Исследователи Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали новый способ обогащения основных пищевых продуктов микроэлементами, заключая их в биосовместимый полимер, который предотвращает разрушение питательных веществ во время хранения или приготовления. В небольшом клиническом исследовании, опубликованном в журнале Science Translational Medicine, ученые показали, что женщины, которые употребляли в пищу хлеб, обогащенный инкапсулированным железом, могли усваивать железо из пищи.
Актуальность проблемы
Около 2 миллиардов человек по всему миру страдают от недостатка основных микроэлементов, таких как железо и витамин А. Ежегодно от дефицита микроэлементов умирает 2 миллиона детей, и у людей, которые не получают достаточно этих питательных веществ, могут развиться слепота, анемия и когнитивные нарушения.
Нехватка витамина А является основной причиной предотвратимой слепоты в мире, а также может ослабить иммунитет, делая детей более восприимчивыми к таким болезням, как корь. Дефицит железа может привести к анемии, а также ухудшить когнитивное развитие у детей.
Материалы и методы обследования
Ученые приступили к разработке новой технологии, с помощью которой можно обогатить продукты питания необходимыми микроэлементами. Например, в ранних исследованиях оказалось успешным обогащение соли йодом, что предлагает способ включения питательных веществ таким образом, чтобы люди не меняли свои привычки питания.
Чтобы преодолеть несовместимость микроэлементов с повседневной пищей, ученые решили найти способ заключить микронутриенты в материал, который защитил бы их от разрушения или взаимодействия с другими молекулами, а затем выпустить их после потребления.
Исследователи протестировали около 50 различных полимеров и остановились на одном, известном как BMC. Этот полимер в настоящее время используется в пищевых добавках.
Результаты научной работы
«Мы очень рады, что наша команда смогла разработать эту уникальную систему доставки питательных веществ, которая может помочь миллиардам людей в развивающихся странах мира, и прошла весь путь от начала до клинических испытаний на людях», – комментирует автор исследования Роберт Лангер (Robert Langer).
Теперь исследователи надеются провести клинические испытания в развивающихся странах, где дефицит питательных микроэлементов является распространенным явлением.
«Было доказано, что эффективными для обогащения пищевых продуктов являются основные продукты питания, которые используются в домашнем хозяйстве и употребляются людьми каждый день», – объясняет Лангер. «Каждый ест соль или муку».
Тем не менее, простое добавление витамина А или железа в пищу не работает как хотелось бы. Витамин А очень чувствителен к теплу и может распадаться во время приготовления, а железо может связываться с другими молекулами в пище, придавая пище металлический привкус.
Используя полимер BMC, исследователи смогли инкапсулировать 11 различных микроэлементов, включая цинк, витамин В2, ниацин, биотин и витамин С, а также железо и витамин А. Ученые также продемонстрировали, что они могут инкапсулировать комбинации до 4 микроэлементов вместе.
Испытания в лаборатории показали, что капсулированные питательные микроэлементы не были повреждены после кипячения в течение 2 часов. Инкапсуляция также защищает питательные вещества от ультрафиолетового света и окислителей, таких как полифенолы, содержащиеся во фруктах и овощах. Когда частицы подвергались воздействию очень кислых сред (pH 1,5, типичный для pH в желудке), полимер становился растворимым, и микроэлементы высвобождались.
В тестах на мышах исследователи показали, что частицы распадаются в желудке, как и ожидалось, и капсулы перемещаются в тонкую кишку, где поглощаются микроэлементы.
Авторы другого исследования утверждают, что не стоит потреблять томат с продуктами, богатыми железом.
