Ученые Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ запатентовали свой новый способ модификации картофельного крахмала. Обработанный ультразвуком, картофельный крахмал становится функционально-технологическим и нутритивно полезным сырьем для производства продуктов профилактического и диабетического питания.
В пищевой промышленности модифицированный, то есть структурно измененный, крахмал используется в качестве загущающей пищевой добавки при производстве таких продуктов как кисель, йогурт, мармелад, колбасные изделия и соусы.
Крахмальное зерно состоит из двух фракций – амилозы и амилопектина, а их соотношение определяет свойства картофельного полисахарида. В среднем в крахмале содержится около 20 % амилозы, остальную объемную долю занимает амилопектин.
Чем больше амилопектина находится в составе крахмала, тем более вязкие получаются крахмальные гели. При увеличении доли амилозы температура клейстеризации крахмала становится ниже, а сами гели приобретают жидкую и текучую консистенцию.
Ученые ЮУрГУ нашли способ с помощью ультразвука управлять соотношением фракций: это не только увеличивает четырехкратно долю амилозы, но и обеспечивает нутритивную полезность крахмала.
Исследователи кафедры «Пищевые и биотехнологии» ВМБШ установили, что кавитационные эффекты ультразвука значимо увеличивают эмульгирующие, жиро- и водопоглощающие свойства модифицированной формы картофельного крахмала, а также повышают его растворимость.
Такой высокоамилозный крахмал в составе пищевого продукта способен хорошо удерживать жиры и воду, обеспечивая таким образом устойчивость пищевых эмульсий. Новые свойства крахмала, по словам исследователей, имеют высокую прикладную значимость для пищевой индустрии.
«Мы извлекаем из картофеля нативный (простой) крахмал и при помощи ультразвуковой обработки изменяем его структуру, – сказала старший преподаватель кафедры пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Алена Руськина. – Чаще всего крахмал модифицируют с использованием химических веществ, что вредно для здоровья. Наша безопасная ультразвуковая модификация крахмала не только структурирует его, но даже делает полезным. Мы уже разработали технологическую инструкцию для модификации крахмала при помощи ультразвука, и промышленный партнер готов внедрить ее в свое пищевое производство».
Нутритивная польза разработанного высокоамилозного картофельного крахмала состоит в том, что амилозная фракция работает как пребиотик (пищевое волокно) и не переваривается в верхних отделах ЖКТ, что обеспечивает противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства, доказанные учеными методом in silico.
Кроме того важно следующее: если нативный (необработанный) крахмал в организме полностью растворяется до глюкозы, которая повышает уровень сахара в крови, то модифицированный челябинскими учеными высокоамилозный крахмал может использоваться в составе пищевой продукции для диабетического питания без побочных последствий для здоровья.
Челябинские ученые первыми в России применили ультразвуковую обработку для модификации картофельного крахмала, что дало возможность производить из него технологически эффективный и полезный продукт.
Ультразвуковой способ обработки пищевого сырья в рамках научной школы «Пищевой сонохимии» ЮУрГУ, созданный под руководством доктора технических наук, профессора Ирины Потороко, относится к важнейшим пищевым и биотехнологическим исследованиям глобального значения. В научном мире данный метод признан перспективной экологически безопасной технологией, направленной на сокращение времени обработки, улучшение качества при обеспечении безопасности готовых пищевых продуктов.
Автор: Екатерина Больных.
Источник и фото: ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)».