Коллектив Высшей медико-биологической школы Южно-Уральского государственного университета предложил способ обогащения йогурта биологически активными веществами. Куркумин и эргостерин исследователи инкапсулировали в клетки живых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, используя их как биосовместимые микроскопические контейнеры для адресной доставки молекул.
Зачем понадобилась капсула
Проблема, с которой сталкиваются технологи при обогащении традиционных йогуртов, — нестабильность большинства биологически активных веществ: они плохо усваиваются и быстро разрушаются в кислой среде готового продукта. Куркумин защищает клетки от окислительного стресса, но обладает крайне низкой биодоступностью и практически не растворяется в воде. Эргостерин — ключевой предшественник витамина D₂, важного для иммунной системы человека.
Чтобы стабилизировать эти соединения, их поместили внутрь дрожжевых клеток. Куркумин перед этим измельчили ультразвуковыми волнами до наноструктурного состояния, а эргостерин накапливался в дрожжах естественным путём в процессе культивирования. После физико-химических манипуляций каждый грамм готовой дрожжевой биомассы содержал 34 мг куркумина либо 10,5 мг эргостерина.
Состав и эксперимент
Дрожжевые микрокапсулы внесли в молоко одновременно с классической йогуртовой закваской, дополнив состав растительными добавками. Апробировали два ингредиента: муку из пророщенной пшеницы, богатую пищевыми волокнами, с содержанием белка 12,5%, и концентрированный белковый продукт из жмыха конопли, полученный мягким ферментативным гидролизом и содержащий 57% чистого протеина.
Всего изготовили 10 экспериментальных образцов с разными пропорциями компонентов. Их физико-химические показатели сравнивали со стандартным контрольным йогуртом.
Что показали результаты
Компоненты новой рецептуры дали синергетический эффект: дрожжевые оболочки защитили антиоксиданты от разрушения кислотой, а растительные добавки сработали как пребиотик — питательная среда для полезной микрофлоры.
Профессор Наталья Науменко отметила, что титруемая кислотность опытных образцов держалась в пределах оптимальных 80–92 градусов Тернера при уровне рН от 3,79 до 4,04, что говорило об активном развитии молочнокислых бактерий. Численность пробиотических микроорганизмов в обогащённом продукте достигла от 16 млн до 64 млн клеток на грамм — на порядок выше показателей традиционного контроля. Сильнее всего рост полезных бактерий стимулировала пшеничная мука благодаря высокому содержанию доступного крахмала и структурированных пищевых волокон.
Гидролизат конопляного жмыха лучше проявил себя в формировании консистенции: доля белка в йогурте выросла до 34% на сухое вещество против 24% в обычном образце. Это повысило вязкость системы и сократило отделение сыворотки. Продукт получил плотную однородную текстуру, перестал расслаиваться при длительном хранении и лучше удерживал влагу без искусственных стабилизаторов.
Финальное биотестирование на инфузориях Paramecium caudatum подтвердило нетоксичность и биологическую совместимость разработки.
Комментарий
Доцент кафедры пищевых и биотехнологий ЮУрГУ Ринат Фаткуллин пояснил, что задача ставилась не просто обогатить йогурт биологически активными веществами, а создать систему, где все компоненты работают вместе. «Дрожжевые клетки выступают как носители, которые защищают куркумин и эргостерин от разрушения в кисломолочной среде, а растительные ингредиенты служат дополнительным источником питания для пробиотических бактерий в йогурте», — сказал он. По его словам, в полученном продукте количество полезных микроорганизмов выросло на порядок, а антиоксидантная активность увеличилась с 62% до 84% по сравнению с обычным йогуртом.