Сохранить жизнеспособность пробиотиков (полезных молочнокислых бактерий) до 300 дней сумели учёные СКФУ в составе международного исследовательского коллектива, подобрав оптимальный размер микрокапсул для их защиты от внешнего воздействия.

По словам авторов, полученные данные будут полезны при разработке и производстве биодобавок и обогащённых пробиотиками продуктов питания, включая кисломолочные продукты и соки. Результаты исследования опубликованы в npj Science of Food.

Пробиотики — полезные молочнокислые бактерии — помогают организму поддерживать здоровье кишечника. Они борются с болезнетворными микробами, улучшают пищеварение и участвуют в выработке витаминов, рассказали в СКФУ.

Для того чтобы пробиотики действительно приносили пользу, важно, чтобы они попадали на «рабочее место» в кишечнике живыми. Но при длительном хранении, а также при прохождении через агрессивную среду желудка микроорганизмы могут погибать.

Один из способов защиты пробиотиков — их упаковка в микрокапсулы из безопасных природных полимеров, чаще всего из альгината натрия (вещества, добываемого из бурых водорослей). Полимерные оболочки эффективно оберегают бактерии от внешних воздействий, но до недавнего времени учёные не знали, какой размер капсул обеспечивает наилучшую защиту.

Учёные из Северо-Кавказского федерального университета совместно с коллегами из Белоруссии, Словении и Турции исследовали защитные свойства альгинатных капсул разных размеров.

Исследователи получили капсулы четырёх размеров: с диаметром от 0,2 до 0,4 миллиметра (примерно в 4–8 раз больше толщины человеческого волоса). Полученные частицы заморозили, а затем высушили в вакууме, чтобы они могли долго храниться без потери активности бактерий.

Наиболее жизнеспособными оказались лактобактерии, помещённые в самые крупные капсулы (с диаметром 0,4 миллиметра): в них выжило в 30 раз больше микроорганизмов, чем в «контейнерах» с размером 0,2 миллиметра. Авторы объясняют это тем, что у маленьких капсул более жёсткая оболочка, и они создают стресс для бактерий на этапе производства и в процессе сушки, снижая их выживаемость.

«Максимальное количество живых бактерий Lactiplantibacillus plantarum содержалось в самых крупных капсулах, но они хуже выдерживали нагревание из-за менее плотной оболочки. В результате мы определили „золотую середину“ — капсулы с диаметром 0,25 микрометра. У них приемлемая выживаемость бактерий и достаточная устойчивость к температурам (что важно на молочных производствах)», — рассказал лидер проекта, руководитель международной научно-исследовательской лаборатории функциональных материалов и пищевых систем СКФУ Сейедмахди Джафари.

Исследователи продержали капсулы с бактериями 300 дней при температуре 10 °C. За это время погибло семь процентов лактобактерий.

Затем капсулы поместили в среду, имитирующую пищеварительный тракт человека. В условиях желудочной кислотности выжило 93 процента микроорганизмов, при воздействии желчных кислот — 90 процентов. Среди незащищённых бактерий, используемых в большинстве кисломолочных продуктов, в тех же условиях погибает, соответственно, 54 и 48 процентов.

«Наша разработка и направление деятельности в целом напрямую связаны с реализацией национальных проектов России, особенно в части развития агропромышленного комплекса. Использование микрокапсул для хранения и доставки пробиотиков позволит создавать целые линейки функциональных продуктов питания с прогнозируемыми свойствами.», — сообщил руководитель проекта.

В исследовании, поддержанном «мегагрантом» Российского научного фонда (проект № 26-76-31002), принимали участие сотрудники Северо-Кавказского федерального университета (Ставрополь, Россия), Белорусского государственного университета, Института микробиологии Национальной академии наук РБ (Минск, Белоруссия), Люблянского университета (Любляна, Словения) и Университета Газиантепа (Газиантеп, Турция).

Читайте также: Дипломат раскрыл, что Западу нужно знать о россиянах