Исследования, проведенные в Государственном университете Кампинаса (UNICAMP) в штате Сан-Паулу, Бразилия, показывают, что термическая обработка горохового белка и добавление экстракта гуараны приводят к образованию соединения, обладающего значительным потенциалом для использования в качестве ингредиента напитков на растительной основе, предлагая полезный и питательный вариант для пищевой промышленности. А именно, гороховый белок в сочетании с экстрактом гуараны стабилизирует эмульсию типа «масло в воде», обогащенную витамином D3.
Исследователи, проводившие научную работу, связаны с Лабораторией технологического инжиниринга Школы пищевой инженерии (FEA-UNICAMP). Статья, описывающая их выводы, опубликована в журнале Food Research International.
«Интерес к растительным белкам вырос в ответ на бум спроса на продукты неживотного происхождения. Их растущее использование в пищевых рецептурах связано с технологическими свойствами, такими как способность стабилизировать эмульсии, образовывать гель или пену, усиливать чувство сытости и обеспечивать незаменимые аминокислоты», - говорит инженер-пищевик Розиан Лопес да Кунья, автор статьи и профессор FEA-UNICAMP.
Однако растворимость в воде растительных белков, как правило, плохая, что ухудшает их свойства и препятствует их включению в пищевые продукты. Поэтому ученые искали способы улучшения растворимости, некоторые из которых включают термическую обработку и конъюгацию с экстрактами из растений, богатых фенольными соединениями, такими как гуарана (Paullinia cupana).
«Добавление экстракта гуараны - это инновационная стратегия, направленная на повышение ценности продукта из Амазонии, богатого биоактивными соединениями, которые взаимодействуют с гороховым белком, повышая его способность стабилизировать эмульсии», - говорит Марлучи Палаццолли да Силва Падилья, автор-корреспондент статьи и научный сотрудник FEA-UNICAMP.
Гороховый белок был выбран из-за его привлекательных свойств, особенно низкой стоимости, низкой аллергенности, эмульсионности и гелеобразования, однако коммерческое использование изолята сталкивается с такими проблемами, как неприятный вкус (посторонний привкус) и зернистая текстура, а также уже отмеченная плохая растворимость в воде, что препятствует его использованию во многих продуктах питания и напитках.
В ходе исследования ученые задались целью проверить, изменили ли термическая обработка и конъюгация с экстрактом гуараны свойства горохового белка, чтобы обосновать его включение в рецептуры пищевых продуктов.
На первом этапе проекта исследователи проанализировали технологические изменения, которым подвергается гороховый белок в результате термической обработки и конъюгации с экстрактом гуараны. На втором этапе они приготовили эмульсию с использованием модифицированного горохового белка и витамина D3. Хотя добавка витамина D3 укрепляет иммунную систему и предотвращает рахит, она нестабильна в напитках на водной основе и поэтому требует конъюгации со стабилизатором.
Исследователи изучили влияние хранения эмульсий при температуре 25 °C в присутствии ультрафиолетового света (УФ). «Результаты показали, что по крайней мере 77% витамина D3 сохранилось в этих составах после 30 дней хранения», - сказал Падилья.
Наконец, был проведен эксперимент, имитирующий процесс пищеварения, с целью оценки биодоступности витамина D3. На этом третьем этапе исследователи пришли к выводу, что биодоступность витамина D3 была выше в эмульсиях, стабилизированных гороховым белком и гуараной, чем в эмульсиях, стабилизированных только гороховым белком.
Графическая аннотация. Источник: Food Research International (2024). DOI: 10.1016/j.foodres.2024.115150.
Другим многообещающим выводом стало то, что процессы, применяемые в исследовании для модификации горохового белка, легко масштабируются для использования в пищевой промышленности. Термическая обработка в течение 30 минут при 90 °C аналогична медленной пастеризации молочных продуктов и фруктовых соков, а регулировка pH (обычная в пищевой промышленности) для управления взаимодействием между фенольными соединениями в экстракте гуараны и гороховым белком может контролироваться для обеспечения безопасности и получения соответствующего вкуса.
«Этот подход открывает новые возможности для разработки растительных эмульгаторов с улучшенными функциональными свойствами. Результаты показывают, что другие растительные белки также могут выиграть от этой стратегии, чтобы расширить их применение в пищевой промышленности. Однако важно отметить, что оптимизация процессов модификации растительного белка зависит от состава как белка, так и используемого фенольного экстракта», заключает Розиан Лопес да Кунья.
Источник: FAPESP. Автор: Таис Сегё. На заглавном фото - эмульсии «масло в воде», стабилизированные гороховым протеином и экстрактом гуараны. Фото: Розиан Лопес да Кунья и Марлучи Палаццолли да Силва Падилья.
