Производители кисломолочных продуктов все чаще ищут способы сделать их не просто вкусными, но и полезными — с антиоксидантными свойствами, пробиотиками и растительными компонентами. Одна из главных проблем — сохранить жизнеспособность полезных бактерий и добавить биоактивные вещества, которые не теряют своих свойств в кислой среде. Ученые ЮУрГУ предложили использовать дрожжи Saccharomyces cerevisiae как «контейнеры» для доставки активных соединений.
Куркумин и эргостерин — вещества с доказанной антиоксидантной активностью. Куркумин защищает клетки от окислительного стресса, но плохо растворяется в воде и быстро разрушается. Эргостерин — предшественник витамина D₂, который поддерживает иммунитет. Исследователи инкапсулировали (поместили) их в дрожжевые клетки: куркумин предварительно наноструктурировали с помощью ультразвука, а эргостерин накапливали в дрожжах в процессе культивирования. В одном грамме дрожжевой биомассы содержалось 34 мг куркумина или 10,5 мг эргостерина.
Обогащенные дрожжи ученые добавляли в молоко вместе с традиционной закваской, а также вносили растительные ингредиенты: муку из пророщенной пшеницы (содержит 12,5% белка и пищевые волокна) или белковый продукт из жмыха конопли (57% белка), полученный с помощью ферментативного гидролиза. Всего исследователи изготовили десять экспериментальных образцов с разными комбинациями добавок и контрольный — обычный йогурт без добавок, для сравнения показателей.
«Мы поставили задачу не просто обогатить йогурт биологически активными веществами, а создать систему, где все компоненты работают вместе, — рассказал доцент кафедры пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Ринат Фаткуллин. — Дрожжевые клетки выступают как носители, которые защищают куркумин и эргостерин от разрушения в кисломолочной среде, а растительные ингредиенты служат дополнительным источником питания для пробиотических бактерий в йогурте. В результате мы получили продукт, в котором количество полезных микроорганизмов выросло на порядок, а антиоксидантная активность увеличилась с 62% до 84%, по сравнению с обычным йогуртом».
Все экспериментальные образцы показали более плотную и однородную структуру, чем контрольный.
«Титруемая кислотность варьировала от 80 до 92 градусов Тернера, pH — от 3,79 до 4,04, что говорит об активном развитии молочнокислых бактерий, — уточнила профессор кафедры пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Наталья Науменко. — Количество пробиотических микроорганизмов в опытных образцах достигало 1,6×10⁷–6,4×10⁷ клеток на грамм, что на порядок выше, чем в контроле (4,6×10⁶). Наибольший рост полезных бактерий дала мука из пророщенной пшеницы — вероятно, из-за содержания пищевых волокон и крахмала, которые служат субстратом для микрофлоры продукта».
Белковый ингредиент из конопляного жмыха оказался эффективнее с точки зрения текстуры — он увеличил содержание белка в йогурте до 34% на сухое вещество (против 24% в контрольном образце), повысил вязкость до и снизил отделение сыворотки. Это означает, что продукт стал более плотным, меньше расслаивался при хранении и лучше удерживал влагу.
Максимально антиоксидантная активность йогуртов с дрожжевой биомассой выросла до 84% (против 62% в контроле). Биотестирование экспериментальных образцов кисломолочного продукта на инфузориях Paramecium caudatum подтвердило, что добавки не токсичны и биологически совместимы с организмом.
Разработанные йогурты полезны для поддержания здоровой микрофлоры кишечника, укрепления иммунитета и защиты клеток от окислительного стресса. Такие продукты могут быть рекомендованы для ежедневного рациона как функциональное питание, особенно для людей, следящих за здоровьем и нуждающихся в дополнительной антиоксидантной поддержке. Часть исследований выполнены при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда «Направленный биосинтез биологически активных веществ с применением ресурсосберегающих подходов».
Результаты опубликованы в международном журнале Fermentation.
