Международный коллектив исследователей оптимизировал технологию микрокапсулирования экстракта зелёного чая для разработки функциональных напитков. За счёт повышенного содержания катехинов созданная добавка позволит более чем в пять раз увеличить антиоксидантную активность соков и морсов, в которые предлагается её добавлять. Статья об этой работе опубликована в журнале Applied Food Research.

Катехины — это группа полифенольных соединений, относящихся к флавоноидам и обладающих 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 зелёном чае. Идея добавлять эти вещества и в другие пищевые продукты выглядит привлекательной, однако с этим возникает ряд трудностей. Во-первых, большинство катехинов термически нестабильны и во время кулинарных процессов подвергаются деградации. Во-вторых, часто они ухудшают вкусовые качества конечного продукта, придавая ему заметную горечь и терпкость.

Международный коллектив исследователей, в который вошли сотрудники Института химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (Новосибирск), Новосибирского государственного технического университета, Национального исследовательского университета ИТМО (Санкт-Петербург), Асуанского университета (Египет) и некоторых других организаций (полный список можно посмотреть в тексте статьи), решили определить оптимальные параметры для создания микрокапсулированной добавки с катехинами, которая подходила бы для производства напитков.

«Для начала с помощью ультразвуковой экстракции мы приготовили экстракт зелёного 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 путём покрытия его шубой из полисахаридов, что мы и сделали методом инкапсуляции. Инкапсуляты были приготовлены двумя способами: в виде сдутых шариков методом распылительной сушки растворов смеси экстракт-полисахарид и в виде губки путем лиофильной сушки. Мы показали, что эти системы, скорее всего, являются твёрдым раствором катехинов в полисахариде», — рассказывает заведующий лабораторией физикохимии полимерных композитных материалов ИХТТМ СО РАН кандидат химических наук Игорь Олегович Ломовский.

Добавка, полученная с помощью лиофилизации, показала заметно более высокое содержание катехинов (53,3 ± 2,9 мг/г против 26,3 ± 1,1 мг/г при распылительной сушке) и лучшую их сохранность. К тому же этот способ характеризовался меньшей трудоёмкостью. 

Непосредственно в ИХТТМ СО РАН осуществлялись получение экстрактов, инкапсулятов и их первичная характеризация. Затем с помощью методов математического моделирования учёные ИХКГ СО РАН определили оптимальное соотношение в добавке полисахаридов и катехинов. После этого исследовалась термостабильность катехинов. Было показано, что технология микрокапсулирования повышает этот показатель на 10 %.

Доклинические испытания на лабораторных животных, проведённые в Сибирском федеральном научном центре агробиотехнологий РАН (п. Краснообск), продемонстрировали, что разработанная биологически активная добавка не оказывает отрицательного влияния на обменные процессы.

Далее образцы передавались в кооперацию ИТМО с НГТУ и иностранными партнёрами, где исследователи вводили инкапсуляты в различные напитки и оценивали вкусовые свойства этих напитков. В качестве оптимальной основы были выбраны терпкие ягодные соки (брусничный, смородиновый, вишневый): их выраженный вкус эффективно маскирует горький и вяжущий вкус катехинов, что позволяет использовать более высокие концентрации добавки без ущерба для сенсорных свойств. Исследования показали, что такая добавка увеличила антиоксидантную активность более чем в пять раз во всех испытанных образцах. Употребление одной порции этих улучшенных напитков удовлетворяет 13,5—15,8 % суточной потребности в флаван-3-олах.

«Для нас это исследование было демонстрацией наших возможностей контролировать органолептические показатели конечного продукта через контроль физикохимии компонентов сока. Сейчас подобной работой, но на другом экстракте, нуждающемся в коррекции вкуса, заинтересовался один из крупных российских производителей напитков, уже заключён предварительный договор, но пока мы связаны соглашением о неразглашении и не можем рассказать подробности», — говорит Игорь Ломовский.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Текст: Диана Хомякова.
Источник: «Наука в Сибири».