Научный и преподавательский стаж директора Высшей медико-биологической школы, заведующего кафедрой пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Ирины Потороко составляет более тридцати пяти лет. Все эти годы доктор технических наук исследует инновационные технологии пищевых производств, использование эффектов сонохимии в производстве продуктов питания, изучает электрофизические воздействия в пищевых системах при производстве и детоксикации продуктов.
Ирина Потороко внесла значительный вклад в развитие науки и образования, написав 310 научных работ, многие из которых индексируются Scopus и Web of Science; под ее руководством находятся не менее семи научно-исследовательских и образовательных проектов, открыты современные научные лабораторий ЮУрГУ. Профессор активно сотрудничает с большим количеством российских и зарубежных ученых, имеет опыт реализации национальных и международных исследовательских проектов, что способствует высокому уровню проводимых исследований. Одной из свежих разработок при непосредственном участии Ирины Юрьевны стал запатентованный Южно-Уральским госуниверситетом в рамках гранта РНФ способ получения пищевого ингредиента.
Ученые кафедры пищевых и биотехнологий ЮУрГУ используют новые технологические приемы и методы воздействия на продовольственное сырье, извлекая из него полезные компоненты либо обогащая ими продукт. Извлеченный полезный компонент, внесенный в состав другого пищевого продукта, должен пройти все технологические этапы его производства, сохранив свои аутентичные свойства. Под руководством доктора технических наук ЮУрГУ Ирины Потороко научный коллектив кафедры разрабатывает двойные эмульсии (двух типов «вода-масло-вода», «масло-вода-масло»), которые обогащены мощным антиоксидантом и изготовлены при воздействии низкочастотного ультразвука.
«Можно получить полезную эмульсию, состоящую только из масла и воды, тогда мы сначала вводим в воду полезный компонент, а затем соединяем полученную суспензию с жировой фракцией, в нашем случае с растительным маслом в присутствии поверхностно-активного вещества (соевый лецитин), – рассказывает директор ВМБШ, заведующий кафедрой пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Ирина Потороко. – Возникает вопрос: будет ли лецитин удерживать эту систему, когда она наполнена полисахаридом? Вряд ли, потому что масса молекулы меняется, как и вес всей водной системы. Поэтому мы проводим обработку водной фракции ультразвуком, чтобы «расщепить» композицию на более мелкие частицы».
Для того, чтобы удерживать в тесной связи друг с другом все компоненты эмульсии, состоящей из жидкостей разной плотности, применяют эмульгатор. Но чтобы упростить и удешевить изготовление двойной эмульсии, ученые ЮУрГУ решили исключить эмульгатор из ее состава, увеличить долю полисахарида бурых водорослей – фукоидана, а затем обработать смесь низкочастотным ультразвуком. В эмульсии этот полисахарид выполняет функцию гидроколлоида (повышает вязкость продукта и увеличивает его полезность), обеспечивает устойчивость растительного масла в ее составе к быстрому прогорканию и одновременно помогает сохранять в пищевом продукте однородность смеси из двух несмешивающихся фаз. В организме фукоидан работает как противоопухолевое и противораковое средство, запуская в злокачественных клетках механизм самоуничтожения.
Производить тщательное соединение всех компонентов эмульсии на молекулярном уровне помогает ультразвуковая обработка, обеспечивающая так называемое холодное бурление со схлапыванием образовавшихся воздушных пузырьков (эффект кавитации). Ученые отмечают: тесты на антиоксидантную активность показали, что обработка низкочастотным ультразвуком значительно повышает антиоксидантную активность фукоидана (88,9 % против с 65,3 %). Состав разрабатываемой двойной эмульсии включит в себя фукоидан, очищенную воду и кукурузное масло.
.jpeg)
Сложность работы с фукоиданом состоит в том, что при простом внесении его в состав пищевого продукта, антиоксидант разрушится еще до употребления продукта человеком. Чтобы решить эту проблему, челябинские ученые применили способ доставки компонента в пищу через обратную эмульсию. Так, микроскопические капли водной фракции с растворенным в ней фукоиданом находятся в растительном масле, которое защищает обогащенные антиоксидантом капельки своей липидной оболочкой, предотвращая разрушение полисахарида на стадии изготовления продукта. Такая двойная эмульсия является одним из перспективных средств доставки в продукт биологически ценных функциональных обогатителей. В вузовской лаборатории при ее изготовлении активно используют и способности искусственного интеллекта. Применяемое компьютерное молекулярное моделирование (метод молекулярного докинга) позволяет виртуально спрогнозировать и выявить из множества вариантов самый перспективный набор биоактивных компонентов, который войдет в состав пищевой эмульсии нового поколения, оказывающей позитивное влияние на иммунную систему человека.
Обогащенная фукоиданом двойная эмульсия может быть добавлена в любые продукты питания в процессе их изготовления. Полезная смесь никак не отражается на вкусе и аромате привычной пищи, но делает ее многократно полезнее для организма человека.