Исследователи из Израиля создали из природных пищевых материалов нанокапсулы, которые могут быть загружены жирорастворимыми витаминами и другими липофильными микронутриентами, полезными для здоровья.

Полученные нанокапсулы можно добавлять в напитки, делая их более полезными для здоровья. При этом наличие в таком напитке нанокапсул не меняет их товарный вид – помутнение напитков не происходит, а материал капсулы надежно защищает липофильные микронутриенты от взаимодействия с компонентами напитка, что позволяет осуществлять эффективный перенос питательных веществ в организм человека.

Для получения нанокапсул, состоящих из белка и сахарида Йоав Ливней (Yoav Livney) из Института Технологии Израиля (Хайфа) использовали реакцию Майяра (Maillard reaction). Реакция Майяра представляет собой взаимодействие аминокислоты с сахаром, происходящее, как правило, при нагревании. Типичным примером такой реакции является жарка мяса или выпечка хлеба, когда в процессе нагревания пищевого продукта возникает типичный запах, цвет и вкус приготовленной пищи. Именно эта реакция ранее применялась для синтеза протеингликановых агрегатов, способных к инкапсуляции гидрофобных нутриентов, однако получавшиеся до настоящего времени капсулы отличались большим размером, что приводило к помутнению раствора, в которых их помещали.

В полученные нанокапсулы были введены витамин D и эпигаллокатехингаллат (антиоксидант, который можно обнаружить в зеленом чае), после чего капсулы с полезной нагрузкой были добавлены в напитки. (Рисунок из Food Funct., 2012, DOI: 10.1039/c1fo10220f)

Исследователям из группы Ливнея удалось получить нанокапсулы подходящего размера с помощью взаимодействия олигосахаридов, полученных из крахмала с молочным белком-казеином. Продукты взаимодействия вступают в самопроизвольную самоорганизацию, образуя наноструктуру с высокой степенью кривизны. Размер полученных капсул настолько мал, что они не вызывают помутнение напитка, в который их добавили.

В полученные нанокапсулы были введены витамин D (нехватка этого витамина в организме приводит к развитию рахита и других заболеваний)и эпигаллокатехингаллат (антиоксидант, препятствующий развитию многих заболеваний, который можно обнаружить в зеленом чае), после чего исследователи отслеживали динамику высвобождения содержимого капсул в процессе их потребления человеком. Было обнаружено, что в процессе желудочного пищеварения содержимое капсул не высвобождается, однако ферменты тонкого кишечника расщепляют химические связи между белковым и гликановым фрагментами нанокапсул, что приводит к их разрушению, высвобождению полезной нагрузки, которая становится доступной для усвоения. Также было обнаружено, что капсулы не только являются средством доставки витаминов, но и предохраняют их от разрушения, которое обычно может происходить при низких значениях рН, характерных для желудочно-кишечного тракта.