##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
В годівлі сільськогосподарських високопродуктивних тварин і птиці важлива роль належить якості та безпечності комбікормової продукції, для виробництва якої застосовують премікси або препарати біологічно активних речовин. Все частіше в годівлі сільськогосподарських тварин і птиці використовують пробіотичні добавки на основі живих мікроорганізмів, які в тому числі, забезпечують стійкий імунітет до інфекційних хвороб, не використовуючи в раціоні антибіотиків. В результаті покращується загальний стан та підвищується продуктивність тварин та якість тваринницької продукції. Сьогодні одним з актуальних питань є стабілізація пробіотичних мікроорганізмів. Так, технологія мікрокапсулювання дозволяє покривати частинки пробіотичної добавки індивідуальною оболонкою для одержання продукту зі спрямованою дією та регульованим часом вивільнення складової речовини. В статті розглянуто метаболізм протеїну при годівлі високопродуктивних порід великої рогатої худоби. Наведено методи стабілізації клітин та переваги стабілізованих форм пробіотиків. Проаналізовано технології та види матеріалів оболонки, які широко використовуються для мікрокапсулювання пробіотиків. Використання конкретної технології мікрокапсулювання або матеріалу залежить від властивостей конкретного пробіотичного штаму. Для стабілізації клітин мікроорганізмів використовують речовини органічної та неорганічної природи, синтетичні матеріали та природні біодеградовані полімери. Детально розглянуто найбільш популярні біополімери, які використовують для мікрокапсулювання – альгінати, карагінани, хітозан, крохмаль, гуміарабік, пектин, желатин, сироватковий протеїн. Наведено структурний склад, способи отримання, функціональні характеристики, об’єми світового виробництва розглянутих біополімерів. Використання мікрокапсулювання пробіотичних мікроорганізмів природними біополімерами, з метою стабілізації пробіотиків в годівлі сільськогосподарських тварин, є інноваційним підходом.
Ключові слова:
біополімери, мікрокапсулювання, пробіотики, високопродуктивні тварини, біологічно активні речовини, протеїн
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Як цитувати
KananykhinaО., & TurpurovaТ. (2024). ХАРАКТЕРИСТИКА ТА ЗАСТОСУВАННЯ БІОПОЛІМЕРІВ ДЛЯ МІКРОКАПСУЛЮВАННЯ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН. Grain Products and Mixed Fodder’s, 23(2), 32-38. https://doi.org/10.15673/gpmf.v23i2.2742
Розділ
КОРМИ, ЯКІСТЬ, ТЕХНОЛОГІЯ ТА ТВАРИННИЦТВО
Посилання
1. Rol` rozshcheplyuvanoho v rubtsi proteyinu v hodivli koriv // MilkUA.info: [Veb-sayt]. URL: http://milkua.info/uk/post/rol-rozsepluvanogo-v-rubci-proteinu-v-godivli-koriv2 (data zvernennya: 07.09.2023).
2. Iegorov B., Kananykhina O., Turpurova T. Probiotic feed additives in fattening of agricultural animals. Grain Products and Mixed Fodder’s, 2021; 21 (4, 84): 25-31.DOI https://doi.org/10.15673/gpmf.v21i4.2250
3. S.O. Suchasni aspekti tekhnolohiyi suchasni aspekti tekhnolohiyi immobilizovanikh probiotikiv immobilizovanikh probiotikiv. // Biotekhnolohiya. 2012; vip 4, T 5: 9-20.
4. Anal A. K., Singh H. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery // Trends Food Sci. Technol, 2007; V 18: 240–251.
5. Yokoyama, F., Masada, I., Shimamura, K., Ikawa, T., & Monobe, K. (1986). Morphology and structure of highly elastic poly (vinyl alcohol) hydrogel prepared by repeated freezing-and-melting. Colloid and Polymer Science, 264(7): 595-601.
6. Kislota alhinova. Alhinati//Farmatsevtichna entsiklopediya: [Veb-sayt]. URL:https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/3488/kislota-alginova-alginati (data zvernennya: 14.08.2023).
7. Al`hinat natriyu // Perfect body: [Veb-sayt]. URL: https://pfbody.in.ua/ua/p1316037681-alginat-natriya401.html (data zvernennya: 07.08.2023).
8. Ahmad, Z., Salman, S., Khan, S. A., Amin, A., Rahman, Z. U., Al-Ghamdi, Y. O., & Khan, S. B. (2022). Versatility of Hydrogels: From Synthetic Strategies, Classification, and Properties to Biomedical Applications. Gels, 8(3): 167.
9. Buldakov A. S. Pishchevye dobavki: spravochnik. DeLiPrint, 2001: 435.
10. Horal`chuk A. B., Troshchiy T. V., Pivovarov P. P. Doslidzhennya protsesu kompleksoutvorennya bilkiv i karahinaniv ta vpliv na n`oho kil`kisnoho ta yakisnoho ionnoho skladu // Prohresivni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovikh virobnitstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 2012; 1(15): 10-18.
11. Osoblivosti vikoristannya karahinaniv yak kharchovikh dobavok / Kopanitsya O. M. ta in. // Visnik medichnikh i biolohichnikh doslidzhen. 2021; 2(8): 113-119. DOI 10.11603/bmbr.2706-6290.2021.2.12344
12. Buchko P. I., Marushchak M. I. Markeri lizosomal`noho ushkodzhennya za umovi kombinovanoyi diyi ?karahinanu ta natriyu hlutamatu v eksperimenti // Medichna ta klinichna khimiya. 2021; vip 2 T 23: 48-54. DOI 10.11603/mcch.2410-681X.2021.i2.12053
13. Michon C. Structure evolution of carrageenan/ milk gels: effect of shearing, carrageenan concentration and nufraction on rheological behavior / C. Michon // Food Hydrocolloids, 2005; Vol 19, No 3: 541–547.
14. Thaiudom S. Effect of k-carrageenan on milk protein polysaccharide mixtures / S. Thaiudom, H. D. Goff // Int. Dairy J., 2003; Vol 13, No 9: 763–771.
15. Chen, H., Wang, J., Cheng, Y., Wang, C., Liu, H., Bian, H. (2019). Application of protein-based films and coatings for food packaging: a review. Polymers. Vol. 11(12), 2039. DOI:10.3390/polym11122039
16. Mikrochastitsy khitozana dlya polucheniya formy al`fa-interferona prolonhirovanoho deystviya / Hubaydulina A. A. ta in. // Biotekhnolohiya, 2010; 5: 45-50.
17. Jull A. B. et al. Chitosan for overweight or obesity / Cochrane Database of Systematic Reviews, 2008; Issue 3:6–32.
18. Sogias I.A., Williams A.C., Khutoryanskiy V.V. (2008), Why is chitosan mucoadhesive? Biomacromolecules, 9: 1837–1842.
19. Dyman T. Antimicrobial effect of essential oils in content of edible films (review). «Animal Husbandry Products Production and Processing», 2022; 1: 124–134.
20. Casettari L., Illum L. Chitosan in nasal delivery systems for therapeutic drugs // Journal of Controlled Release, 2014; 190: 189–200.
21. Analiz rinku krokhmalyu V ukrayini. 2023 rik // Pro-consulting: [Veb-sayt]. URL: https://proconsulting.ua/ua/issledovanie-rynka/analiz-rynka-krahmala-v-ukraine-2023-god (data zvernennya: 17.08.2023).
22. Picot A., Lacroix C. Encapsulation of bifidobacteria in whey proteinbased microcapsules and survival in simulated gastroin testinal conditions and in yoghurt // Intern. Dairy J., 2004; V 14: 505–515.
23. Dror Y., Cohen Y., Yerushalmi)Rozen R. Structure of gum arabic in aqueous solution // J. Polym. Sci. Part B – Polymer Phys, 2006; V 44: 3265–3271.
24. Kennedy, J. F. Gum Arabic / J. F. Kennedy, G. O. Phillips, P. A. Williams. – Royal Society of Chemistry. Hardback, 2011, 372.
25. Wehr J. B., Menzies N. W., Blamey F. P. C. Alkali hydroxideinduced gelation of pectin // Food Hydrocol, 2004; V 18: 375–378.
26. Strizhak D. O. Rol` pektiniv yak biolohichno aktivnikh rechovin // Materiali Mizhnarodnoyi naukovopraktichnoyi konferentsiyi Biolohichni, medichni ta naukovo-pedahohichni aspekti zdorov’ya lyudini. / Za zahal`noyu redaktsiyeyu prof. Pilipenka S. V. Poltava: Astraya, 2020: 61-62.
27. Saleba L. V. Pektin: struktura, vlastivosti, biolohichni funktsiyi // VISNIK KhNTU, 2018, 2, 143-149.
28. Kasankala L.M., Xue Y., Weilong Y., Hong S.D., He Q. Optimization of gelatine extraction from grass carp (Catenopharyngodon idella) fish skin by response surface methodology // Bioresource Technology, 2007; Vol98, Is17: 3338-3343.
29. Morrison N.A., Sworn G., Clark R.C., Chen Y.L., Talashek T. Gelatin alternatives for the food industry // Progress in Colloid and Polymer Science, 1999; Vol 114: 127-131.
30. Hulmes D.J.S. Building Collagen Molecules, Fibrils, and Suprafibrillar Structures // Journal of Structural Biology, 2002; Vol 137, Is 1: 2-10.
31. de Wolf F.A. Chapter V Collagen and gelatin in Industrial Proteins in Perspective / ed. Aalbersberg W.Y. et al. Elsevier Science B.V., 2003; Vol 23: 133-218.
32. Foox M., Zilberman M. Drug delivery from gelatin-based systems // Expert Opinion on Drug Delivery, 2015; Vol 12, Is 9: 1547-1563.
33. Alshafiee M., Aljammal M.K., Markl D., Ward A., Walton K., Blunt L., Korde S., Pagire S.K., Kelly A.L., Paradkar A., Conway B.R., Asare-Addo K. Hot-melt extrusion process impact on polymer choice of glyburide solid dispersions: The effect of wettability and dissolution // International Journal of Pharmaceutics, 2019; Vol559: 245-254.
34. Wang X., Ao Q., Tian X., Fan J., Tong H., Hou W., Bai S. Gelatin-based hydrogels for organ 3D bioprinting // Polymers, 2017; Vol 9, Is 9: 401.
35. Jongjareonrak A, Benjakul S, Visessanguan W, Tanaka M (2006) Food Hydrocoll 20:1216-1222. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.01.006
36. Zhang F, Xu S, Wang Z (2011) Food Bioprod Process 89:185-193. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2010.05.003
37. Haddar A, Sellimi S, Ghannouchi R, Alvarez OM, Nasri M, Bougatef A (2012) Int J Biol Macromol 51:477-483. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2012.06.016
38. Lobo L. Coalescence during Emulsification: 3. Effect of Gelatin on Rupture and Coalescence // Journal of Colloid and Interface Science, 2002; Vol 254, Is 1: 165-174
39. Nualkaeku l S., Cook M.T., Khutoryanskiy V. V, Charalampopoulos D. Influence of encapsulation and coating materials on the survival of Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium longum in fruit juices // Food Research International, 2013; Vol 53, Is 1: 304-311.
40. Gibbs B.F., Kermasha S., Alli I., Mulligan C.N. Encapsulation in the food industry: a review // International Journal of Food Sciences and Nutrition, 1999; Vol 50, is 3: 213-224.
41. Kalinovs`ka T. V., Obolkina V. I. Zastosuvannya kombinovanikh bilkiv ta hidrokolloyidiv pri stvorenni zbivnikh tsukerkovikh mas. // SkhidnoYevropeys`kiy zhurnal peredovikh tekhnolohiy. Tekhnolohiyi ta obladnannya kharchovikh virobnitstv, 2014; T 2, 2/12(68): 113-121.
42. Kinsella, J. E. Water sorption by proteins: milk and whey proteins / J. E. Kinsella, P. F. Fox // CRS Crit. Rev. Food Sci Nutr, 1986; 24: 91-139.
2. Iegorov B., Kananykhina O., Turpurova T. Probiotic feed additives in fattening of agricultural animals. Grain Products and Mixed Fodder’s, 2021; 21 (4, 84): 25-31.DOI https://doi.org/10.15673/gpmf.v21i4.2250
3. S.O. Suchasni aspekti tekhnolohiyi suchasni aspekti tekhnolohiyi immobilizovanikh probiotikiv immobilizovanikh probiotikiv. // Biotekhnolohiya. 2012; vip 4, T 5: 9-20.
4. Anal A. K., Singh H. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery // Trends Food Sci. Technol, 2007; V 18: 240–251.
5. Yokoyama, F., Masada, I., Shimamura, K., Ikawa, T., & Monobe, K. (1986). Morphology and structure of highly elastic poly (vinyl alcohol) hydrogel prepared by repeated freezing-and-melting. Colloid and Polymer Science, 264(7): 595-601.
6. Kislota alhinova. Alhinati//Farmatsevtichna entsiklopediya: [Veb-sayt]. URL:https://www.pharmencyclopedia.com.ua/article/3488/kislota-alginova-alginati (data zvernennya: 14.08.2023).
7. Al`hinat natriyu // Perfect body: [Veb-sayt]. URL: https://pfbody.in.ua/ua/p1316037681-alginat-natriya401.html (data zvernennya: 07.08.2023).
8. Ahmad, Z., Salman, S., Khan, S. A., Amin, A., Rahman, Z. U., Al-Ghamdi, Y. O., & Khan, S. B. (2022). Versatility of Hydrogels: From Synthetic Strategies, Classification, and Properties to Biomedical Applications. Gels, 8(3): 167.
9. Buldakov A. S. Pishchevye dobavki: spravochnik. DeLiPrint, 2001: 435.
10. Horal`chuk A. B., Troshchiy T. V., Pivovarov P. P. Doslidzhennya protsesu kompleksoutvorennya bilkiv i karahinaniv ta vpliv na n`oho kil`kisnoho ta yakisnoho ionnoho skladu // Prohresivni tekhnika ta tekhnolohiyi kharchovikh virobnitstv restorannoho hospodarstva i torhivli, 2012; 1(15): 10-18.
11. Osoblivosti vikoristannya karahinaniv yak kharchovikh dobavok / Kopanitsya O. M. ta in. // Visnik medichnikh i biolohichnikh doslidzhen. 2021; 2(8): 113-119. DOI 10.11603/bmbr.2706-6290.2021.2.12344
12. Buchko P. I., Marushchak M. I. Markeri lizosomal`noho ushkodzhennya za umovi kombinovanoyi diyi ?karahinanu ta natriyu hlutamatu v eksperimenti // Medichna ta klinichna khimiya. 2021; vip 2 T 23: 48-54. DOI 10.11603/mcch.2410-681X.2021.i2.12053
13. Michon C. Structure evolution of carrageenan/ milk gels: effect of shearing, carrageenan concentration and nufraction on rheological behavior / C. Michon // Food Hydrocolloids, 2005; Vol 19, No 3: 541–547.
14. Thaiudom S. Effect of k-carrageenan on milk protein polysaccharide mixtures / S. Thaiudom, H. D. Goff // Int. Dairy J., 2003; Vol 13, No 9: 763–771.
15. Chen, H., Wang, J., Cheng, Y., Wang, C., Liu, H., Bian, H. (2019). Application of protein-based films and coatings for food packaging: a review. Polymers. Vol. 11(12), 2039. DOI:10.3390/polym11122039
16. Mikrochastitsy khitozana dlya polucheniya formy al`fa-interferona prolonhirovanoho deystviya / Hubaydulina A. A. ta in. // Biotekhnolohiya, 2010; 5: 45-50.
17. Jull A. B. et al. Chitosan for overweight or obesity / Cochrane Database of Systematic Reviews, 2008; Issue 3:6–32.
18. Sogias I.A., Williams A.C., Khutoryanskiy V.V. (2008), Why is chitosan mucoadhesive? Biomacromolecules, 9: 1837–1842.
19. Dyman T. Antimicrobial effect of essential oils in content of edible films (review). «Animal Husbandry Products Production and Processing», 2022; 1: 124–134.
20. Casettari L., Illum L. Chitosan in nasal delivery systems for therapeutic drugs // Journal of Controlled Release, 2014; 190: 189–200.
21. Analiz rinku krokhmalyu V ukrayini. 2023 rik // Pro-consulting: [Veb-sayt]. URL: https://proconsulting.ua/ua/issledovanie-rynka/analiz-rynka-krahmala-v-ukraine-2023-god (data zvernennya: 17.08.2023).
22. Picot A., Lacroix C. Encapsulation of bifidobacteria in whey proteinbased microcapsules and survival in simulated gastroin testinal conditions and in yoghurt // Intern. Dairy J., 2004; V 14: 505–515.
23. Dror Y., Cohen Y., Yerushalmi)Rozen R. Structure of gum arabic in aqueous solution // J. Polym. Sci. Part B – Polymer Phys, 2006; V 44: 3265–3271.
24. Kennedy, J. F. Gum Arabic / J. F. Kennedy, G. O. Phillips, P. A. Williams. – Royal Society of Chemistry. Hardback, 2011, 372.
25. Wehr J. B., Menzies N. W., Blamey F. P. C. Alkali hydroxideinduced gelation of pectin // Food Hydrocol, 2004; V 18: 375–378.
26. Strizhak D. O. Rol` pektiniv yak biolohichno aktivnikh rechovin // Materiali Mizhnarodnoyi naukovopraktichnoyi konferentsiyi Biolohichni, medichni ta naukovo-pedahohichni aspekti zdorov’ya lyudini. / Za zahal`noyu redaktsiyeyu prof. Pilipenka S. V. Poltava: Astraya, 2020: 61-62.
27. Saleba L. V. Pektin: struktura, vlastivosti, biolohichni funktsiyi // VISNIK KhNTU, 2018, 2, 143-149.
28. Kasankala L.M., Xue Y., Weilong Y., Hong S.D., He Q. Optimization of gelatine extraction from grass carp (Catenopharyngodon idella) fish skin by response surface methodology // Bioresource Technology, 2007; Vol98, Is17: 3338-3343.
29. Morrison N.A., Sworn G., Clark R.C., Chen Y.L., Talashek T. Gelatin alternatives for the food industry // Progress in Colloid and Polymer Science, 1999; Vol 114: 127-131.
30. Hulmes D.J.S. Building Collagen Molecules, Fibrils, and Suprafibrillar Structures // Journal of Structural Biology, 2002; Vol 137, Is 1: 2-10.
31. de Wolf F.A. Chapter V Collagen and gelatin in Industrial Proteins in Perspective / ed. Aalbersberg W.Y. et al. Elsevier Science B.V., 2003; Vol 23: 133-218.
32. Foox M., Zilberman M. Drug delivery from gelatin-based systems // Expert Opinion on Drug Delivery, 2015; Vol 12, Is 9: 1547-1563.
33. Alshafiee M., Aljammal M.K., Markl D., Ward A., Walton K., Blunt L., Korde S., Pagire S.K., Kelly A.L., Paradkar A., Conway B.R., Asare-Addo K. Hot-melt extrusion process impact on polymer choice of glyburide solid dispersions: The effect of wettability and dissolution // International Journal of Pharmaceutics, 2019; Vol559: 245-254.
34. Wang X., Ao Q., Tian X., Fan J., Tong H., Hou W., Bai S. Gelatin-based hydrogels for organ 3D bioprinting // Polymers, 2017; Vol 9, Is 9: 401.
35. Jongjareonrak A, Benjakul S, Visessanguan W, Tanaka M (2006) Food Hydrocoll 20:1216-1222. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.01.006
36. Zhang F, Xu S, Wang Z (2011) Food Bioprod Process 89:185-193. https://doi.org/10.1016/j.fbp.2010.05.003
37. Haddar A, Sellimi S, Ghannouchi R, Alvarez OM, Nasri M, Bougatef A (2012) Int J Biol Macromol 51:477-483. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2012.06.016
38. Lobo L. Coalescence during Emulsification: 3. Effect of Gelatin on Rupture and Coalescence // Journal of Colloid and Interface Science, 2002; Vol 254, Is 1: 165-174
39. Nualkaeku l S., Cook M.T., Khutoryanskiy V. V, Charalampopoulos D. Influence of encapsulation and coating materials on the survival of Lactobacillus plantarum and Bifidobacterium longum in fruit juices // Food Research International, 2013; Vol 53, Is 1: 304-311.
40. Gibbs B.F., Kermasha S., Alli I., Mulligan C.N. Encapsulation in the food industry: a review // International Journal of Food Sciences and Nutrition, 1999; Vol 50, is 3: 213-224.
41. Kalinovs`ka T. V., Obolkina V. I. Zastosuvannya kombinovanikh bilkiv ta hidrokolloyidiv pri stvorenni zbivnikh tsukerkovikh mas. // SkhidnoYevropeys`kiy zhurnal peredovikh tekhnolohiy. Tekhnolohiyi ta obladnannya kharchovikh virobnitstv, 2014; T 2, 2/12(68): 113-121.
42. Kinsella, J. E. Water sorption by proteins: milk and whey proteins / J. E. Kinsella, P. F. Fox // CRS Crit. Rev. Food Sci Nutr, 1986; 24: 91-139.