Сайт 74.ru продолжает серию публикаций об ученых Южно-Уральского госуниверситета, которые в тесной связке с сильнейшими умами Америки, Великобритании, Германии, Франции, Австралии, Индии и Мексики ставят эксперименты и трудятся над гениальными открытиями, чтобы представить свои ноу-хау широкой публике. Сегодня расскажем о научной лаборатории, где генерируют пищу будущего – натуральную, свободную от токсичных примесей и даже лечебную. Силой ультразвука преподаватели ЮУрГУ вместе со студентами освобождают молоко от токсичных веществ, обогащают кефир, выращивают чудо-сыры, создают хлеб-антистресс, ищут в имбире оружие против вирусов. Полезные и вкусные достижения лаборатории синтеза и анализа пищевых ингредиентов невидимы, но бесценны для простых потребителей во всем мире. В будущем «умная» еда может перекочевать из пробирок на прилавки гипермаркетов, а оттуда – в наши с вами холодильники.
Звук в помощь
«Наша пища должна быть лекарством», – этим мудрым советом Гиппократа руководствуется заведующая кафедрой «Пищевые и биотехнологии» Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ Ирина Потороко. Доктор технических наук из Челябинска около десятка лет изучает влияние ультразвука на продукты питания, в частности, с целью сделать пищу экологически чистой и полезной.
– Появление лаборатории синтеза и анализа пищевых ингредиентов на базе ЮУрГУ в рамках Проекта 5-100 – это итог многолетней работы, – рассказывает Ирина Юрьевна. – Сразу отмечу, что на площадке этой лаборатории планируется проводить новейшие исследования в области пищевых биотехнологий. А руководит командой ученых Шириш Сонауайн, профессор школы химического инжиниринга из Индии. Так вот, наш опыт взаимодействия с международным сообществом сформировался за последние шесть-семь лет. Примерно тогда у нас появился интерес к применению ультразвука в сфере пищевой промышленности. Мы задались вопросом – как освободить продукты питания от вредных веществ? Что может стать барьером? Как из сложных соединений вытащить негативные компоненты, чтобы освободить потребителя от всевозможных рисков? И мы поняли, что помочь нам в решении этих проблем способны эффекты ультразвука.
Свои новейшие разработки ученые ЮУрГУ презентовали европейскому сообществу в 2013 году, когда стали участниками азиатско-океанического конгресса, посвященного вопросам сонохимии. Площадкой для его проведения стал Мельбурнский университет.
Термин «сонохимия» имеет два корня: «соно» и «химия», где соно – это звук, то есть звуковые волны, которые используются в генерации химических реакций.
Затем южноуральцы в составе московской делегации побывали во Франции в научно-исследовательском центре университета г. Авиньона, изучающем похожие проблемы. Таким образом, круг партнеров ЮУрГУ серьезно расширился. Челябинцы познакомились с опытом местных ученых, которые используют ультразвук для извлечения ценных пищевых ингредиентов из ягод, фруктов и трав Прованса. Иностранные коллеги также изучают электрофизическое воздействие на природное сырье, но несколько в ином аспекте. Если австралийцы применяют ультразвук в производстве молока для извлечения лактозы и белка с целью получения новых пищевых ингредиентов, то французы доказывают, что ультразвук помогает «добывать» соединения из различных частей растений – например, из семян, мякоти и даже межклеточных прослоек плода апельсина. Зачем? Все очень просто. Такие природные биологически активные «выжимки» можно добавлять в парфюм и косметику. Либо же в соки, йогурты, джемы – да куда угодно. Все для того, чтобы улучшить вкусоароматику и свойства напитков и продуктов. Действуя как раз по такому принципу, в лаборатории ЮУрГУ усовершенствовали технологию клюквенного морса за счет улучшения его полезности.
Заведующая кафедрой «Пищевые и биотехнологии» Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ Ирина Потороко
Что такое фукоидан, и с чем его едят?
Задача лаборатории синтеза и анализа пищевых ингредиентов на базе ЮУрГУ – максимально усилить функциональность пищи, сделать ее не просто здоровой, но и лечебной для человека. Ученые бьются над тем, чтобы наша повседневная еда обогатилась полезными веществами, которые будут в исходном виде донесены до конечного потребителя. Уже сейчас сонохимики могут угостить челябинцев вкусным и лечебным продуктом. Изобретение 2016 года, с успехом презентованное международному совету, – это хлеб-антистресс, способный освободить нас от рисков различных заболеваний. Уже установлено, что современный житель города-миллионника переутомляется, он подвержен оксидативному стрессу. Такому состоянию, при котором нарушается обмен веществ и энергии. Что же делать? Лаборатория ЮУрГУ предлагает насыщать продукты питания биопротекторами – препаратами, помогающими организму человека выжить в этих условиях.
– Мы проанализировали, какие продукты входят в ежедневный рацион человека, и остановили свое внимание на хлебобулочных продуктах, – делится заведующая кафедрой «Пищевые и биотехнологии» Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ Ирина Потороко. – Ведь они чаще всего находится на нашем столе. Сахар, входящий в их рецептуру, заменили комплексной растительной добавкой. Она состоит из двух веществ. Первое – фукоидан – полисахарид бурых водорослей, настоящий природный иммуномодулятор: он обладает противовирусным и антибактериальным свойствами и даже снижает риски развития онкологических заболеваний. Второе – стевиозид – соединение, присутствующее в растении стевия. Сиропы стевии издавна использовали в качестве подсластителя к чаю, для лечения изжоги и других болезней. В последнее время на стевию как на сахарозаменитель вновь обратили внимание в связи с возросшими потребностями низкоуглеводной и низкосахарной диеты. Доказано, что стевия незаменима при лечении ожирения и гипертонии. Кроме того, наша добавка положительно действует на свойства муки и дрожжей – тесто созревает быстрее. А качество хлеба не ухудшается даже на десятые сутки после выпечки! Сейчас мы исследуем возможность применения фукоидана в технологии других продуктов питания.
Конечно, хлеб-антистресс – не панацея, но он способен оказывать профилактическое действие. Сбавляя нагрузки на организм человека с помощью полезных добавок, такая пища помогает организму самому держать в тонусе свою иммунную систему на нужном уровне.
Из лаборатории – на стол
Сейчас в лаборатории, возглавляемой индийским профессором Ширишем Сонауайном, собрана интернациональная команда молодых ученых и определены магистральные направления работы. Результаты экспериментов им предстоит озвучить к концу года перед Международным советом. Сегодня в ЮУрГУ изучают влияние ультразвука на молекулу крахмала, чтобы добиться модификации без химических реакций. Ученые рассматривают возможность очищения воды методом электрофизического воздействия. В лаборатории ставят эксперименты с пектинами, способными выступать идеальными сорбентами.
Участники проекта изучают имбирь, пытаясь извлечь из него особые ингредиенты и синтезировать продукт, обладающий лечебным эффектом. Тут же трудятся над созданием инновационного кефира, действительно полезного для человека. Продолжаются глубокие исследования вопросов сохранения качеств функционального продукта во времени. Все свои изобретения ученые охотно обнародуют и делятся своей чудо-технологией с производителями. Так, хлеб-антистресс был представлен на выставке «Золотая осень 2016» и получил золотую медаль. Однако, по убеждению сонохимиков, пройдет немало времени, прежде чем целебные продукты из будущего попадут на наши столы. Первые шаги в этом направлении будут сделаны в ближайшие годы.
