Спирулина, выращенная в фотобиореакторах при специально подобранном освещении, содержала преимущественно биологически активную форму витамина B12 в концентрации 1,64 мкг на 100 г сухой биомассы — величину, сопоставимую с указанным авторами диапазоном для говядины. Однако исследование было лабораторным: усвоение этого витамина человеком и способность такой спирулины предотвращать или лечить дефицит B12 непосредственно не проверяли. Работа опубликована в 2024 году в журнале Discover Food.
Почему обычная спирулина не считается надёжным источником B12
Витамин B12, или кобаламин, необходим для нормального кроветворения, работы нервной системы и ряда реакций обмена веществ.
Особенно важен вопрос его поступления для людей, которые не употребляют продукты животного происхождения, поскольку традиционными пищевыми источниками витамина B12 служат прежде всего мясо, рыба, молочные продукты и яйца, а в растительных рационах обычно необходимы обогащённые продукты или добавки.
Спирулину — цианобактерию Arthrospira platensis, часто называемую сине-зелёной водорослью, — давно рассматривают как богатый белком пищевой продукт.
Однако большая часть соединений, определяемых как B12 в обычной спирулине, представлена так называемым псевдовитамином B12. Он структурно похож на кобаламин, но не выполняет у человека необходимые витаминные функции.
Поэтому высокое суммарное содержание соединений типа B12 ещё не делает обычную спирулину надёжным источником этого витамина.
Исследователи изменили условия освещения
Работу провели Асаф Цахор (A. Tzachor), С. П. ван ден Увер (S. P. van den Oever), Х. К. Майер (H. K. Mayer), М. Асфур (M. Asfur), А. Смидт-Йенсен (A. Smidt-Jensen), М. Гейрсдоттир (M. Geirsdóttir), С. Йенсен (S. Jensen) и Б. О. Смарасон (B. O. Smárason).
В исследовании участвовали специалисты Университета Райхмана (Reichman University), Университета природных ресурсов и наук о жизни Вены (University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna), Академического центра Руппин (Ruppin Academic Center), Датского технологического института (Danish Technological Institute) и исландского исследовательского центра MATIS.
Учёные изучили спирулину, выращиваемую в закрытых фотобиореакторах на объекте в геотермальном регионе Хенгидль в Исландии.
Вместо генетического изменения микроорганизма они управляли условиями освещения, в том числе спектром света. Авторы называют такой подход фотонным управлением.
Идея заключается в том, что свет способен менять активность метаболических путей фотосинтезирующих микроорганизмов и тем самым влиять на состав образующейся биомассы.
Более 98% обнаруженного B12 приходилось на активную форму
После выращивания спирулины образцы лиофилизировали — высушивали замораживанием — и отдельно определяли содержание цианокобаламина и псевдоцианокобаламина.
По данным исследования, активная форма составляла более 98% соответствующих соединений B12.
Рассчитанное содержание «чистого» активного витамина B12 после учёта псевдоформы составляло около 1,64 мкг на 100 г биомассы.
Для сравнения авторы приводят концентрацию B12 в говядине примерно 0,7–1,5 мкг на 100 г.
Результат воспроизводился в образцах, полученных после трёх и девяти месяцев непрерывного выращивания.
Это заметно отличается от коммерческой традиционной спирулины, в которой, согласно предыдущим исследованиям, часто преобладает именно псевдовитамин B12.
Но «активный в пробирке» ещё не означает доказанно усваиваемый человеком
Это одно из главных ограничений работы.
Исследователи химически определили форму витамина в биомассе, но не проводили испытание на людях.
Поэтому пока неизвестно, насколько хорошо B12 из такой спирулины всасывается в кишечнике, повышает концентрацию витамина в крови и способен ли предотвращать дефицит.
Для доказательства пищевой ценности потребуются исследования с участием людей, в которых будут оцениваться не только концентрации B12, но и функциональные показатели его достаточности — например, связанные с обменом метилмалоновой кислоты и гомоцистеина.
Сами авторы прямо указывают на необходимость исследований in vivo.
Съедать 100 г такой спирулины ежедневно вряд ли практично
Сравнение с говядиной также требует контекста.
Концентрация 1,64 мкг на 100 г действительно находится примерно в том же диапазоне, который авторы приводят для говяжьего мяса. Но 100 г сухой спирулины — очень большая порция для повседневного питания.
Авторы признают, что такое количество может быть непрактичным из-за вкуса, текстуры и высокой концентрации отдельных питательных веществ.
Поэтому потенциально более реалистичным вариантом они считают использование специально выращенной спирулины как ингредиента для обогащения других продуктов.
Даже в таком случае необходимо будет определить подходящую дозу и подтвердить фактическую биодоступность витамина.
Масштабные расчёты пока остаются сценариями
Вторая часть работы посвящена моделированию возможного увеличения производства в Исландии.
В одном из сценариев авторы рассчитали, что перераспределение электроэнергии, используемой тяжёлой промышленностью, теоретически позволило бы производить около 277 950 тонн такой спирулины в год.
По их оценке, это соответствовало бы примерно 4555 г активного витамина B12 в год.
Авторы затем перевели это количество в число потенциально обеспечиваемых рекомендуемой суточной нормой детей.
Однако эти цифры не отражают существующее производство. Это расчётные сценарии, предполагающие масштабное перераспределение энергетических ресурсов и успешное промышленное расширение технологии.
Они также не учитывают полностью вопросы переработки, транспортировки, стоимости готового продукта, его потребления и реальной биодоступности B12.
Утверждение об «углеродной нейтральности» тоже требует осторожности
Производственная площадка в Исландии использует электроэнергию из возобновляемых источников, включая геотермальную и гидроэнергетику.
На этом основании авторы рассматривают выращиваемую таким способом спирулину как потенциально низкоуглеродный источник питательных веществ.
Но новая работа не была полноценным сравнительным исследованием жизненного цикла продукта, в котором учитывались бы все выбросы при производстве оборудования, питательных сред, переработке, упаковке и транспортировке.
Поэтому корректнее говорить о потенциале низкоуглеродного производства, а не о доказанном универсальном экологическом превосходстве продукта.
Исследование не показывает, что спирулина может заменить мясо
Авторы обсуждают специально выращенную спирулину как возможный компонент более устойчивых пищевых систем, но результаты не доказывают её полноценную взаимозаменяемость с продуктами животного происхождения.
Пища представляет собой сочетание множества питательных веществ, а не одного витамина.
Кроме того, B12 уже можно получать из обогащённых продуктов и витаминных препаратов, производство которых не требует выращивания животных.
Поэтому практическая ценность новой технологии будет зависеть не только от возможности синтезировать активную форму B12, но и от цены, стабильности производства, вкуса, удобства применения и доказанной биодоступности.
О роли витамина B12 и ситуациях, когда его недостаток особенно важно не пропустить, подробнее рассказывалось в материале о витаминах в пожилом возрасте и показаниях к добавкам.
В целом работа показывает, что условия выращивания способны существенно изменить профиль соединений B12 в спирулине: при контролируемом освещении в экспериментальной системе активная форма стала резко преобладать над псевдовитамином B12. Это интересный технологический результат, но пока не доказательство того, что такая спирулина может служить полноценным источником витамина B12 для человека или заменять животные продукты.
Литература
Tzachor A., van den Oever S. P., Mayer H. K., Asfur M., Smidt-Jensen A., Geirsdóttir M., Jensen S., Smárason B. O. Photonic management of Spirulina (Arthrospira platensis) in scalable photobioreactors to achieve biologically active unopposed vitamin B12 // Discover Food. — 2024. — Vol. 4. — Article 69. — Published August 7, 2024. — DOI: 10.1007/s44187-024-00152-1.