Исследователи из Израиля создали из природных пищевых материалов нанокапсулы, которые могут быть загружены жирорастворимыми витаминами и другими липофильными микронутриентами, полезными для здоровья.

Полученные нанокапсулы можно добавлять в напитки, делая их более полезными для здоровья. При этом наличие в таком напитке нанокапсул не меняет их товарный вид – помутнение напитков не происходит, а материал капсулы надежно защищает липофильные микронутриенты от взаимодействия с компонентами напитка, что позволяет осуществлять эффективный перенос питательных веществ в организм человека.

Для получения нанокапсул, состоящих из белка и сахарида Йоав Ливней (Yoav Livney) из Института Технологии Израиля (Хайфа) использовали реакцию Майяра (Maillard reaction). Реакция Майяра представляет собой взаимодействие аминокислоты с сахаром, происходящее, как правило, при нагревании. Типичным примером такой реакции является жарка мяса или выпечка хлеба, когда в процессе нагревания пищевого продукта возникает типичный запах, цвет и вкус приготовленной пищи. Именно эта реакция ранее применялась для синтеза протеингликановых агрегатов, способных к инкапсуляции гидрофобных нутриентов, однако получавшиеся до настоящего времени капсулы отличались большим размером, что приводило к помутнению раствора, в которых их помещали.

Рис. 1. В полученные нанокапсулы были введены
витамин D и эпигаллокатехингаллат (антиоксидант,
который можно обнаружить в зеленом чае), после
чего капсулы с полезной нагрузкой были добавлены
в напитки. (Рисунок из Food Funct., 2012,
DOI: 10.1039/c1fo10220f).

Исследователям из группы Ливнея удалось получить нанокапсулы подходящего размера с помощью взаимодействия олигосахаридов, полученных из крахмала с молочным белком-казеином. Продукты взаимодействия вступают в самопроизвольную самоорганизацию, образуя наноструктуру с высокой степенью кривизны. Размер полученных капсул настолько мал, что они не вызывают помутнение напитка, в который их добавили.

В полученные нанокапсулы были введены витамин D (нехватка этого витамина в организме приводит к развитию рахита и других заболеваний) и эпигаллокатехингаллат (антиоксидант, препятствующий развитию многих заболеваний, который можно обнаружить в зеленом чае), после чего исследователи отслеживали динамику высвобождения содержимого капсул в процессе их потребления человеком. Было обнаружено, что в процессе желудочного пищеварения содержимое капсул не высвобождается, однако ферменты тонкого кишечника расщепляют химические связи между белковым и гликановым фрагментами нанокапсул, что приводит к их разрушению, высвобождению полезной нагрузки, которая становится доступной для усвоения. Также было обнаружено, что капсулы не только являются средством доставки витаминов, но и предохраняют их от разрушения, которое обычно может происходить при низких значениях рН, характерных для желудочно-кишечного тракта.

Кристина Саблиов (Cristina Sabliov), эксперт по инкапсуляции биологически активных соединений из Университета Луизианы отмечает, что новые нанокапсулы вполне смогут найти практическое применение. Она добавляет, что проведенное исследование, направленное на разработку методов направленной доставки питательных веществ, может оказать значительное влияние на разработку безопасных, вкусных и полезных продуктов питания.