tea Polyphenols in Food Systems: Review and Recent Advances. Food Research International. 2018. Vol. 105. Pp. 241-249. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.food-res.2017.11.047.

7. Shishir, M.R.I.; Xie, L.; Sun, C.; Zheng, X.; Chen, W. Advances in Micro and Nano-Encapsulation of Bioactive Compounds Using Biopolymer and Lipid-Based Transporters. Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 78. Pp. 34-60. DOI: https://doi.org/10.1016/'. tifs.2018.05.018.

8. Chen, L.; Gnanaraj, C.; Arulselvan, P.; El-Seedi, H., Teng, H. A Review on Advanced Microencapsulation Technology to Enhance Bioavailability of Phenolic Compounds: Based on its Activity in the Treatment of Type 2 Diabetes. Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 85. Pp. 149-162. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.tifs.2018.11.026.

9. Tengse, D.D.; Priya, B.;Kumar, P.A.R. Optimization for Encapsulation of Green Tea (Camellia Sinensis L.) Extract by Spray Drying Technology. Journal of Food Measurement and Characterization. 2017. Vol. 11. Pp. 85-92. DOI: https://doi.org/10.1007/s11694-016-9374-4.

10. Zokti, J.A; Baharin, B.S.; Mohammed, A.S.;Abas, F. Green Tea Leaves Extract: Microencapsulation, Physicochemical and Storage Stability Study. Molecules. 2016. Vol. 21, Iss. 8. Pp. 940. DOI: https:// doi.org/10.3390/molecules21080940.

11. Oancea,A.-M.;Hasan,M.;Vasile,A.M.;Barbu,V.;Enachi,E.;Bahrim,G.; Rapeanu, G.; Silvi, S.; Stanciuc, N. Functional Evaluation of Microencapsulated Anthocyanins from Sour Cherries Skins Extract in Whey Proteins Isolate. LWT- Food Science and Technology. 2018. Vol. 95. Pp. 129-134. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.lwt.2018.04.083.

12. Dehkharghanian, M.; Lacroix, M.; Vijayalakshmi, M.A. Antioxidant Properties of Green Tea Polyphenols Encapsulated in Caseinate Beads. Dairy Science and Technology. 2009. Vol. 89. Pp. 485-499. DOI: https://doi.org/10.1051/dst/2009024.

13. Yanyu, X.; Yunmei, S.; Zhipeng, C.; Qineng, P. The Preparation of Silybin-Phospholipid Complex and the Study on Its Pharmacokinetics in Rats. International Journal of Pharmaceutics. 2006. Vol. 307, Iss. 1. Pp. 77-82. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.ijpharm.2005.10.001.

14. Maiti, K.;Mukherjee, K.; Gantait, A.; Ahamed, H.N.; Saha, B.P.; Mukherjee, P.K. Enhanced Therapeutic Benefit of Quercetin Phospholipid Complex in Carbon Tetrachloride-Induced Acute Liver Injury in Rats: A Comparative Study. Iranian Journal of Pharmacology & Therapeutics. 2005. Vol. 4, Iss. 2. Pp. 84.

15. Rashidinejad, A.; Birch, E.J.;Sun-Waterhouse, D.;Everett, D.W. Delivery of Green Tea Catechin and Epigallocatechin Gallate in Liposomes Incorporated into Low-Fat Hard Cheese. Food Chemistry. 2014. Vol. 156. Pp. 176-183. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.food-chem.2014.01.115.

4. Etxeberria, U.; Arias, N.; Boque, N.; Macarulla, M.T.; Portillo, M.P.; Martinez, J.A.; Milagro, F.I. Reshaping Faecal Gut Microbiota Composition by the Intake of Trans-Resveratrol and Quercetin in High-Fat Sucrose Diet-Fed Rats. The Journal of Nutritional Biochemistry. 2015. Vol. 26, Iss. 6. Pp. 651-660. DOI: https://doi.org/10.1016/jjnut-bio.2015.01.002.

5. Kasote, D.M.;Jayaprakasha, G.K.; Patil, B.S Encapsulation of Polyphenols: An Effective Way to Enhance Their Bioavailability for Gut Health. Advances in Plant Phenolics: From Chemistry to Human Health. ACS Symposium Series. Vol. 1286. American Chemical Society: Washington, DC, 2018. Chapter 13. Pp. 239-259. ISBN-13 9780841232969. eISBN 9780841232952. DOI: https://doi. org/10.1021/bk-2018-1286.ch013.

6. Bora, A.F.M.; Ma, S.; Li, X.; Liu, L. Application of Microencapsula-tion for the Safe Delivery of Green Tea Polyphenols in Food Systems: Review and Recent Advances. Food Research International. 2018. Vol. 105. Pp. 241-249. DOI: https://doi.org/10.1016/jJood-res.2017.11.047.

7. Shishir, M.R.I.; Xie, L.; Sun, C.; Zheng, X.; Chen, W. Advances in Micro and Nano-Encapsulation of Bioactive Compounds Using Biopolymer and Lipid-Based Transporters. Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 78. Pp. 34-60. DOI: https://doi.org/10.1016/j. tifs.2018.05.018.

8. Chen, L.; Gnanaraj, C.; Arulselvan, P.; El-Seedi, H., Teng, H. A Review on Advanced Microencapsulation Technology to Enhance Bioavailability of Phenolic Compounds: Based on its Activity in the Treatment of Type 2 Diabetes. Trends in Food Science & Technology. 2018. Vol. 85. Pp. 149-162. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.tifs.2018.11.026.

9. Tengse, D.D.; Priya, B.; Kumar, P.A.R. Optimization for Encapsulation of Green Tea (Camellia Sinensis L.) Extract by Spray Drying Technology. Journal of Food Measurement and Characterization. 2017. Vol. 11. Pp. 85-92. DOI: https://doi.org/10.1007/s11694-016-9374-4.

10. Zokti, J.A; Baharin, B.S.;Mohammed, A.S.;Abas, F. Green Tea Leaves Extract: Microencapsulation, Physicochemical and Storage Stability Study. Molecules. 2016. Vol. 21, Iss. 8. Pp. 940. DOI: https:// doi.org/10.3390/molecules21080940.

11. Oancea,A.-M.;Hasan,M.;Vasile,A.M.;Barbu,V.;Enachi,E.;Bahrim,G.; Rapeanu, G.; Silvi, S.; Stanciuc, N. Functional Evaluation of Micro-encapsulated Anthocyanins from Sour Cherries Skins Extract in Whey Proteins Isolate. LWT- Food Science and Technology. 2018. Vol. 95. Pp. 129-134. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.lwt.2018.04.083.

12. Dehkharghanian, M.; Lacroix, M.; Vijayalakshmi, M.A. Antioxidant Properties of Green Tea Polyphenols Encapsulated in Caseinate Beads. Dairy Science and Technology. 2009. Vol. 89. Pp. 485-499. DOI: https://doi.org/10.1051/dst/2009024.

13. Yanyu, X.; Yunmei, S.; Zhipeng, C.; Qineng, P. The Preparation of Silybin-Phospholipid Complex and the Study on Its Pharmacokinetics in Rats. International Journal of Pharmaceutics. 2006. Vol. 307, Iss. 1. Pp. 77-82. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.ijpharm.2005.10.001.

14. Maiti, K.;Mukherjee, K.; Gantait, A.; Ahamed, H.N.; Saha, B.P.; Mukherjee, P.K. Enhanced Therapeutic Benefit of Quercetin Phospholipid Complex in Carbon Tetrachloride-Induced Acute Liver Injury in Rats: A Comparative Study. Iranian Journal of Pharmacology & Therapeutics. 2005. Vol. 4, Iss. 2. Pp. 84.

15. Rashidinejad, A.; Birch, E.J.; Sun-Waterhouse, D.;Everett, D.W. Delivery of Green Tea Catechin and Epigallocatechin Gallate in Liposomes Incorporated into Low-Fat Hard Cheese. Food Chemistry. 2014. Vol. 156. Pp. 176-183. DOI: https://doi.org/10.1016/jJood-chem.2014.01.115.

16. Ting, Y.; Jiang, Y.; Ho, C.-T.; Huang, Q. Common Delivery Systems for Enhancing in Vivo Bioavailability and Biological Efficacy of Nu-traceuticals. Journal of Functional Foods. 2014. Vol. 7. Pp. 112-128. DOI: https://doi.org/10.1016/jjff.2013.12.010.

17. Manea, A.M.; Andronescu, C.; Meghea, A. Green Tea Extract Loaded into Solid Lipid Nanoparticles. UPB Scientific Bulletin, Series B: Chemistry and Materials Science. 2014. Vol. 76, Iss. 2. Рр. 125-136. ISSN 14542331.

18. Lambert, J.D.; Sang, S.; Hong, J.; Kwon, S.-J.; Lee, M.-J.; Ho, C.-T.; Yang, C.S. Peracetylation as a Means of Enhancing in Vitro Bioac-tivity and Bioavailability of Epigallocatechin-3-Gallate. Drug Metabolism and Disposition. 2006. Vol. 34, Iss. 12. Pp. 2111-2116. DOI: https://doi.org/10.1124/dmd.106.011460.

19. Mulholland, P.J.; Ferry, D.R.; Anderson, D.; Hussain, S.A.; Young, A.M.; Cook, J.E.; Hodgkin, E.; Seymour, L.W.; Kerr, D.J. Pre-clinical and Clinical Study of QC12, a Water-Soluble, Pro-Drug of Quercetin. Annals of Oncology. 2001. Vol. 12, Iss. 2. Pp. 245-248. DOI: https:// doi.org/10.1023/A:1008372017097.

20. Dube, A.; Nicolazzo, J.A.;Larson, I. Chitosan Nanoparticles Enhance the Plasma Exposure of (-)-Epigallocatechin Gallate in Mice through an Enhancement in Intestinal Stability. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2011. Vol. 44, Iss. 3. Pp. 422-426. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.ejps.2011.09.004.

16. Ting, Y.; Jiang, Y.; Ho, C.-T.; Huang, Q. Common Delivery Systems for Enhancing in Vivo Bioavailability and Biological Efficacy of Nu-traceuticals. Journal of Functional Foods. 2014. Vol. 7. Pp. 112-128. DOI: https://doi.org/10.1016/jjff.2013.12.010.

17. Manea, A.M.; Andronescu, C.; Meghea, A. Green Tea Extract Loaded into Solid Lipid Nanoparticles. UPB Scientific Bulletin, Series B: Chemistry and Materials Science. 2014. Vol. 76, Iss. 2. Рр. 125-136. ISSN 14542331.

18. Lambert, J.D.; Sang, S.; Hong, J.; Kwon, S.-J.; Lee, M.-J.; Ho, C.-T.; Yang, C.S. Peracetylation as a Means of Enhancing in Vitro Bioac-tivity and Bioavailability of Epigallocatechin-3-Gallate. Drug Metabolism and Disposition. 2006. Vol. 34, Iss. 12. Pp. 2111-2116. DOI: https://doi.org/10.1124/dmd.106.011460.

19. Mulholland, P.J.; Ferry, D.R.; Anderson, D.; Hussain, S.A.; Young, A.M.; Cook, J.E.; Hodgkin, E.; Seymour, L.W.; Kerr, D.J. Pre-clinical and Clinical Study of QC12, a Water-Soluble, Pro-Drug of Quercetin. Annals of Oncology. 2001. Vol. 12, Iss. 2. Pp. 245-248. DOI: https:// doi.org/10.1023/A:1008372017097.

20. Dube, A.;Nicolazzo, J.A.;Larson, I. Chitosan Nanoparticles Enhance the Plasma Exposure of (-)-Epigallocatechin Gallate in Mice through an Enhancement in Intestinal Stability. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 2011. Vol. 44, Iss. 3. Pp. 422-426. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.ejps.2011.09.004.

Информация об авторах / Information about Authors

Школьникова Марина Николаевна

Shkolnikova, Marina Nikolaevna

Тел./Phone: +7 (343) 221-26-72 E-mail: shkolnikova.m.n@mail.ru

Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии питания Уральский государственный экономический университет

620144, Российская Федерация, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной Воли, 62/45

Doctor of Technical Sciences, Associate Professor Professor of the Food Technology Department Ural State University of Economics

620144, Russian Federation, Ekaterinburg, 8 March/Narodnaya Volya St., 62/45

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9146-6951 WoS Researcher ID: W-6663-2018

Воронова

Елена Владимировна

Voronova, Elena Vladimirovna

Тел./Phone: +7 (385-2) 29-07-06 E-mail: yelena-zh@mail.ru

Аспирант

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова 656038, Российская Федерация, г. Барнаул, пр. Ленина, 46

PhD Student

Polzunov Altai State Technical University 656038, Russian Federation, Barnaul, Lenin Ave., 46

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6809-6788

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.