Каждый год умирает 2 миллиона детей, потому что они не получают достаточно витаминов и минералов. Миллиарды больше сталкиваются с слепотой, изнурительными болезнями и врожденными дефектами по той же причине.
Теперь исследователи обогащают кукурузное зерно и другие основные продукты этими необходимыми микроэлементами, заключая их в биосовместимый полимер, изготовленный из известной пищевой добавки.
Покрытие предотвращает разрушение питательных веществ во время хранения или приготовления пищи и может помочь людям лучше их усваивать. Если новое покрытие окажется эффективным в больших испытаниях, оно может предложить министрам здравоохранения новый инструмент для спасения бесчисленных жизней.
«Это обнадеживающий результат и очень интересная технология», - говорит Говард Сессо, эпидемиолог и эксперт по питательным микроэлементам в Гарвардской медицинской школе в Бостоне, который не принимал участия в работе.
Дефицит питательных микроэлементов не является распространенной проблемой в развитых странах, где большинство людей имеют доступ к хорошо сбалансированной диете и витаминным добавкам. Тем не менее, во многих странах с низким доходом плохое сельское хозяйство, плохие дороги и множество других проблем могут помешать усилиям по доставке продовольствия туда, где оно больше всего необходимо. Более того, некоторые люди не доверяют медицинскому персоналу, что затрудняет усилия по распространению таблеток витаминов.
Чиновники общественного здравоохранения давно борются с этой проблемой, добавляя необходимые питательные вещества, такие как йод, железо и фолат, к основным продуктам питания. Но этот подход не всегда работает. Железные добавки, например, могут изменить вкус и цвет продуктов питания, делая людей менее склонными к их использованию, говорит Ана Якленец, инженер-биомедицин из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже. А свет, тепло и влага могут расщеплять витамин А.
Исследователи и пищевые компании пытались защитить микроэлементы, заключая их в пищевые добавки, такие как белки и сахара. Но эти покрытия обычно распадаются в кипящей воде или других условиях приготовления.
Разочарованные такими неудачами, эксперты по политике здравоохранения в Фонде Билла и Мелинды Гейтс в Сиэтле, штат Вашингтон, обратились за помощью к Роберту Лангеру, инженеру-химику из Массачусетского технологического института, который впервые применил многочисленные растворимые покрытия для защиты и доставки хрупких лекарств.
Роберт Лангер и его коллеги первоначально рассмотрели более 50 различных полимерных покрытий, которые были стабильны в кипящей воде, но растворялись в кислой среде желудка. После сужения списка до 10 кандидатов и тщательного изучения каждого из них они остановились на полимере, известном как BMC.
BMC - это защитное покрытие в пищевых добавках, которое уже одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (и поэтому считается безопасным). Команда MIT покрыла 11 порошков микроэлементов в BMC, включая железо, цинк, фолат, витамин А и витамин D. Они также покрыли микрочастицы, содержащие до четырех различных витаминов и минералов. Лабораторные испытания показали, что все хорошо выдерживают нагревание, ультрафиолетовое излучение и даже 2 часа прямо в кипящей воде. Частицы также легко растворяются в растворе с низким pH, имитирующем желудочную кислоту.
В тестах на мышах исследователи показали, что частицы распадаются в желудке, после чего витамины и минералы попадают в кишечник и всасываются.
Затем исследователи объединились с Майклом Циммерманном, экспертом по обогащению пищевых продуктов в ETH Zurich в Швейцарии, чтобы провести человеческие тесты с микроэлементами, покрытыми BMC.
В своем первом испытании исследователи включили инкапсулированный сульфат железа в соль, которую добавляли в кукурузную кашу, широко распространенную в странах с низким уровнем дохода. Исследователи были разочарованы, обнаружив, что люди, которые ели обогащенную кукурузу, поглощали менее половины железа субъектов, которые ели соленую кашу с неинкапсулированным сульфатом железа.
Полимерные покрытия, по-видимому, задерживали высвобождение железа слишком долго, чтобы оно могло абсорбироваться в верхних отделах кишечного тракта. Поэтому исследователи переформулировали свое покрытие, уменьшением количества BMC. Последующий тест с 24 людьми, которые ели хлеб, приготовленный из обогащенной муки, показал, что они поглощают почти такое же количество железа, как и люди, которые ели неинкапсулированные частицы железа в своей пище.
Если порошки микрочастиц могут быть включены в обычно используемые продукты питания, то процесс можно легко расширить. Прямо сейчас исследователи ведут переговоры с пищевыми компаниями, которые производят бульонные кубики для супа, например, чтобы выяснить, могут ли они проводить более масштабные испытания на людях в местах, в которых они больше всего нуждаются.
