Современные вызовы в сфере здорового питания вдохновляют ученых на поиск новых решений — и коллектив российских и зарубежных исследователей представил впечатляющий результат. Были созданы инновационные пищевые добавки на основе экстракта зеленого чая, обладающие способностью существенно повышать антиоксидантную активность привычных напитков. Это стало возможным благодаря слаженной работе специалистов Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН, Новосибирского государственного технического университета, Национального исследовательского университета ИТМО, Асуанского университета и Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН. Руководил исследовательской группой кандидат химических наук Игорь Олегович Ломовский.
Катехины: природные антиоксиданты зеленого чая
Зеленый чай славится высоким содержанием катехинов — ценных полифенольших соединений, относящихся к классу флавоноидов. Катехины известны своими выраженными антиоксидантными свойствами: они нейтрализуют свободные радикалы, укрепляют клетки организма и защищают их от пагубного воздействия. Хотя катехины встречаются и в различных фруктах, ягодах, какао и даже красном вине, именно зеленый чай отличается их рекордной концентрацией.
В последние годы ученые уделяют особое внимание внедрению катехинов в различные категории продуктов, чтобы сделать их повсеместное употребление еще более полезным для здоровья. Однако при обогащении напитков и пищевых средств катехинами специалисты сталкиваются с определенными сложностями. Главная проблема связана с термической неустойчивостью катехинов: при нагревании либо длительной обработке они разрушаются, а также зачастую влияют на вкусовой профиль продукта, делая его более терпким и горьким. Задача заключалась в том, чтобы сохранить полезные свойства катехинов и нейтрализовать их негативные органолептические эффекты.
Современный подход: микрокапсулирование экстракта
Ученые из международного консорциума взяли за основу метод ультразвуковой экстракции, который позволил получить экстракт зеленого чая с содержанием катехинов до 40%. Ключевым решением стала технология микрокапсулирования: катехины покрывались слоем полисахаридов, что обеспечивало маскировку их характерной горечи и защищало молекулы от распада. Было испробовано два способа создания инкапсулированных форм: распылительная сушка, обеспечивающая получение легких шариков, и лиофильная (сублимационная) сушка, формирующая пористую губчатую структуру.
В результате экспериментов исследовательская группа под руководством Игоря Олеговича Ломовского обнаружила, что лиофильная сушка позволяет заметно повысить содержание катехинов в готовой добавке (более 53 мг/г) и улучшает их сохранность в течение длительного времени. Более того, такой способ оказался менее трудоемким по сравнению с распылительной сушкой, что открывает дополнительные перспективы для внедрения технологии в промышленное производство.
Оптимизация состава и проверка стабильности
Не только физико-химические методы, но и математическое моделирование были использованы для выбора наилучших пропорций компонентов. Исследования специалистов Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН позволили определить оптимальное соотношение полисахаридов и катехинов, при котором достигается максимальная эффективность и стабильность добавки.
После оптимизации состава велась оценка термостабильности экстракта: методика инкапсуляции позволила увеличить устойчивость катехинов к термической обработке примерно на 10%. Это означает, что добавка может внедряться в широкий спектр напитков и пищевых систем, не теряя своих уникальных свойств даже при воздействии высоких температур.
Безопасность и биологическая активность
Особое внимание в ходе исследований уделялось вопросам безопасности новой пищевой добавки. Доклинические испытания, проведенные Сибирским федеральным научным центром агробиотехнологий РАН, подтвердили: введение инкапсулированного экстракта не оказывает негативного влияния на обменные процессы организма. Полученные результаты свидетельствуют о хорошем потенциале для дальнейшего внедрения новой разработки в массовое потребление.
Вкусовой профиль и эффективность: успех на практике
После получения оптимальных образцов добавки, проводились прикладные исследования совместно с Национальным исследовательским университетом ИТМО, Новосибирским государственным техническим университетом и зарубежными партнерами. Был проведён анализ влияния добавки на различные напитки. Эксперты пришли к выводу, что наиболее удачной базой для инновационного компонента оказались терпкие ягодные соки — например, на основе клюквы, черной смородины или вишни. Яркий и насыщенный вкус этих напитков удачно маскирует возможную горечь катехинов, позволяя добавлять их в довольно высоких концентрациях без ущерба для сенсорных свойств напитка.
Практические испытания показали: новая добавка способна увеличить антиоксидантную активность напитков более чем в пять раз. Для потребителя это означает, что одна порция такого обогащенного морса или сока обеспечит до 16% суточной нормы флаван-3-олов — жизненно важных для здоровья соединений с научно доказанным позитивным воздействием.
Будущее технологий и новые перспективы
Участники проекта гордятся достигнутым результатом — он стал демонстрацией возможности комбинировать новые технологии, фундаментальные знания в области химии полимеров и современные методы математического моделирования для создания востребованных и полезных продуктов. По словам Игоря Олеговича Ломовского, исследование открыло не только научные, но и коммерческие перспективы: сегодня к результату проявили интерес и крупные российские производители напитков.
Работа по совершенствованию органолептических и оздоровительных характеристик экстрактов продолжается: ученые уже готовы масштабировать наработки на другие биологически активные вещества, требующие коррекции вкуса. Таким образом, междисциплинарное сотрудничество ведущих российских и международных научных центров закладывает фундамент для появления новых поколений функциональных напитков и пищевых продуктов, способствующих укреплению здоровья населения.
Проект поддержан государственными грантами и реализуется в рамках объявленного Десятилетия науки и технологий в России.
Источник: scientificrussia.ru
