Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 110265 10.21603/1019-8946-2025-6-64 Научная статья Research Article Научная статья Biopolymer Gel Encapsulation of Bioactive Additives Инкапсулированная биологически активная добавка на основе биополимерных гелей Каплан Дмитрий Олегович Kaplan Dmitry O. do.kaplan2124@omgau.org https://orcid.org/0000-0001-8544-4214 Гаврилова Наталья Борисовна Gavrilova Natalya B. nb.gavrilova@omgau.org

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина Омск Россия Omsk State Agrarian University Omsk Russian Federation Омский государственный аграрный университет имени П. А. Столыпина Омск Россия Omsk State Agrarian University Omsk Russian Federation 12 12 2025 12 12 2025 6 49 54 23 05 2025 20 11 2025 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/110265/view

Создание и производство инновационных продуктов питания массового и специализированного назначения динамично развиваются, что влечет за собой необходимость поиска эффективных форм доставки биологически активных веществ в организм. Цель исследования – разработка инновационной биологически активной добавки на основе биополимерных гелей. В исследовании использовались современные методы пищевой биотехнологии, аналитической химии и компьютерного моделирования. Методика инкапсуляции включала стадии предварительной подготовки активных компонентов, формирования гелевой матрицы и последующей стабилизации полученной композиции. Разработана биополимерная система для инкапсуляции алкалоида берберина. Установлено, что биополимерный гель обеспечивает высокую устойчивость к воздействию кислотной среды и формирует пролонгированное высвобождение активного вещества, при котором более 80 % берберина высвобождается в фазу моделируемой кишечной среды. Это подтверждает эффективность технологии и перспективность разработанной системы для использования в продуктах массового потребления и специализированного питания.

The rapidly developing mass-market of functional foods needs new delivery methods for biologically active substances. This article describes an innovative dietary biopolymer-based food capsule. The methodology involved modern food biotechnology methods, analytical chemistry, and computer modelling. The encapsulation procedure started with preparing the bioactive components followed by gel matrix formation and stabilization. The biopolymer system demonstrated good prospects for encapsulating alkaloids, e.g., berberine, in an intestinal simulation in vitro. The biopolymer gel proved resistant to acidic environments and provided a prolonged release of the active substance, releasing over 80% of the encapsulated berberine. This effective technology can be recommended for commercial production of functional foods.

 инкапсуляция биологически активная добавка биополимерный гель специализированное питание encapsulation biologically active additive biopolymer gel specialized nutrition

Гаврилова, Н. Б. Высокотехнологичное производство пищевых продуктов специализированного (спортивного) и здорового питания: монография / Н. Б. Гаврилова [и др.]. – Омск: Изд-во Омского ГАУ, 2021. – 219 с. Gavrilova, N. B. Vysokotehnologichnoe proizvodstvo pischevyh produktov specializirovannogo (sportivnogo) i zdorovogo pitaniya: monografiya / N. B. Gavrilova [i dr.]. – Omsk: Izd-vo Omskogo GAU, 2021. – 219 s. Гаврилова, Н. Б. Комплексное использование пробиотиков и метабиотиков в биотехнологии продуктов функционального назначения / Н. Б. Гаврилова [и др.] // Молочная промышленность. 2022. № 11. С. 23–25. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2022-11-23-25; https://elibrary.ru/bkgqjy Gavrilova, N. B. Kompleksnoe ispol'zovanie probiotikov i metabiotikov v biotehnologii produktov funkcional'nogo naznacheniya / N. B. Gavrilova [i dr.] // Molochnaya promyshlennost'. 2022. № 11. S. 23–25. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2022-11-23-25; https://elibrary.ru/bkgqjy Литвяк, В. В. Нанотехнологии в пищевой промышленности / В. В. Литвяк, А. А. Копыльцов, В. В. Ананских // Пищевая промышленность. 2020. № 12. С. 14–19. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-10137; https://elibrary.ru/tjxxab Litvyak, V. V. Nanotehnologii v pischevoy promyshlennosti / V. V. Litvyak, A. A. Kopyl'cov, V. V. Ananskih // Pischevaya promyshlennost'. 2020. № 12. S. 14–19. https://doi.org/10.24411/0235-2486-2020-10137; https://elibrary.ru/tjxxab Чернопольская, Н. Л. Научно-практические аспекты биотехнологии специализированной пищевой продукции на молочной основе с использованием иммобилизации заквасочных (пробиотических) культур: монография / Н. Л. Чернопольская, Н. Б. Гаврилова. – Омск: Изд-во ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2019. – 351 с. Chernopol'skaya, N. L. Nauchno-prakticheskie aspekty biotehnologii specializirovannoy pischevoy produkcii na molochnoy osnove s ispol'zovaniem immobilizacii zakvasochnyh (probioticheskih) kul'tur: monografiya / N. L. Chernopol'skaya, N. B. Gavrilova. – Omsk: Izd-vo FGBOU VO Omskiy GAU, 2019. – 351 s. Коновалов, С. А. Использование растительного сырья для разработки биотехнологии пищевой добавки содержащей природные БАВ / С. А. Коновалов, Н. Б. Гаврилова // Новейшие достижения в области медицины, здравоохранения и здоровьесберегающих технологий: Сборник материалов I Международного конгресса. – Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2022. https://doi.org/10.21603/-I-IC-60; https://elibrary.ru/opnrqa Konovalov, S. A. Ispol'zovanie rastitel'nogo syr'ya dlya razrabotki biotehnologii pischevoy dobavki soderzhaschey prirodnye BAV / S. A. Konovalov, N. B. Gavrilova // Noveyshie dostizheniya v oblasti mediciny, zdravoohraneniya i zdorov'esberegayuschih tehnologiy: Sbornik materialov I Mezhdunarodnogo kongressa. – Kemerovo: Kemerovskiy gosudarstvennyy universitet, 2022. https://doi.org/10.21603/-I-IC-60; https://elibrary.ru/opnrqa Курбанова, М. Г. Белковые гидролизаты с биологически активными пептидами / М. Г. Курбанова, И. С. Разумникова, А. Ю. Просеков // Молочная промышленность. 2010. № 9. С. 70–71. https://elibrary.ru/mvpfzb Kurbanova, M. G. Belkovye gidrolizaty s biologicheski aktivnymi peptidami / M. G. Kurbanova, I. S. Razumnikova, A. Yu. Prosekov // Molochnaya promyshlennost'. 2010. № 9. S. 70–71. https://elibrary.ru/mvpfzb Козлова, О. В. Методы экстракции иммуномодуляторов растительного происхождения / О. В. Козлова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53, № 4. С. 680–688. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2468; https://elibrary.ru/ewlvjd Kozlova, O. V. Metody ekstrakcii immunomodulyatorov rastitel'nogo proishozhdeniya / O. V. Kozlova [i dr.] // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2023. T. 53, № 4. S. 680–688. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2468; https://elibrary.ru/ewlvjd Просеков, А. Ю. Потребительская геномика: роль в персонализации питания / А. Ю. Просеков [и др.] // Техника и технология пищевых производств. 2025. Т. 54, № 2. С. 400–415. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2025-2-2582; https://elibrary.ru/ggxujc Prosekov, A. Yu. Potrebitel'skaya genomika: rol' v personalizacii pitaniya / A. Yu. Prosekov [i dr.] // Tehnika i tehnologiya pischevyh proizvodstv. 2025. T. 54, № 2. S. 400–415. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2025-2-2582; https://elibrary.ru/ggxujc Тутельян, В. А. Цифровая нутрициология: применение информационных технологий при разработке и совершенствовании пищевых продуктов: монография / В. А. Тутельян [и др.]. – М.: Азбука, 2020. – 378 с. Tutel'yan, V. A. Cifrovaya nutriciologiya: primenenie informacionnyh tehnologiy pri razrabotke i sovershenstvovanii pischevyh produktov: monografiya / V. A. Tutel'yan [i dr.]. – M.: Azbuka, 2020. – 378 s. Тутельян, В. А. Пищевые ингредиенты в продуктах питания: от науки к технологиям: монография / В. А. Тутельян [и др.]. – М.: РОСБИОТЕХ, 2021. – 664 с. Tutel'yan, V. A. Pischevye ingredienty v produktah pitaniya: ot nauki k tehnologiyam: monografiya / V. A. Tutel'yan [i dr.]. – M.: ROSBIOTEH, 2021. – 664 s. Зимняков, В. М. Производство и переработка молока и мяса в России / В. М. Зимняков. – Пенза: Пензенский государственный аграрный университет, 2023. – 219 с. Zimnyakov, V. M. Proizvodstvo i pererabotka moloka i myasa v Rossii / V. M. Zimnyakov. – Penza: Penzenskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet, 2023. – 219 s. Ковалева, О. А. Ресурсосберегающие технологии получения биосовместимых компонентов пищевых систем: монография / О. А. Ковалева [и др.]. – Орел: ОрелГАУ, 2021. – 160 с. Kovaleva, O. A. Resursosberegayuschie tehnologii polucheniya biosovmestimyh komponentov pischevyh sistem: monografiya / O. A. Kovaleva [i dr.]. – Orel: OrelGAU, 2021. – 160 s. Ковалева, О. А. Полисахаридные лекарственные фитобиотики в пищевых продуктах биостимуляторах физиологических процессов: монография / О. А. Ковалева [и др.]. – Орел: ОрелГАУ, 2021. – 164 с. Kovaleva, O. A. Polisaharidnye lekarstvennye fitobiotiki v pischevyh produktah biostimulyatorah fiziologicheskih processov: monografiya / O. A. Kovaleva [i dr.]. – Orel: OrelGAU, 2021. – 164 s. Коденцова, В. М. Обогащение молочной продукции недостающими в рационе россиян пищевыми веществами / В. М. Коденцова, Д. В. Рисник // Молочная промышленность. 2023. № 5. С. 74–77. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2023-5-7; https://elibrary.ru/uajryw Kodencova, V. M. Obogaschenie molochnoy produkcii nedostayuschimi v racione rossiyan pischevymi veschestvami / V. M. Kodencova, D. V. Risnik // Molochnaya promyshlennost'. 2023. № 5. S. 74–77. https://doi.org/10.21603/1019-8946-2023-5-7; https://elibrary.ru/uajryw Коростелева, М. М. Принципы обогащения пищевых продуктов функциональными ингредиентами / М. М. Коростелева, Е. Ю. Агаркова // Молочная промышленность. 2020. № 11. С. 6–8. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-11-6-8; https://elibrary.ru/nbuufi Korosteleva, M. M. Principy obogascheniya pischevyh produktov funkcional'nymi ingredientami / M. M. Korosteleva, E. Yu. Agarkova // Molochnaya promyshlennost'. 2020. № 11. S. 6–8. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2020-11-6-8; https://elibrary.ru/nbuufi Буянова, И. В. Концентрированные биопродукты функционального назначения / И. В. Буянова, О. Г. Альтшулер, Ч. Г. Куулар // Молочная промышленность. 2021. № 12. – С. 30–33. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-12-30-32; https://elibrary.ru/ejqhhj Buyanova, I. V. Koncentrirovannye bioprodukty funkcional'nogo naznacheniya / I. V. Buyanova, O. G. Al'tshuler, Ch. G. Kuular // Molochnaya promyshlennost'. 2021. № 12. – S. 30–33. https://doi.org/10.31515/1019-8946-2021-12-30-32; https://elibrary.ru/ejqhhj Сычева, О. В. Продовольственная безопасность страны – путь к здоровому питанию: монография / О. В. Сычева. – Ставрополь: СтГАУ, 2024. –120 с. Sycheva, O. V. Prodovol'stvennaya bezopasnost' strany – put' k zdorovomu pitaniyu: monografiya / O. V. Sycheva. – Stavropol': StGAU, 2024. –120 s. Bobrysheva, T. N. Encapsulated polyphenols in functional food production / T. N. Bobrysheva [et al.] // Foods and Raw Materials. 2025. Vol. 13(1). P. 18–34. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2025-1-620; https://elibrary.ru/brdwcu Bobrysheva, T. N. Encapsulated polyphenols in functional food production / T. N. Bobrysheva [et al.] // Foods and Raw Materials. 2025. Vol. 13(1). P. 18–34. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2025-1-620; https://elibrary.ru/brdwcu