Крошечные частицы с питательными веществами заменят обычные пищевые добавки

Дефицит питательных веществ является большой проблемой во всём мире.

Дефицит питательных веществ является большой проблемой во всём мире.
Фото Global Look Press.

Примерно два миллиарда человек во всём мире сталкиваются с дефицитом питательных веществ в своём рационе (йод, железо, фолиевая кислота и другие). Согласно данным международной исследовательской группы, работавшей под руководством Аны Якленец (Ana Jaklenec) и Роберта Лангера (Robert Langer) из Массачусетского технологического института, это, в свою очередь, является одной из главным причин возникновения когнитивных и физических расстройств в развивающихся странах мира.

Проблема состоит ещё и в том, что не все питательные вещества так просто добавить к пище. Некоторые из них легко разрушаются в процессе приготовления (под воздействием тепла и света), другие добавляют готовому блюду неприятный привкус.

Но группа Якленец и Лангера придумала, как справиться с этой проблемой: при помощи крошечных биосовместимых полимерных частиц, которые можно добавлять прямо в пищу.

Изначально специалисты рассматривали в качестве возможных оболочек более 50 различных полимерных покрытий, которые не разрушаются в кипящей воде, но при этом растворяются в кислой среде желудка.

Позднее сузив список до десяти кандидатов и внимательно изучив каждого из них, они остановились на полимере с кодовым названием BMC (и непроизносимым химическим названием, указанным в научной статье).

Это вещество уже получило одобрение для использования в качестве защитного покрытия для пищевых добавок от Управления по контролю за продуктами и лекарствами в США. Таким образом, оно считается безопасным.

Специалисты "упаковали" в BMC 11 порошков, представляющих собой смеси из питательных веществ (до четырёх различных витаминов, макро- и микроэлементов, включая железо, цинк, фолиевую кислоту, витамины А и D).

Как было установлено в ходе лабораторных испытаний, все полученные частицы (диаметром до четверти миллиметра) выдержали воздействие тепла, ультрафиолета и кипящей воды, в которой они находились два часа.

Частицы также легко растворились при низком pH (так химики имитировали кислую среду желудочного сока).

Затем специалисты провели испытания на мышах. Выяснилось, что частицы разрушались в желудках животных, после чего их ценное содержимое всасывалось в кишечнике.

После этого были проведены клинические испытания.

Сначала учёные добавили в обычную пищевую соль инкапсулированный сульфат железа и приготовили с её помощью кукурузную кашу. (Последнюю часто употребляют в пищу в странах с низкими доходами населения.)

Однако итогом этих испытаний исследователи были разочарованы: оказалось, что люди, которые ели "обогащённую" кашу, получили в итоге меньше половины железа в сравнении с теми, кто питался подсоленной кашей и принимал обычные добавки, содержащие железо.

Скорее всего, предполагает Якленец, полимерное покрытие задерживало высвобождение железа, из-за чего добавка не всасывалась в верхних отделах кишечника.

Тогда специалисты изменили состав частиц, уменьшив количество BMC и в 30 раз увеличив содержание железа. Новый трёхнедельный эксперимент с участием 24 человек дал хорошие результаты. Испытуемые питались хлебом, приготовленным из обогащённой муки (содержал инкапсулированное железо). В итоге их организм получил почти такое же количество железа, что и организм людей, которые использовали обычные пищевые добавки, содержащие железо.

При этом, как установили исследователи, биодоступность "спрятанного" в капсулах железа была до 89% выше, чем у обычных пищевых добавок. Поясним, что под биодоступностью понимается количество лекарственного вещества, доходящее до места его действия в организме человека.

К слову, исследователи тоже попробовали "обогащённый" хлеб. Кроме того, продукт отведал сам Билл Гейтс, так как его фонд поддерживает данный проект ("Фонд Билла и Мелинды Гейтс").

Говоря о преимуществах своей разработки, специалисты отмечают, что частицы помогут эффективно защитить содержимое от влаги, тепла и других условий, а значит, человек точно получит необходимые ему питательные вещества в полном объёме. Всё это улучшит рацион питания многих людей. А это означает, что новые частицы могут спасти не одну человеческую жизнь, особенно в странах с низкими доходами.

Кроме того, разработчики BMC-капсул считают, что новые частицы окажутся полезными и в медицине, поскольку в них можно инкапсулировать некоторые лекарственные препараты.

Научная статья по итогам работы опубликована в издании Science Translational Medicine.

Ранее авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали об исследованиях, которые показали, что кальций и витамин D, вопреки распространённому мнению, не защищают от переломов костей, а ещё об опасности, которую несёт дефицит фолиевой кислоты.