Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда № 26-76-31002, показало, как размер альгинатной микрокапсулы влияет на сохранность пробиотических бактерий Lactiplantibacillus plantarum. Матрицей для системы доставки пробиотика выступил природный биополимер альгинат.
Капсулы получали методом экструзионного микроинкапсулирования с использованием 2% альгината натрия; гелеобразование запускал хлорид кальция. В результате получались капсулы размером от 100 до 1500 мкм.
Как размер меняет свойства капсулы
С уменьшением размера капсулы содержание альгината в ней падало, а связывание кальция росло — 0,58 против 0,39 г/г в капсулах 200 и 400 мкм соответственно. Это повышало термическую стабильность.
Жизнеспособность бактерий заметно различалась — от 2,4 × 10⁸ до 0,8 × 10⁷ КОЕ/г. Главной причиной названо 30-кратное сокращение внутреннего объёма капсулы. Физико-химические стрессы в процессе инкапсулирования усиливали синтез ненасыщенных жирных кислот в мелких капсулах.
Насыпная плотность при уменьшении размера росла с 270 до 480 кг/м³, а число капсул в грамме составляло от 18 000 до 1 356 000.
Выживаемость и защита при пищеварении
В инкапсулированном виде бактерии оставались жизнеспособными 300 дней при 10 °C. После моделируемого желудочного и кишечного пищеварения форма сохраняла высокую жизнеспособность — более 7,7 log КОЕ/мл.
Преимущество перед свободными клетками подтвердилось в обоих тестах: при желудочной кислотности выживаемость составила 93% против 54%, при воздействии желчных кислот — 90% против 48%. Это подтверждает защитный эффект альгинатной матрицы в условиях желудочно-кишечного тракта.
Полученные лиофилизированные альгинатные микрокапсулы соответствуют требованиям к дозировке пробиотиков и могут применяться как стабильные функциональные агенты в продуктах, обогащённых пробиотиками.
Статья с результатами опубликована в npj Sci Food (2026), DOI: 10.1038/s41538-026-01065-2. Авторы — Kurchenko V., Halavach T., Grigorian R. и др.; заявлено об отсутствии конфликта интересов.