Известна технология получения зефира функционального назначения, в состав которого входят бифидобактерии и лактулоза. Иммобилизацию клеток осуществляли в капсулах и в геле на основе пектина. Включение в гель выполняли при 30–35 °С. Микрокапсулирование проводили введением раствора хлористого кальция. Сравнительную характеристику иммобилизованных бифидобактерий и их свободных форм делали путём изучения стабильности в условиях реального пищеварения. Микрокапсулированные формы проявили наибольшую стабильность в условиях ЖКТ, их выживаемость составила 70–90 %. В ходе исследования иммобилизации подвергались бифидобактерии Bifidobacterium bifidum, в качестве носителя использовали капсулы на основе пектина. В результате эксперимента получили капсулы размером от 5 до 38 мкм. Количество вводимых бифидобактерий в состав зефира составило 6·107 КОЕ/г, массовая доля лактулозы – 5; 7,5; 10 % к массе сухих веществ готового изделия. По результатам исследования разработана технологическая схема получения зефира и изучены физико-химические характеристики зефира. Введение в состав зефира бифидобактерий способствовало улучшению физико-химических свойств продукта, плотности, структуры и адгезионных свойств [130].
Известно о применении микрокапсулированных пробиотических бактерий в мороженом. Использование микрокапсулирования в этом случае является особенно актуальным в связи с тем, что результаты исследований свидетельствуют о быстрой потере жизнеспособности бактерий при замораживании [38]. Кроме того, мороженое является удобным способом для внесения пробиотических микроорганизмов в организм человека. Так, некоторые авторы сообщают о значительном улучшении жизнеспособности бактерий в мороженом при микрокапсулировании [110].
Проведено изучение возможности использования штаммов Lactobacillus casei (Lc-01) и Bifidobacterium lactis (Bb-12) в симбиотическом мороженом, содержащем крахмал в качестве пребиотика, исследованы свойства данного вида мороженого и изучение жизнеспособности этих бактерий на протяжении 180 дней хранения продукта при температуре –20 °C. Изучен процесс производства мороженого, содержащего Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium spp. в капсулах из альгината и кальция. Капсулированные бактерии вносили в охлаждённые молочные десерты перед замораживанием. При анализе молочных десертов, содержащих капсулированные бактерии и без них, сделали вывод, что больший уровень выживаемости бактерий наблюдался при использовании капсулирования [110].
Изучено влияние различных видов материалов, используемых при капсулировании, на эффективность и жизнеспособность пробиотических микроорганизмов. Материалы, использованные в этих исследованиях, такие как альгинат, крахмал, применяются в качестве стабилизаторов при производстве йогуртов, чтобы предотвратить синерезис. Например, альгинат – это натуральный полисахарид, выделенный из коричневых водорослей, он увеличивает вязкость воды и способствует улучшению вязкости йогурта. Некоторыми авторами доказано, что сохранение Bifidobacterium spp. при воздействии низких температур более эффективно при использовании капсул на основе альгината, чем при изготовлении капсул из каррагинана [62].
Материалом, часто используемым в составе капсул и положительно влияющим на жизнеспособность бактерий, является кальций. При изготовлении капсул на основе альгината и кальция происходит их связывание, что также влияет на вязкость образующихся гелей [61]. Модифицированный крахмал улучшает гелеобразующие свойства, связывает воду и при добавлении в йогурт предотвращает синерезис, и улучшает текстурные свойства. Таким образом, некоторые учёные заявляют о том, что микрокапсулирование бактерий на основе альгината и крахмала значительно влияет на их выживаемость [61].
Результаты некоторых исследований показали, что капсулирование на основе каррагинана и сывороточных белковых полимеров повышает выживаемость и жизнеспособность пробиотических бактерий в йогурте.
Шуе и Маршалл в 1993 году провели эксперимент по использованию процесса эмульсификации для инкапсулирования бактерий в гели на основе альгината кальция [13]. В предложенном ими методе бактериальные клетки смешивали с раствором альгината натрия (соотношение концентрата культуры и альгината натрия – 1:4). Одну часть этой смеси добавляли по каплям к пяти частям растительного масла, содержащего эмульгатор – твин 80 (0,2 %), и полученную смесь перемешивали. Затем к полученной эмульсии добавляли раствор хлорида кальция (0,05 М) до нарушения стабильности эмульсии – вода в масле. Образовавшиеся капсулы кальций-альгината собирают после осуществления центрифугирования и промывают стерильной водой. Аналогичные процедуры использовали для инкапсулирования B.bifidum, B.infantis и B. longum для производства сыра Crescenza, инкапсулирования B.bifidum, B.infantis для производства майонеза и замороженного молока [62, 64] и микроинкапсулирования L. acidophilus и Bifidobacterium sp. для внесения в состав замороженного молочного десерта [110].
Прево и Дивес в 1992 году сообщили об изобретении системы «двойной иглы» – система иммобилизации лактококков при осуществлении брожения. В этой процедуре пропускали стерильный раствор альгината натрия через трубки 0,5 мм и смешивали с хлоридом кальция 0,2М. Полученные капсулы содержали двухслойный гель альгината кальция.
Хитозан, представляющий собой водорастворимый полимер (рН Lactococcus lactis. В этом исследовании мембрана из хитозана была образована при эмульгировании на границе раздела фаз при осуществлении полимеризации с использованием биосовместимых жирорастворимых реагентов при низких концентрациях. Антибактериальное свойство хитозана, однако, ограничивает его применение в качестве материала для покрытия при герметизации.
Клетки Lactococcus lactis инкапсулировали в мембрану на основе желатина, скрепленной с толуолом-2, 4 и диизоцианатом на границе раздела масло/вода. Токсичность используемого реактива предотвращали путем использования растительного или силиконового масла в качестве диспергирующего агента. Слипания удалось избежать путём использования и сведения к минимуму взаимодействия клеток в нерастворимом в воде связывающем агенте во время формирования мембраны [53]. Лариш в 1994 году наблюдал некоторые токсические эффекты при инкапсулировани Lactococcus lactis subsp. cremoris на основе альгината и поли-L-лизина и при использовании растворителей, описанных ранее [94].
Другим видом биокамеди, используемой в качестве герметизирующего материала, являлась геллановая камедь. Каммелин в 1993 году отметила, что геллановая смола, полученная путём растворения в цитратном растворе, улучшала процесс капсулирования для чувствительных к температуре клеток, таких как мезофильные молочнокислые бактерии. В этом исследовании, клетки B. longum ATCC 15707 были успешно иммобилизованы с помощью стерильного 2,5 % раствора геллановой камеди, дополненного 0,2 % цитратом или метафосфатом, для получения гелевых шариков с иммобилизованными живыми клетками.
Важными внешними факторами, влияющими на эффективность пробиотических культур в молочных продуктах, являются температура, тип продукта и присутствие кислорода [51].
Проведено изучение влияния микрокапсулирования на жизнеспособность Lactobacillus acidophilus LA-5 и Bifidobacterium bifidum BB-12 при производстве сыра. Изменение микробиологических, биохимических и органолептических свойств сыра контролировалось на протяжении 90 дней хранения. В продукте, содержащем микрокапсулированные бифидобактерии, выживаемость бактерий была значительно выше. В контрольном образце сыра, не содержащем микрокапсулированные бактерии, количество бактерий существенно уменьшилось, в то время как в продукте, содержащем микрокапсулированные формы бактерий, их количество соответствовало концентрации, необходимой для оказания минимального пробиотического эффекта – 107 КОЕ/г. По результатам исследования также сделали вывод, что техники капсулирования не оказывали существенного значения на жизнеспособность бактерий и качественные характеристики продукта [4].
В одном из исследований проводили
