Влияние ультразвукового микроструктурирования биологически активных веществ на эффективность процесса их инкапсуляции
Автор: Фаткуллин Ринат Ильгидарович, Калинина Ирина Валерьевна, Васильев Андрей Константинович, Науменко Екатерина Евгеньевна, Ботвинникова Валентина Викторовна
Рубрика: Биохимический и пищевой инжиниринг
Статья в выпуске: 4 т.9, 2021 года.
Бесплатный доступ
Целью настоящего исследования стала оценка возможности использования микроструктурирования биологически активных веществ для повышения эффективности их инкапсуляции. Многие биологически активные вещества, особенно полифенольной природы, представляют собой полимерные формы соединений, биологическая активность которых в значительной степени уступает их мономерным формам. Инкапсуляция полимерных форм биоактивных веществ также сопряжена с рядом проблем, среди которых сложность получения препаратов микро- и наноразмерного ряда, низкий уровень загрузки этих веществ в систему доставки, низкая биодоступность этих соединений. В рамках данного исследования предложен и апробирован метод ультразвукового микроструктурирования дигидрокверцетина - растительного антиоксиданта полифенольной природы. Проведена оценка дисперсного состава растворов дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде. Показано, что ультразвуковое воздействие в предложенном режиме позволяет изменить размерный ряд частиц биоактивного вещества в растворе и привести их к более выровненному состоянию. Вместе с тем, снятие спектров растворов дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде показало, что в обоих случаях биоактивное вещество присутствует в виде смеси полимерной и мономерной форм. Для оценки эффективности инкапсуляции исходной и микроструктурированной форм дигидрокверцетина в качестве системы доставки был выбран β-циклодекстрин, который представляет собой разрешенную к применению пищевую добавку. Методика инкапсуляции дигидрокверцетина в исходном и микроструктурированном виде была идентичной. Полученные результаты определения эффективности инкапсуляции свидетельствуют о целесообразности использования микроструктурирования биологически активного вещества перед его инкапсуляцией. Значение показателя эффективности инкапсуляции дигидрокверцетина в микроструктурированном виде в 1,3 раза превышало значение данного показателя для дигидрокверцетина, инкапсулированного в исходном виде. Предложенный подход может иметь перспективы использования при получении функциональных пищевых ингредиентов и биологически активных добавок с применением технологий инкапсуляции.
Дигидрокверцетин, β-циклодекстрин, инкапсуляция, ультразвуковое микроструктурирование, дисперсный состав, эффективность инкапсуляции
Короткий адрес: https://sciup.org/147236411
IDR: 147236411 | DOI: 10.14529/food210411
Список литературы Влияние ультразвукового микроструктурирования биологически активных веществ на эффективность процесса их инкапсуляции
- Корулькин, Д.Ю. Природные флаво-ноиды / Д.Ю. Корулькин, Ж.А. Абилов, Р.А. Музычкина, Г.А. Толстиков. – Новосибирск: Тео, 2007. – 232 с.
- Калинина, И.В. Результаты влияния ка-витационных эффектов ультразвука на степень экстракции биологически активных веществ из растительного сырья / И.В. Калинина, И.Ю. Потороко, Р.И. Фаткуллин и другие // Аграрный вестник Урала. – 2017. – № 10 (164). – С. 30–35.
- Шатилов, А.В. Роль антиоксидантов в организме в норме и при патологии / А.В. Шатилов, О.Г. Богданова, А.В. Коробов // Ветеринарная патология. – 2007. – № 2. – С. 207–211.
- Antiproliferative and antioxidant activity of new dihydroquercetin derivatives / V.S. Rogovskii, A.I. Matiushin, N.L. Shimanovskii et. al. // Eksp. Klin. Farmakol. – 2010. – Vol. 73. – P. 39–42.
- Application of ultrasonic waves for the improvement of particle dispersion in drinks / R. Fatkullin, N. Popova, I. Kalinina et. al. // Agron-omy Research. – 2017. – Vol. 15. – P. 1295–1303.
- Applications of sonochemistry in Russian food processing industry / O. Krasulya, S. Shes-takov, V. Bogush et. al. // Ultrasonics Sonoche-mistry. – 2014. – Vol. 21. – P. 2112–2116.
- Dihydroquercetin (DHQ) induced HO-1 and NQO1 expression against oxidative stress through the Nrf2-dependent antioxidant pathway / L. Liang, C. Gao, M. Luo et. al. // J. Agric. Food Chem. – 2013. – Vol. 61. – P. 2755–2761.
- Dihydroquercetin as a means of antioxi-dative defence in rats with tetrachloromethane hepatitis / Y.O. Teselkin, I. Babenkova, V. Kolhir et. al. // Phytother. Res. – 2000. – Vol. 14. – P. 160–162.
- Enhancement of solubility, antioxidant ability and bioavailability of taxifolin nanoparti-cles by liquid antisolvent precipitation technique / Y. Zu, W. Wu, X. Zhao et. al. // International Journal of Pharmaceutics. – 2014. – Vol. 471. – P. 366–376.
- Fang, Z., Bhandari, B.. Encapsulation of polyphenols – a review // Trends in Food Science &Technology. – 2010. – Vol. 21 (10). – P. 510–523.
- Li-Juan Yang, Wen Chen, Shui-Xian Ma, Yun-Tao Gao, Rong Huang, Sheng-Jiao Yan, Jun Lin. Host–guest system of taxifolin and native cyclodextrin or its derivative: Preparation, characterization, inclusion mode, and solubilization // Carbohydrate Polymers. – 2011. – Vol. 85(3). – P. 629–637.
- Mittler, R. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance / R. Mittler // Trends in Plant Science. – 2002. – Vol. 7 (9). – P. 405–410. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(02)02312-9.
- Potoroko I.Yu., Kalinina I.V., Naumenko N.V., Fatkullin R.I., Nenasheva A.V., Uskova D.G., Sonawane S.H., Ivanova D.G., Velyamov M.T. Sonochemical Micronization of Taxifolin Aimed at Improving Its Bioavailability in Drinks for Athletes // Human. Sport. Medicine. – 2018. – Vol. 18, no. 3. – P. 90–100. DOI: 10.14529/ hsm180309
- Potoroko, I.U., Kalinina, I.V., Naumenko, N.V., Fatkullin, R.I., Shaik S., Sonawane, S.H., Ivanova, D., Kiselova-Kaneva, Y., Tolstykh, O., Paymulina, A.V. Possibilities of Regulating Antioxidant Activity of Medicinal Plant Extracts // Human. Sport. Medicine. – 2017. – Vol. 17, no. 4. – P. 77–90. DOI: 10.14529/hsm170409
- Rasenack, N. Preparation of microcrys-tals by in situ micronization / N.Rasenack, H. Steckel, B.W. Müller // Powder Technology. – 2004. – Vol. 143–144. – P. 291–296.
- Sobel R., Versic R., Gaonkar A.G. Intro-duction to microencapsulation and controlled delivery in foods // Microencapsulation in the food industry. – Elsevier Inc., 2014. – P. 3–12.
- Sun C., Dai L., Gao Y. Binary complex based on zein and propylene glycol alginate for delivery of quercetagetin // Biomacromolecules. – 2016. – Vol. 17 (12). – P. 3973–3985.
