Ученые разработали пищевые добавки на основе зеленого чая

Международный коллектив исследователей оптимизировал технологию микрокапсулирования экстракта зеленого чая для разработки функциональных напитков. За счет повышенного содержания катехинов созданная добавка позволит более чем в пять раз увеличить антиоксидантную активность соков и морсов, в которые предлагается ее добавлять.

Статья об этой работе опубликована в Applied Food Research.

Фото Дианы Хомяковой

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 зеленом 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 ученые из 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 (Египет) и некоторых других организаций (полный список можно посмотреть по ссылке), решил определить оптимальные параметры для создания микрокапсулированной добавки с катехинами, которая подходила бы для производства напитков.

«Для начала с помощью ультразвуковой экстракции мы приготовили 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 мы и сделали 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. Мы показали, 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.

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 трудоемкостью.

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

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

Далее образцы передавались в кооперацию ИТМО с НГТУ и иностранными партнерами, где ученые 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 заключен 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.