Международная группа учёных улучшила технологию микрокапсулирования экстракта зелёного чая для создания функциональных напитков. Добавка с повышенным содержанием катехинов позволит увеличить антиоксидантную активность соков и морсов более чем в пять раз. опубликована в Applied Food Research.
Фото Дианы Хомяковой
Катехины — группа полифенольных соединений из группы флавоноидов с выраженными антиоксидантными свойствами.
Они играют важную роль в защите клеток от повреждений, вызванных свободными радикалами. Катехины содержатся во многих фруктах и ягодах, какао, красном вине, особенно много их в зеленом чае. Добавление этих веществ в другие пищевые продукты кажется привлекательным, но возникает ряд трудностей.
Во-первых, большинство катехинов термически нестабильны и подвергаются деградации во время кулинарных процессов. Во-вторых, часто они ухудшают вкусовые качества конечного продукта, придавая ему заметную горечь и терпкость.
Международная группа учёных, включающая специалистов из Института химии твёрдого 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 (Египет) и ряда других организаций, по ссылкеВ результате ) подумал, как создать капсулы с катехинами для использования в напитках.
Для начала с помощью ультразвуковой экстракции был приготовлен экстракт зеленого чая с содержанием катехинов около 40% (не самый лучший по качеству, но очень похожий на коммерческие аналоги). Задача химиков была замаскировать терпкий вкус этого экстракта путем покрытия его шубой из полисахаридов, что было сделано путем инкапсуляции. Инкапсуляты были приготовлены двумя способами: в виде сдутых шариков методом распылительной сушки растворов смеси экстракт — полисахарид и в виде губки путем лиофильной сушки. Было показано, что эти системы скорее всего являются твердым раствором катехинов в полисахариде, — рассказывает заведующий лабораторией физикохимии полимерных композитных материалов ИХТТМ СО РАН кандидат химических наук Игорь Олегович Ломовский.
Льофилзация дала добавку с более высоким содержанием катехинов (53,3 ± 2,9 мг/г против 26,3 ± 1,1 мг/г при распылительной сушке) и лучшей их сохранностью. Кроме того, этот способ был менее трудоемким.
В ИХТМ СО РАН получали экстракты и инкапсуляты, которые первично характеризовали. Ученые ИХКиГ СО РАН с помощью математического моделирования определили оптимальное соотношение полисахаридов и катехинов в добавке. Исследовалась термостабильность катехинов, которая по технологии микрокапсулирования повысилась на 10%.
В Сибирском федеральном научном центре агробиотехнологий РАН проведено доклиническое тестирование новой биологически активной добавки на лабораторных животных. Результаты показали, что она не нарушает обменные процессы.
Образцы передавались в кооперацию ИТМО с НГТУ и иностранными партнерами для инкапсуляции в различные напитки и оценки вкусовых свойств. Оптимальной основой стали терпкие ягодные соки (брусничный, смородиновый, вишневый), так как их вкус эффективно маскирует горький и вяжущий вкус катехинов, что позволяет использовать более высокие концентрации добавки без ущерба для сенсорных свойств. Исследования показали увеличение антиоксидантной активности более чем в пять раз во всех испытанных образцах. Употребление одной порции этих напитков удовлетворяет 13,5-15,8% суточной потребности в флаван-3-олах.
«Это исследование показало нашу способность управлять органолептическими характеристиками готового продукта через контроль физико-химических свойств компонентов сока. Сейчас другой производитель напитков, российский, заинтересовался аналогичной работой с другим экстрактом, требующим корректировки вкуса. Заключен предварительный договор, но соглашение о неразглашении мешает рассказать подробности», — говорит Игорь Ломовский.
Создание материала осуществлено при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий.