Биология

Российские биохимики нашли способ сделать продукты питания полезнее

Биополимерный наноконтейнер для комбинации ПНЖК и растительных антиоксидантов

ИБФ РАН

Российские ученые разработали растворимые композиционные пищевые ингредиенты, содержащие такие ценные вещества, как полиненасыщенные омега-3 и омега-6 жирные кислоты и антиоксиданты. По мнению авторов работы, молекулы пищевых биополимеров можно использовать как микро- и наноконтейнеры для этих веществ и применять для обогащения продуктов питания. Эти результаты были получены в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), а исследование было опубликовано в журнале Food Hydrocolloids.

Ученые из Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля Российской академии наук доказали, что можно использовать высокую растворимость пищевых биополимеров (белков и полисахаридов, то есть пищевых макронутриентов), а также их инкапсулирующую (связывающую) способность по отношению к различным по природе молекулам для создания хорошо растворимых в водной среде композиционных пищевых ингредиентов, включающих незаменимые (эссенциальные) полиненасыщенные омега-3 и омега-6 жирные кислоты (ПНЖК) и растительные антиоксиданты (эфирные масла и экстракты пряно-ароматических растений).

Разработанные композиционные ингредиенты характеризовались наноразмерами, долговременной и высокой степенью защиты ПНЖК от окисления и деградации в экстремальных условиях производства и хранения пищевых продуктов. Также они обладают высокой и контролируемой биодоступностью ПНЖК в модельных условиях желудочно-кишечного тракта, приятными органолептическими свойствами и высокой растворимостью в водной среде, что может способствовать обогащению ими широкого ассортимента низкожирных и низкокалорийных пищевых продуктов в отсутствии насыщенных жиров.

Омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) — это вещества, входящие в состав фосфолипидов и триглицеридов растительных масел (линолевая и альфа-линоленовая) и рыбьего жира (эйкозопентаеновая и докозагексаеновая), которые мы получаем с пищей. Современные данные нутрициологии и доказательной медицины свидетельствуют о недостаточном микронутриентном статусе населения во многих странах и в нашей стране (от 40% до 80% населения) по омега-3 и омега-6 ПНЖК. Эти ПНЖК незаменимы для здоровья сердечно-сосудистой системы, развития нервной системы и поддержания здоровья головного мозга, а также для снижения воспалительных реакций в организме. При этом дефицит в рационе питания по незаменимым ПНЖК наблюдается на фоне повсеместного избыточного потребления насыщенных жиров и связанной с этим эпидемией ожирения, вызывающей развитие таких алиментарно-зависимых заболеваний, как атеросклероз, гипертоническая болезнь и сахарный диабет. Таким образом, одной из актуальных задач сегодняшнего дня является разработка широкого ассортимента функциональных продуктов питания, обогащенных незаменимыми ПНЖК в адекватном количестве и в отсутствии насыщенных жиров.

Ученые обнаружили, что молекулы пищевых биополимеров (белков и их комплексов с полисахаридами) могут выполнять функцию микро- и наноконтейнеров для ПНЖК и растительных антиоксидантов (эфирных масел и экстрактов пряно-ароматических растений), которые можно использовать в качестве водорастворимых ингредиентов для обогащения широкого ассортимента пищевых продуктов (овощных и фруктовых соков, молочных напитков и десертов, йогуртов, муссов, соусов и др.).

«Для выяснения молекулярных механизмов формирования таких биополимерных микро- и наноконтейнеров, а также для выяснения ключевых структурных и термодинамических факторов, определяющих их функциональные свойства, мы использовали комбинацию следующих высокоточных физико-химических методов: многоуглового лазерного светорассеяния в статическом и динамическом режимах, атомно-силовой микроскопии, электронно-парамагнитного резонанса, дифференциальной сканирующей калориметрии, спектрофотометрии, тензиометрии, измерения дзета-потенциала и спектрофотометрии. Кроме того, подбор наиболее эффективных растительных антиоксидантов проводили методом газо-жидкосной хроматографии. При этом были изучены антиоксидантные и антирадикальные свойства как индивидуальных растительных антиоксидантов, так и их комбинаций», — сказала Мария Семенова, доктор химических наук, заведующая лабораторией функциональных свойств биополимеров в ИБФ РАН.

Ученые считают, что результаты данного исследования могут применяться для развития производства специализированных и профилактических пищевых продуктов, которые обогащены незаменимыми ПНЖК и фосфолипидами, в том числе для питания в организованных коллективах. Таким образом произойдет внедрение инновационных технологий в пищевую промышленность.