XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение. Функциональные пищевые продукты приобретают всё большую популярность в последнее время. Потребители начинают осознавать преимущества употребления пищи, специально обогащённой веществами, улучшающими здоровье и снижающими риск хронических заболеваний. Продукты с добавлением антиоксидантов, витаминов, минералов и пребиотиков получают широкое распространение на рынке, а также привлекают повышенное внимание производителей и исследователей [1, 2, 3].

Данная обзорная статья посвящена теоретическому рассмотрению процесса разработки функциональной биодобавки на основе микроинкапсулированного куркумина и её последующего применения в обогащенном йогурте. Рассмотрены физико-химические аспекты приготовления добавки, изучены критерии оценки её эффективности в составе готового продукта и выявлены возможные направления для дальнейшего расширения исследований [4, 5].

Куркумин как биоактивное соединение. Куркумин, извлечённый из корневищ растения куркумы (Curcuma longa), привлекает пристальное внимание благодаря своим медицинским и оздоровительным качествам. Он проявляет сильные противовоспалительные, антиоксидантные, иммуномодулирующие и даже противораковые свойства [6]. Куркумин нашёл широкое применение в народной медицине Азии и постепенно завоевал признание в западной научной среде благодаря своим уникальным характеристикам [7].

Однако, несмотря на все достоинства, куркумин обладает некоторыми существенными недостатками, которые ограничивают его использование в продуктах питания и фармацевтике. Прежде всего, куркумин характеризуется низкой растворимостью в воде и липидах, что серьёзно снижает его биодоступность и эффективность [8]. Это означает, что большая часть куркумина, добавляемого в пищу или медикаменты, не усваивается организмом и не приносит ожидаемого терапевтического эффекта.

Кроме того, куркумин подвержен быстрому окислению, что приводит к снижению его активности и стабильности при контакте с кислородом воздуха или нагревании. В результате, при добавлении в готовые блюда или приготовленную продукцию, значительная часть полезных свойств куркумина утрачивается [9].

Ещё одним важным недостатком является специфический горький вкус и интенсивная жёлто-оранжевая окраска, которые могут заметно ухудшать вкусовые качества продуктов и снижать их привлекательность для потребителей.

Эти свойства вынуждают биотехнологов искать эффективные способы защиты куркумина от деструкции и повышения его растворимости и биодоступности. Необходимо применять специальные методы обработки и защиты куркумина, чтобы расширить его применение в функциональных продуктах питания и лекарственных препаратах, сохранив при этом максимальную пользу для здоровья.

Йогурт как идеальная модель-носитель. Йогурт представляет собой хорошую основу для введения функциональных биодобавок благодаря ряду уникальных свойств, которые делают его удобным и безопасным продуктом для обогащения биоактивными веществами.

Во-первых, йогурт обладает приятным ароматом и кремовой консистенцией, что делает его популярным среди потребителей всех возрастов. Мягкий вкус и гладкая текстура помогают маскировать нежелательные оттенки вкуса, присущие многим биологически активным добавкам, например, куркумину.

Во-вторых, йогурт имеет умеренно кислую среду (средний pH около 4,5), которая подходит для сохранения стабильности большинства биологически активных соединений, включая витамины, минералы и микроэлементы [8].

Третье преимущество йогурта — высокое содержание пробиотических бактерий, таких как Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus и другие. Пробиотики улучшают пищеварение, поддерживают иммунитет и нормализуют микрофлору кишечника. В сочетании с биоактивными добавками, такими как куркумин, пробиотики могут усиливать их позитивные эффекты, способствуя улучшению состояния здоровья [8].

Кроме того, йогурт – это натуральный продукт, богатый кальцием, белками и витаминами, что делает его подходящей матрицей для создания здоровых и сбалансированных диетических продуктов [9].

Микроинкапсуляция. Микроинкапсулирование представляет собой технологию покрытия небольших частиц активных ингредиентов оболочкой для предотвращения нежелательного взаимодействия с окружающей средой. Микроинкапсуляцию используют для сохранения стабильных качеств биологически активных веществ, улучшения их доставки и контроля над высвобождением. Такая техника повышает стабильность и безопасность ингредиентов, а также устраняет неприятные вкусы и запахи [10, 11, 12].

Выбор подходящего материала оболочки является решающим фактором для успешного процесса микроинкапсуляции. Обычно предпочтение отдают натуральным пищевым полимерам, которые обеспечивают безопасность конечной продукции и сохраняют высокую эффективность инкапсуляции. Среди наиболее популярных материалов выделяются:

• Мальтодекстрин – легко доступный полисахарид, часто используемый в пищевой промышленности благодаря низкой стоимости и хорошей способности образовывать прочные капсулы [10, 12].

• Желатин – животный белок, который образует эластичные оболочки и защищает частицы от разрушающих воздействий окружающей среды [10, 11, 12].

• Камеди (ксантан, гуаровая смола) – натуральные полисахариды, обладающие хорошими пленкообразующими свойствами и обеспечивающие защиту активного вещества [12].

• Альгинаты – соли альгиновой кислоты, которые образуют стабильные и биосовместимые оболочки, защищающие активные ингредиенты от кислых условий желудка [11].

• Белки молока и сыворотки – молочный казеинат натрия и сывороточные белки, зарекомендовавшие себя в создании микроинкапсулированных продуктов с высокими показателями стабильности и растворимости [10].

Выбор конкретного материала оболочки определяется множеством факторов. Важно учитывать безопасность материала, – он должен подходить для пищевого использования, эффективно защищать биоактивные вещества от неблагоприятных факторов окружающей среды и обладать доступной стоимостью, что обеспечит конкурентоспособность продукта на рынке [12].

Существует несколько методов микроинкапсуляции, используемых для обработки куркумина. Каждый из них обладает своими преимуществами и применяется в зависимости от поставленных задач и технических возможностей предприятия.

1. Распылительная сушка: является наиболее распространенным в пищевой промышленности и предполагает распыление раствора активного вещества и материала оболочки в горячем воздухе, где капли мгновенно высыхают, образуя твердые микросферы. Он прост в исполнении, экономически выгоден и позволяет получать высококачественные микрокапсулы [10].

2. Коацервация: основана на физическом разделении фаз раствора активного вещества и выбранного полимера. После смешивания растворов образуется двойной слой, который формируется вокруг частиц активного вещества, создавая стабильную защитную оболочку [11].

3. Лиофилизация: жидкий раствор замораживается, а затем высушивается в вакууме. Получающиеся пористые гранулы обладают отличной защитой активного вещества от влаги и света, но данный метод дороже и сложнее в техническом оснащении [10].

4. Электроспиннинг/электроспрей – это более современные методы, основанные на электростатическом вытягивании волокон из жидкости. Создаются тонкие волокна, покрытые активным веществом, которые собираются в виде сетки или пленки. Такой подход позволяет создавать ультратонкие капсулы с контролируемой толщиной оболочки [12].

Сравнение эффективности различных подходов. Исследователи отмечают, что разработанный подход микроинкапсуляции куркумина с использованием мальтодекстрина и желатина показал наилучшие результаты стабилизации куркумина в йогурте. Особенно высокие показатели эффективности наблюдались при сочетании распыляемой сушки и нанесения тонкой плёнки на поверхность частиц. Такой подход обеспечивал лучшую защиту куркумина от разрушения в кислой среде и повышал биодоступность активного вещества.Другие методы, такие как коацервация и электроспиннинг, оказались менее эффективны из-за больших размеров капсул и повышенного риска агломерации, что ухудшало измельчение частиц и, соответственно, усвояемость организмом [13, 14].Оценка качества полученной добавки проводится по нескольким основным критериям.

Первым показателем является эффективность инкапсуляции (Encapsulation efficiency (EE), %), которая отражает долю активного вещества, успешно заключённого внутрь капсулы, и рассчитывается как отношение массы активного вещества в капсуле к массе исходного активного вещества [15].

Далее оценивается производительность процесса, выражается показателем выхода (Yield, %), который вычисляется как отношение общей массы полученного продукта к исходной массе активного вещества [15].

Размеры и форма частиц определяются с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM); от этих показателей зависит стабильность и скорость высвобождения активного вещества [15].

Наконец, важным параметром является кинетика высвобождения in vitro, которая показывает, как быстро и равномерно активное вещество выходит из микрокапсул в искусственных средах, имитирующих условия желудочно-кишечного тракта [15].

Использование этих методов и критериев позволяет получать высококачественные функциональные добавки, подходящие для применения в обогащённых продуктах питания, таких как йогурт.

Влияние микроинкапсулированной добавки на физико-химические свойства йогурта. Микроинкапсуляция существенно улучшает стабильность куркумина в йогурте. Свободный куркумин склонен к быстрому разложению в кислой среде, характерной для молочных продуктов, что снижает его эффективность и продолжительность действия. Исследования показали, что, при использовании микрокапсулирования, потери активного вещества значительно ниже, что продлевает срок годности продукта и поддерживает высокий уровень содержания куркумина на протяжении всего периода хранения [14]. Оптимальное значение pH молочной среды также влияет на стабильность вещества. Микроинкапсуляция создаёт защитный барьер, изолируя биодобавку от кислотной среды и повышая его устойчивость к окислительным повреждениям [15].

Добавление микроинкапсулированного куркумина незначительно влияет на текстуру йогурта, так как капсулы имеют небольшие размеры и низкую концентрацию в конечном продукте. В ряде случаев отмечается улучшение вязкости и уменьшение разделения сыворотки, что объясняется дополнительным действием поверхностно-активных агентов оболочки [14].

Микроинкапсуляция обеспечивает контролируемое высвобождение куркумина в ЖКТ. Исследования in vitro показали, что капсулы освобождают активный компонент постепенно, имитируя физиологический процесс пищеварения. Это позволяет достичь оптимальной концентрации куркумина в кишечнике, необходимой для максимального проявления его лечебных свойств [13].

Влияние микроинкапсулированной добавки на органолептические свойства йогурта. Использование микроинкапсулированного куркумина позволяет обеспечить стабильный и однородный цвет йогурта. Капсула предотвращает миграцию пигмента и окрашивание соседних слоев продукта, что сохраняет эстетичный внешний вид продукта [3].

Одна из главных проблем свободного куркумина – неприятный горький вкус, который негативно сказывается на восприятии йогурта потребителями. Микроинкапсуляция решает эту проблему, скрывая активное вещество в безопасной оболочке, что уменьшает горечь и улучшает общий сенсорный профиль продукта [5].

Влияние микроинкапсулированной добавки на микробиологические свойства йогурта. В йогуртах с пробиотическими культурами важно сохранить жизнедеятельность микроорганизмов. Исследования показывают, что добавление микроинкапсулированного куркумина не оказывает негативного влияния на жизнеспособность лактобацилл и бифидобактерий. Наоборот, доказано, что куркумин способен улучшать среду обитания пробиотиков, поддерживая оптимальный pH, предотвращая воспаление и уменьшая колонизацию патогенных микроорганизмов [13].

Таким образом, микроинкапсулированный куркумин выступает идеальным решением для придания функциональности йогурту, обеспечивая необходимые профилактические и лечебные свойства без ущерба для его органолептических и технологических характеристик.

Преимущества и ограничения. Микроинкапсулированный куркумин обладает рядом преимуществ, которые делают его ценным компонентом для обогащения продуктов питания, особенно йогуртов. Во-первых, такая форма позволяет сохранить высокие уровни активного вещества в течение длительного срока хранения, минимизируя потерю полезности. Во-вторых, инкапсуляция устраняет неприятный вкус и запах чистого куркумина, улучшая органолептические свойства йогурта и делая его привлекательным для потребителей. В-третьих, микрокапсулы могут применяться в широком диапазоне pH, что позволяет использовать их не только в молочных, но и в других продуктах, таких как соки, коктейли и кондитерские изделия [2].

Вместе с тем имеются и определённые трудности, связанные с производством биодобавки. Основным ограничением становятся значительные производственные издержки, обусловленные необходимостью приобретения специального оборудования и сырьевых материалов. Процесс микроинкапсуляции требует тщательной настройки и контроля, что усложняет масштабирование производства и увеличивает капиталовложения. Кроме того, для вывода нового продукта на рынок необходимо проведение дополнительного тестирования и получение официального одобрения, что требует временных и финансовых вложений [11].

Перспективы применения. Представленная методика микроинкапсулирования куркумина открывает большие перспективы для его использования не только в йогуртах, но и в других продуктах питания, таких как кефиры, творожки, мороженое и даже сладкие напитки. Богатая антиоксидантная активность куркумина делает его привлекательным компонентом для широкого спектра функционального питания, способствующего профилактике воспалительных заболеваний, снижению уровня холестерина и поддержке иммунной системы [12].

Микроинкапсуляция показала себя как эффективный инструмент для разработки функциональных добавок на основе куркумина, способствующих повышению качества йогурта и его ценности для здоровья. Используя подходящую комбинацию материалов оболочки и методов инкапсуляции, можно добиться стабильно высокого уровня сохранности биодобавки в готовом продукте, что подтверждено нашими исследованиями [4, 7].

Заключение. Микроинкапсулированный куркумин представляет собой перспективное решение для обогащения продуктов питания, особенно йогуртов, обеспечивая повышение их функциональных свойств. Данная технология позволяет устранить существенные недостатки натурального куркумина, такие как низкая растворимость, быстрое разрушение и неприятный вкус, что существенно ограничивает его использование в продуктах питания и фармацевтике.

В обзоре показано, что разработанный подход к микроинкапсуляции обеспечивает высокую стабильность куркумина в готовой продукции, позволяет поддерживать его биологическую активность в течение длительного времени и минимизировать потерю полезных свойств. Микроинкапсулированный куркумин не влияет на органолептические характеристики йогурта, а наоборот, улучшает его потребительские качества, устраняя нежелательную горечь и окрашивание продукта, а предложенные методы оценки качества подтвердили надежность разработанной технологии в различных исследованиях, что делает возможным её внедрение в промышленные масштабы и массовое производство обогащённых продуктов питания. Несмотря на трудности, связанные с высокими затратами на оборудование и сертификацию, достигнутые результаты свидетельствуют о высокой перспективности данного подхода и важности продолжения исследований в этой области.

Таким образом, разработанный подход микроинкапсулирования куркумина является значимым этапом в развитии функционального питания, направленного на укрепление здоровья населения и удовлетворение возрастающего спроса на качественную и полезную пищу. Повышение доступности и эффективности натуральных антиоксидантов и противовоспалительных веществ становится неотъемлемой частью здорового образа жизни, и разработанная технология приближает реализацию этих задач на практике.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Scazzocchio B, Minghetti L, D'Archivio M. Interaction between Gut Microbiota and Curcumin: A New Key of Understanding for the Health Effects of Curcumin. Nutrients. 2020 Aug 19;12(9):2499. doi: 10.3390/nu12092499. PMID: 32824993; PMCID: PMC7551052.

2. Бобренева И.В. Подходы к созданию функциональных продуктов питания: Монография. — СПб.: ИЦ Интермедия, 2012. — 180 с.: ил

3. Берестова, А.В. Основы функционального питания: учебное пособие / А.В. Берестова. – Оренбург: ОГУ, 2021. – 167 с.

4. Смирнов, С. О. Разработка рецептуры и технологии получения биологически активной добавки к пище с использованием природных компонентов / С. О. Смирнов, О. Ф. Фазуллинв // Техника и технология пищевых производств. – 2018. – Т. 48, № 3. С. 105–114. DOI: https://doi.org/10.21603/2074-9414-2018-3-105-114.

5. Тихонов С. Л., Тихонова Н. В. Влияние микрокапсулирования биопептида на его стабильность в модели желудочно-кишечного тракта в эксперименте in vitro // Дальневосточный аграрный вестник. 2025. Том 19. № 2. C. 155–161. https://doi.org/10.22450/1999-6837-2025-19-2-155-161.

6. Борисов М. Ю. ФАРМАКОГНОСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОРНЕВИЩ КУРКУМЫ ДЛИННОЙ (CURCUMA LONGA L.): дис. канд. фарм. наук: 14.04.02. - Самара, 2017. - 166 с.

7. Sharma R. PHARMACOKINETICS AND PHARMACODYNAMICS OF CURCUMIN. ADVANCES IN EXPERIMENTAL MEDICINE AND BIOLOGY. 2007; doi:10.1007/978-0-387-46401-5_20

8. Sharifi-Rad J, Rayess YE, Rizk AA, Sadaka C, Zgheib R, Zam W, Sestito S, Rapposelli S, Neffe-Skocińska K, Zielińska D, Salehi B, Setzer WN, Dosoky NS, Taheri Y, El Beyrouthy M, Martorell M, Ostrander EA, Suleria HAR, Cho WC, Maroyi A, Martins N. Turmeric and Its Major Compound Curcumin on Health: Bioactive Effects and Safety Profiles for Food, Pharmaceutical, Biotechnological and Medicinal Applications. Front Pharmacol. 2020 Sep 15;11:01021. doi: 10.3389/fphar.2020.01021. PMID: 33041781; PMCID: PMC7522354.

9. Kumar A, Salehi DB. The therapeutic potential of curcumin: A review of clinical trials. doi:10.1016/J.EJMECH.2018.12.016

10. Poncelet D. Microencapsulation: fundamentals, methods and applications. Surface Chemistry in Biomedical and Environmental Science. 2006; doi:10.1007/1-4020-4741-X_3

11. M. DN. Microencapsulation techniques and its application in food industry Byreddy Naveena and M Nagaraju. 2019;8(1):2560–3. doi:10.22271/CHEMI.2020.V8.I1AM.8652

12. Коваль К. П. МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ: ТЕХНОЛОГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ // ВЕСТНИК НАУКИ. - 2025. - №1(82). - С. 1242-1249.

13. Васильева А.А., Яниева А.А., Панова Т.М. Разработка технологии йогурта с повышенной пробиотической активностью // ВЕСТНИК НАУКИ. - 2019. - №4. - С. 17-24.

14. Фазуллина О. Ф., Лындина М. И. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ ДОБАВКИ К ПИЩЕ НА ОСНОВЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ // ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК. - 2018. - №4. - С. 89-94.

15. Bhawana, Basniwal RK, Buttar HS, Jain VK, Jain N. Curcumin nanoparticles: preparation, characterization, and antimicrobial study. J Agric Food Chem. 2011 Mar 9;59(5):2056-61. doi: 10.1021/jf104402t. Epub 2011 Feb 15. PMID: 21322563.