Hydrokoloidy jako funkcjonalne składniki żywności dla zdrowia jelit (HYFFI)

Wodorosty są naturalnym źródłem składników odżywczych iw zależności od odmiany są bogate w błonnik pokarmowy, białka, niezbędne witaminy i minerały. Zasób ten jest jednak bardzo słabo eksploatowany. Kraje takie jak Japonia, Chiny, Korea Północna i Południowa są dużymi konsumentami jadalnych wodorostów, podczas gdy narażenie w krajach zachodnich jest znacznie niższe i dotyczy głównie przemysłowych pochodnych wodorostów, powszechnych dodatków w wielu produktach spożywczych i produktach ochrony zdrowia. Wodorosty zostały powiązane z wieloma ludzkimi jelitami, promując korzyści zdrowotne, takie jak skrócenie czasu przejścia kału przez przewód pokarmowy, zapobiegając w ten sposób zaparciom i powodując zmniejszenie narażenia na szkodliwe substancje (zmniejszając ryzyko raka okrężnicy). Te korzyści zdrowotne można przypisać wodorostom o wysokiej zawartości błonnika pokarmowego. Co ciekawe, przemysł spożywczy i medyczny już wykorzystuje błonnik ekstrahowany z wodorostów w procesie produkcyjnym, wyznaczając tym samym drogę do rozwoju nowatorskich produktów żywności funkcjonalnej. Te włókna ekstrahowane z wodorostów są polisacharydami o dużej masie cząsteczkowej, znanymi jako hydrokoloidy i są niestrawne dla ludzi, dlatego są klasyfikowane jako błonnik pokarmowy.

Tradycyjnie polisacharydy (hydrokoloidy) pochodzące z wodorostów były stosowane do zagęszczania i żelowania produktów spożywczych oraz do innych zastosowań przemysłowych, jednak pojawiają się dowody na to, że polisacharydy i oligosacharydy o niższej masie cząsteczkowej pochodzące z tych hydrokoloidów mogą również działać jako źródło rozpuszczalnych błonnika i może wykazywać działanie prebiotyczne. Niedawne wydarzenia w Japonii i Korei doprowadziły do ​​dostępności handlowej produktów zawierających włókno pochodzące z wodorostów o niskiej masie cząsteczkowej. Istnieją również dowody na korzystny wpływ błonnika pochodzącego z wodorostów na inne kluczowe obszary zdrowia, takie jak zdrowie układu krążenia, rak, cukrzyca i otyłość. Jednak stosunkowo niewiele wiadomo na temat właściwości chemicznych, fizykochemicznych i fermentacyjnych włókna wodorostów w jelitach człowieka. Niektóre hydrokoloidy, zwłaszcza guma guar (źródło roślinne), zostały również wykorzystane ze względu na swoje właściwości prozdrowotne w zakresie tolerancji glukozy i obniżenia poziomu cholesterolu. Jednak zastosowanie hydrokoloidów jako funkcjonalnych składników żywności przynoszących korzyści zdrowotne konsumentom było raczej ograniczone i skupiało się bardziej na zastosowaniach w produktach dla diabetyków.

Szczególnie w obszarze zdrowia jelit małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP) zajmujące się produkcją i przetwarzaniem hydrokoloidów mogą wejść na rynek funkcjonalnych składników żywności dzięki zastosowaniu innowacyjnej technologii przetwarzania. Całkowita zawartość błonnika pokarmowego w wodorostach może sięgać nawet 75% całkowitej suchej masy, a duża jego część jest rozpuszczalna. Składnik włóknisty zasadniczo obejmuje polisacharydy strukturalne, tj. alginian i fukoidan w brązowych wodorostach, karageninę, agar i porfiran w czerwonych wodorostach i ulwan w zielonych wodorostach. Ponieważ te włókna są przede wszystkim rozpuszczalne, tworzą lepkie żele, gdy przechodzą przez przewód pokarmowy. Część błonnika jest fermentowana w jelicie grubym, ale ogólnie rozpuszczalny i nierozpuszczalny błonnik z wodorostów ma tendencję do przechodzenia przez jelita bez trawienia. W swojej naturalnej postaci jako część wodorostów, włókno to ma zwykle wysoką masę cząsteczkową i przechodzi przez jelita zbyt szybko, aby mikroflora jelitowa mogła je wykorzystać w dużym stopniu. Istnieje zatem konieczność opracowania form o mniejszej masie cząsteczkowej, które są lepiej rozpuszczalne i mogą być dodawane w wyższych stężeniach do produktów spożywczych bez wpływu na właściwości sensoryczne produktu.

Ogólnym celem projektu jest wykorzystanie możliwości produkcji polisacharydów o niskiej masie cząsteczkowej (LMWP) z wodorostów zawierających alginian i agar do zastosowań w żywności i zdrowiu. Dwa skuteczne agarowe i alginianowe LMWP, zidentyfikowane w badaniach in vitro, zostaną wybrane do oceny aktywności prebiotycznej w próbie żywieniowej na ochotnikach (Uniwersytet Ulster) w ramach badania Unii Europejskiej (UE). Punktami końcowymi, które należy ocenić, będzie stymulacja pożytecznych bakterii (efekty bifidogenne), zwiększona produkcja krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, korzystny wpływ na tworzenie stolca i poprawa funkcji bariery jelitowej. Dodatkowo ocenione zostaną korzyści LMWP w zakresie poziomu glukozy we krwi (krótkoterminowe i ostre).