Результатом трёхлетней работы по проекту «Разработка концептуальной методологии применения нетепловых технологий дуального типа в синтезе аутентичных биоактивных пищевых ингредиентов, биодоступных в составе пищевых систем» стал запатентованный разработчиками ЮУрГУ пищевой ингредиент на основе двойной эмульсии – антиоксидант фукоидан – полезный для человека полисахарид бурых водорослей.
Производить тщательное соединение всех компонентов уникальной двойной эмульсии («вода-масло-вода» или «масло-вода-масло») на молекулярном уровне разработчикам помогает ультразвуковая обработка, обеспечивающая так называемое холодное бурление со схлапыванием образовавшихся воздушных пузырьков (эффект кавитации). Тесты на антиоксидантную активность показали, что обработка низкочастотным ультразвуком значительно повышает антиоксидантную активность фукоидана (88,9% против 65,3%).
Обогащенная фукоиданом двойная эмульсия может быть добавлена в любые продукты питания в процессе их изготовления. Полезная смесь никак не отражается на вкусе и аромате привычной пищи, но делает ее многократно полезнее для организма человека.
Исследователи проводили сложную апробацию in vitro (в пробирке) на перевариваемость внедренного в продукт компонента. В искусственно смоделированном процессе человеческого пищеварения ученые отдельно изучили поведение как компонента, инкапсулированного в двойную эмульсию, так и сам продукт, обогащенный этим компонентом. Оценки производились на оральном и пероральном уровнях расщепления продукта. Согласно результатам исследования, благодаря двойной эмульсии внесенный в ее состав антиоксидант сохраняет свою аутентичную биоактивность на всех этапах пищеварения, а, значит, не теряя своей полезности, усваивается организмом практически полностью.
«Все наши экспериментальные работы сопровождает искусственный интеллект, – уточнила директор Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ Ирина Потороко. – Квантово-химические расчеты дают возможность спрогнозировать поведение изучаемого пищевого компонента на уровне желудочно-кишечного тракта. Мы можем понять, каким образом работает определенный компонент применительно к тем или иным проблемам ЖКТ, неинфекционным заболеваниям. Такие исследования проводятся нами на междисциплинарном уровне, в тесном сотрудничестве с коллегами-химиками. Сегодня мы имеем большое количество наработанного материала, а потому надеемся на продолжение проекта, чтобы эффективно объединить все наши смежные разработки».
Используя прежние авторские технологии и методологии, челябинские ученые продолжат работу над внесением аутентичных биоактивных веществ в пищевые системы. Добавятся исследования на базе эмульсий Пикеринга, а также связанные с внедрением резистентного крахмала в матрицу продуктов питания и биоактивных компонентов в мясные продукты.
Исследование соответствует целям и задачам национального проекта «Биоэкономика», который направлен на создание в России инфраструктуры для использования биологического сырья и на разработку уникальных технологий, востребованных в сельском хозяйстве, экологии и при создании лекарственных препаратов.
Автор: Екатерина Больных