Ученые Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ запатентовали новый способ модификации картофельного крахмала. Обработанный ультразвуком, он становится высокоэффективным функционально-технологическим и нутритивно полезным сырьем для производства продуктов профилактического и диабетического питания.
В пищевой промышленности модифицированный, т. е. структурно измененный, крахмал используется в качестве загущающей пищевой добавки при производстве киселей, йогуртов, мармелада, колбасных изделий и соусов.
Крахмальное зерно состоит из двух фракций – амилозы и амилопектина, соотношение которых определяет свойства картофельного полисахарида. В среднем в крахмале содержится около 20 % амилозы, остальная объемная доля приходится на амилопектин. Чем больше амилопектина в составе крахмала, тем более вязкие крахмальные гели; при увеличении доли амилозы температура клейстеризации крахмала становится ниже, а сами гели обретают жидкую и текучую консистенцию. Ученые ЮУрГУ научились с помощью ультразвука управлять соотношением фракций: не только увеличивать четырехкратно долю амилозы, но и обеспечивать нутритивную полезность крахмала.
Исследователи кафедры «Пищевые и биотехнологии» ВМБШ установили, что кавитационные эффекты ультразвука увеличивают эмульгирующие, жиро- и водопоглощающие свойства модифицированной формы картофельного крахмала, а также повышают его растворимость. Такой высокоамилозный крахмал в составе пищевого продукта способен удерживать жиры и воду, обеспечивая тем самым устойчивость пищевых эмульсий. Новые свойства крахмала имеют высокую прикладную значимость для пищевой индустрии.
«Мы извлекаем из картофеля нативный (простой) крахмал и при помощи ультразвуковой обработки изменяем его структуру, – говорит 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 заключается в том, что амилозная фракция работает как пребиотик (пищевое волокно) и не переваривается в верхних отделах ЖКТ, обеспечивая противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства, доказанные методом in silico. Кроме того, 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.
Челябинские ученые первыми в России применили ультразвуковую обработку для модификации картофельного крахмала, сделав из него технологически эффективный и полезный продукт. Ультразвуковой способ обработки пищевого сырья в рамках научной школы «Пищевой сонохимии» ЮУрГУ под руководством доктора технических наук, профессора Ирины Потороко является главным для всех пищевых и биотехнологических исследований. В научном мире метод признан перспективной экологически безопасной технологией, направленной на сокращение времени обработки, улучшение качества при обеспечении безопасности готовых пищевых продуктов.