Способ вдвое повысить усвояемость антиоксидантов из продуктов питания нашли в ЮУрГУ

Ученые Высшей медико-биологической школы Южно-Уральского государственного университета доказали, что внедрение антиоксидантов в уникальную двойную эмульсию, обогащающую пищевые продукты, повышает биодоступность полезных веществ для организма в два раза. Об этом сообщила пресс-служба челябинского вуза.

При производстве пищевых продуктов многие полезные вещества в их составе разрушаются еще на этапе технологической переработки. Поступив в организм человека вместе с готовым продуктом, остатки полезных компонентов и вовсе не могут усвоиться из-за агрессивной среды пищеварительного тракта. Чтобы сохранить активность биологически активных веществ (БАВ) внутри продукта, их предварительно инкапсулируют — внедряют в специальную так называемую пищевую «систему доставки». 

Такие транспортировочные системы могут представлять собой желатин-пектиновые капсулы (метод коацервации), клетки дрожжей, пектины, циклодекстрины (углеводы из крахмала), а также эмульсии Пикеринга и двойные эмульсии. Подобные системы на молекулярном уровне должны обволакивать полезный компонент, защищая его от преждевременного разрушения (например, во время термической обработки продукта), и обеспечивать его эффективную транспортировку в организм, повышая биодоступность вещества.

По словам ученых, эмульсии — одни из самых действенных и универсальных систем доставки полезных веществ в продукты питания. Исследователи кафедры «Пищевые и биотехнологии» ЮУрГУ разрабатывают новые способы инкапсуляции таких антиоксидантов, как дигидрокверцетин, рутин (витамин P), куркумин, фукоидан и оксид цинка. Эти вещества неустойчивы к технологическим воздействиям на продукт, в состав которого входят: они вступают в реакцию с другими компонентами, изменяя свои структуру и свойства, и не растворяются в воде. Для получения полноценной нутрицевтической пользы от продуктов, обогащенных такими антиоксидантами, полезные компоненты важно поместить в жировую среду, чтобы максимально сохранить их полезность и исходную биоактивную структуру. Инкапсуляция решает задачи как защиты биологически-активного вещества от преждевременного разрушения, так и его равномерного, технологически правильного распределения в продукте.

Уникальная двойная эмульсия, с которой работают челябинские ученые, представляет собой систему «масло-вода-масло». Ее главное преимущество над обыкновенными эмульсиями в том, что она образует двойную защитную оболочку, которая и обеспечивает бóльшую устойчивость внедренного в нее полезного компонента.

«Чтобы привести антиоксидант в более доступное для организма состояние, мы сначала растворяем его растительном масле, затем создаем эмульсию „масло в воде“, — рассказала профессор кафедры „Пищевые и биотехнологии“ ЮУрГУ Ирина Калинина. — То есть первая оболочка масляная, вторая — водная, а затем поверх ложится третья — снова масляная. На каждом этапе мы обязательно обрабатываем смесь ультразвуком — он позволяет структурировать антиоксидант, приумножая его полезность, и создает мелкодисперсную эмульсионную систему, которая лучше распределяется в продукте». 

В результате получается усиленная защитная оболочка, которая и повышает биодоступность полезного компонента, защищая его от преждевременного разрушения.

«Мы пытаемся добиться того, чтобы обогащение продукта полезными веществами было максимально эффективным для человека. Ведь когда мы ориентируемся просто на количество внесенного в продукт антиоксиданта, никак не защищая его внешних воздействий, мы не можем гарантировать, что он сохранится и усвоится», — объяснила профессор.

Так как традиционные методы инкапсуляции БАВ в пищевой продукт усложняют и удорожают производственный процесс, челябинские ученые предлагают производителям запатентованный способ инкапсуляции полезных веществ в двойную эмульсию, которую можно будет сразу после получения добавить в состав йогурта, хлеба или сыра, исключив этап предварительного высушивания эмульсионной смеси с дополнительными расходами времени, спецоборудования и электроэнергии. Для изготовления устойчивой биодобавки для пищевой продукции производителю понадобится только ультразвуковой гомогенизатор — прибор для получения однородной смеси.

Ученые уже дорабатывают четкий алгоритм получения обогащенной двойной эмульсии с последующим простым внедрением ее в технологический процесс производства продуктов питания. Они апробировали обогащенные антиоксидантами двойные эмульсии в составе кисломолочных продуктов и хлеба. Методом in vitro-переваривания (то есть в пробирке) разработчики в точности моделируют систему переваривания пищи в ротовой полости и желудочно-кишечном тракте, чтобы оценить, какое количество антиоксиданта, внедренного в продукт посредством двойной эмульсии, остается после всего пищеварительного цикла. 

Результаты исследования показали, что биодоступность инкапсулированного в двойную эмульсию полезного вещества повышается в два раза (усваивается до 80% от внесенного в продукт антиоксиданта), в то время как не инкапсулированный компонент усваивается организмом меньше чем на 40%, подчеркнули в пресс-службе университета.

Функциональные эмульсии исследователи ЮУрГУ разрабатывают при поддержке гранта Российского научного фонда. Результаты исследования опубликованы в Международном журнале молекулярных наук.