Разработка технологии получения инкапсулированных форм биологически ценных растительных экстрактов из ботвы свеклы Beta Vulgaris cv

Цель данной работы – получение инкапсулированных форм биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными свойствами, из вторичного сельскохозяйственного сырья. Были разработаны технология экстрагирования антиоксидантов с применением ультразвука и технология их инкапсулирования. В ходе работы были исследованы структурно-функциональные взаимодействия структурных звеньев биополимерных капсул методом ИК-Фурье-спектроскопии. В спектре альгинатных капсул с инкапсулированным экстрактом наблюдается несколько изменений по сравнению с капсулами без экстракта, что указывает на успешное включение растительного биологически активного вещества (изменения интенсивности пика в диапазоне 800–1600 см^-1, 1240,30 см^-1 и 1512,26 см^-1). Однако данные изменения не дают основания предполагать значительных химических взаимодействий между биополимером и инкапсулированным веществом. Исследования физикохимических параметров разработанных инкапсулированных форм антиоксидантов показали, что их размер, влажность, выход и эффективность инкапсулирования, содержание экстракта и другие физико-химические параметры были схожи между собой, а также с данными литературы. В ходе эксперимента было установлено, что все капсулы стали набухать в различной степени на стадии модельного искусственного кишечника в связи с увеличением электростатических сил отталкивания. Полученные результаты по изменению механических свойств разработанных капсул показывают, что с течением времени при влиянии щелочной среды и солей одновалентных ионов наблюдался распад капсул с приближением значений прочности капсул к нулю. Данные факты подтверждают целесообразность разработки инкапсулированных форм антиоксидантов из вторичного сельскохозяйственного сырья и помогут восполнить дефицит недостающих биологически активных веществ в рационе человека в биоусвояемом виде. 

1. Евтеев А.В., Крепнева А.А., Горбунова Н.В., Разумова Л.С., Банникова А.В. Анализ физических свойств и биодоступности инкапсулированных форм модельных эссенциальных жирных кислот // Новые технологии. 2017. N 1. С. 11–17.

2. Горбунова Н.В., Евтеев А.В., Банникова А.В., Решетник Е.И. Перспективы использования продуктов комплексной переработки растениеводства в качестве источников получения антиоксидантов // Дальневосточный аграрный вестник. 2017. N 2 (42). С. 120–126.

3. Castellar M.R., Obon J.M., FernandezLopez J.A. The isolation and properties of a concentrated red-purple betacyanin food colourant from Opuntia stricta fruits // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2006. Vol. 86. No. 1. P. 122– 128. DOI: 10.1002/jsfa.2285.

4. Delgado-Vargas F., Jimenez-Aparicio A.R., Paredes-Lopez O. Natural pigments: carotenoids, anthocyanins, and betalains – characteristics, biosynthesis, processing, and stability // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2000. Vol. 40. No. 3. P. 173–289. DOI: 10.1080/10408690091189257

5. Gorbunova N., Evteev A., Evdokimov I., Bannikova A., Kasapis S. Alginate-based encapsulation of extracts from beta vulgaris cv. beet greens: stability and controlled release under simulated gastrointestinal conditions // LWT – Food Science and Technology. 2018. Vol. 93. P. 442–449. DOI: 10.10 16/j.lwt.2018.03.075

6. Stitzing F.C., Carle R. Analysis of betalains. In: Food colorants. Chemical and functional properties. Ed. C. Socaciu. CR Press Taylor & Francis Group. 2008. P. 507–520.

7. Strack D., Vogt T., Schliemann W. Recent advances in betalain research. // Phytochemistry. 2003. Vol. 62. P. 247–269. https://doi.org/10.1016/s0031-9422(02)00564-2

8. Разумова Л.С., Евтеев А.В., Банникова А.В., Евдокимов И.А. Изучение поведения полислойных капсул на основе пищевых волокон в условиях ферментативного гидролиза // Известия вузов. Прик-ладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. № 1 (20). С. 148–154. DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-1-148-154

9. Rasumova L., Evteev A., Evdokimov I., Bannikova A., Kasapis S. Protein-loaded sodium alginate and carboxymethyl cellulose beads for controlled release under simulated gastrointestinal conditions // International Journal of Food Science and Technology. 2017. Vol. 52. Issue 10. P. 2171–2179.

10. Stojanovic, R., Belscak-Cvitanovic, A., Manojlovic, V., Komes, D., Nedovic, V., & Bugarski, B. Encapsulation of thyme (Thymus serpyllum L.) aqueous extract in calcium alginate beads // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2012. No. 92. P. 685–696. DOI: 10.1002/jsfa.4632

11. Tesoriere, L., Butera, L., Allegra, M., Fazzari, M. & Livrea, M.A. Distribution of betalain pigments in red blood cells after consumption of cactus pear fruits and increased resistance of the cells to ex vivo induced oxidative hemolysis in humans // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005. No. 53. P. 1266–1270. DOI: 10.1021/jf048134+

12. Tiwari, G., Tiwari, R., Sriwastawa, B., Bhati, L., Pandey, S., Pandey, P., Bannerjee, S.K. Drug delivery systems: An updated review // International Journal of Pharmaceutical Investigation. 2012. No. 2. P. 2–11. DOI: 10.4103/2230-973X.96920

13. Veeru, P., Kishor, M.P. & Meenaksh, M. Screening of medicinal plant extracts for antioxidant activity // Journal of Medicinal Plants Research. 2009. No. 3. P. 608–612.

14. Vilkhu, K., Mawson, R., Simons, L., & Bates, D. Applications and opportunities for ultrasound assisted extraction in the food industry—A review // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2008. No. 9 (2). P. 161–169. DOI: 10.1016/j.ifset.2007.04.014

15. Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., & Li, X. Optimisation of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran // Food Chemistry. 2008. No. 106 (2). P. 804–810. DOI:10.3390