Гидроколлоиды как функциональные пищевые ингредиенты для здоровья кишечника (HYFFI)

Морские водоросли являются естественным источником питательных веществ и, в зависимости от сорта, богаты пищевыми волокнами, белками, необходимыми витаминами и минералами. Однако этот ресурс крайне недоиспользован. Такие страны, как Япония, Китай, Северная и Южная Корея, являются крупными потребителями пищевых водорослей, в то время как воздействие в западных странах намного ниже и в основном в виде промышленно извлеченных производных морских водорослей, обычной добавки во многих продуктах питания и медицинских продуктах. Морские водоросли связаны с рядом преимуществ для здоровья кишечника человека, таких как сокращение времени прохождения фекалий через желудочно-кишечный тракт, что предотвращает запоры и приводит к уменьшению воздействия вредных веществ (снижение риска рака толстой кишки). Эти преимущества для здоровья могут быть связаны с высоким содержанием пищевых волокон в морских водорослях. Интересно, что пищевая промышленность и здравоохранение уже используют волокна, извлеченные из морских водорослей, в производственном процессе, что прокладывает путь к разработке новых функциональных пищевых продуктов. Эти волокна, извлеченные из морских водорослей, представляют собой полисахариды с высокой молекулярной массой, известные как гидроколлоиды, и не перевариваются человеком, поэтому классифицируются как пищевые волокна.

Традиционно полисахариды (гидроколлоиды), полученные из морских водорослей, использовались для загущения и гелеобразования пищевых продуктов и других промышленных применений, однако появляются данные, свидетельствующие о том, что низкомолекулярные полисахариды и олигосахариды, полученные из этих гидроколлоидов, также могут выступать в качестве источника растворимых соединений. волокна и могут иметь пребиотическую активность. Недавние разработки в Японии и Корее привели к появлению на рынке продуктов, содержащих низкомолекулярную клетчатку из морских водорослей. Есть также некоторые доказательства благотворного воздействия клетчатки, полученной из морских водорослей, в других ключевых областях здоровья, таких как сердечно-сосудистые заболевания, рак, диабет и ожирение. Однако относительно мало известно о химических, физико-химических и ферментационных характеристиках волокон морских водорослей в кишечнике человека. Некоторые гидроколлоиды, особенно гуаровая камедь (растительного происхождения), также используются из-за их полезных для здоровья свойств в области толерантности к глюкозе и снижения уровня холестерина. Однако использование гидроколлоидов в качестве функциональных пищевых ингредиентов с пользой для здоровья для потребителей было довольно ограниченным и было больше сосредоточено на использовании в продуктах для диабетиков.

Именно в области здоровья кишечника малые и средние предприятия (МСП), занимающиеся производством и переработкой гидроколлоидов, могут выйти на рынок функциональных пищевых ингредиентов, используя инновационные технологии обработки. Общее содержание пищевых волокон в морских водорослях может достигать 75% от общего сухого веса, и большая их часть является растворимой. Волокнистый компонент в основном состоит из структурных полисахаридов, т.е. альгината и фукоидана в бурых водорослях, каррагинана, агара и порфирана в красных водорослях и ульвана в зеленых водорослях. Поскольку эти волокна в основном растворимы, они образуют вязкие гели при прохождении через желудочно-кишечный тракт. Часть клетчатки ферментируется в нижних отделах кишечника, но в целом растворимая и нерастворимая клетчатка морских водорослей имеет тенденцию проходить через кишечник без переваривания. В своей естественной форме, входящей в состав морских водорослей, это волокно обычно имеет высокую молекулярную массу и проходит через кишечник слишком быстро, чтобы кишечная микрофлора могла использовать его в какой-либо значительной степени. Поэтому существует необходимость в разработке форм с более низкой молекулярной массой, которые являются более растворимыми и могут быть добавлены в более высоких концентрациях к пищевым продуктам, не влияя на органолептические свойства продукта.

Общая цель проекта — реализовать возможность производства полисахаридов с низкой молекулярной массой (LMWP) из водорослей, содержащих альгинат и агар, для применения в пищевой промышленности и здравоохранении. Два эффективных LMWP на основе агара и альгината, выявленные в ходе исследований in vitro, будут выбраны для оценки пребиотической активности в испытании на добровольцах (Университет Ольстера) в рамках исследования Европейского Союза (ЕС). Конечными точками, которые необходимо оценить, будут стимуляция полезных бактерий (бифидогенные эффекты), увеличение производства короткоцепочечных жирных кислот, положительное влияние на образование стула и улучшение барьерной функции кишечника. Кроме того, будут оцениваться преимущества LMWP в отношении уровня глюкозы в крови (краткосрочные и немедленные).