Как в ЮУрГУ создают безопасные суперфункциональные продукты будущего
Ученые Высшей медико-биологической школы Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) под руководством Ирины Потороко, директора Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ, совершили прорыв в области пищевых технологий. Их комплексные исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда (РНФ), направлены на решение двух ключевых задач: обеспечение абсолютной биобезопасности зернового сырья и обогащение продуктов на его основе функциональными компонентами. Результатом стали инновационные методы обработки, которые могут перевернуть рынок растительных напитков, хлебопечения и даже упаковки. https://medical.susu.ru/
Главный враг: скрытая угроза в зерне
Основой многих продуктов здорового питания — от каш и хлеба до популярных растительных напитков — служит зерно. Однако оно может нести скрытую опасность: токсигенные плесени, продуцирующие микотоксины. Эти вторичные метаболиты строго регламентированы, но их присутствие в сырье ставит под вопрос безопасность всей технологической цепочки.
«Мы изучали миграцию рисков: если зерно заражено, могут ли микотоксины проявиться в муке, хлебе, напитках? — объясняет Ирина Потороко. — Особое внимание мы уделили микотоксину Зераленон, который в организме человека может метаболизироваться в Зеранол. Для обычного человека его риск умерен, но для спортсмена он критичен: это вещество может дать положительную допинг-пробу. Спортсмен, употребивший, казалось бы, безобидный зерновой напиток, может быть отстранен от соревнований, даже не подозревая о причине».
Это открытие перевело исследования из сугубо технологической плоскости в область высокой социальной ответственности. Все об орехах
Прорывная технология №1: Холодная плазма для стерильного зерна
Ответом на вызов стал инновационный метод обработки сырья — атмосферная холодная плазма. Эта технология позволяет за короткий промежуток времени обработать зерно, уничтожив активные формы патогенных микроорганизмов и токсигенных плесеней на его поверхности.
«Мы получили стерильное с этой точки зрения зерно и доказали, что напитки на его основе свободны от рисков переноса микотоксинов, — комментирует Ирина Потороко. — Подтверждение проводилось не только микробиологическими методами, но и через прогнозы возможного маскирования на основе квантово-химического анализа и молекулярного моделирования. Мы смоделировали, как молекулы токсинов взаимодействуют с белками зерна, и доказали эффективность нашей технологии “разрыва” этой опасной связи».
Это делает технологию холодноплазменного воздействия идеальным решением для производства гарантированно биобезопасного сырья для детского, спортивного и лечебно-профилактического питания.
Прорывная технология №2: Ультразвук для супер-пользы
Параллельно команда работала над усилением полезных свойств продуктов. Объектом исследования стал популярный овсяный напиток. Ученые усовершенствовали традиционную технологию, внедрив в технологии этап обработки низкочастотным ультразвуком.
«Это низкочастотный ультразвук, метод сонохимии, — уточняет Ирина Потороко. — Под его действием в водной среде возникают кавитационные эффекты, формирующие пузырьки, которые, схлопываясь, создают микрогидродинамические ударные волны. Это в разы повышает экстракцию ценного растворимого бета-глюкана из зерна овса в гидромодуль».
Бета-глюкан — ключевой функциональный компонент, «супергерой» здорового питания. Он работает как:
- Природный компенсатор клеток иммунитета.
- Пребиотик, создающий идеальную среду для полезной микрофлоры кишечника.
- Защитник слизистых, оказывающий обволакивающее действие, что полезно для ЖКТ и доказано в совместных исследованиях с отоларингологами для облегчения симптомов ОРВИ.
Такой обогащенный напиток становится мощным инструментом для восстановления после физических нагрузок, что актуально не только для спортсменов, но и для всех приверженцев ЗОЖ.
От лаборатории — в реальный сектор
Разработки не остаются в стенах университета. Ученые активно сотрудничают с одним из крупных челябинских производителей растительных напитков.
«Мы на одном из технологических этапов подготовки растительного сырья предложили наше усовершенствование — ультразвуковую обработку в гидромодуле, — говорит Ирина Потороко. — Это “зеленая” технология, которая повышает эффективность, не нарушая натуральности продукта. Производитель заинтересован, ведь это позволяет не только улучшить напиток, но и выделять ценный бета-глюкан как отдельный ингредиент. Сейчас мы на пути внедрения, что всегда требует времени и серьезной доказательной базы».
Будущее — за комплексным подходом: хлеб, упаковка, модифицированные крахмалы
Технологии ЮУрГУ имеют универсальный характер.
- Безопасный хлеб:Обработка муки холодной плазмой позволяет гарантировать микробиологическую чистоту и увеличить срок годности цельнозерновой продукции, что является большой проблемой для производителей.
- Умные крахмалы:Используя ультразвук, ученые модифицируют крахмал (например, картофельный), переводя его в резистентную (RS) форму. Такой крахмал не переваривается в верхних отделах ЖКТ, достигая кишечника, где служит пищей для микрофлоры, выполняя роль пребиотика. Это важный компонент для профилактики колоректального рака и диабета.
- Биоразлагаемая упаковка:Команда работает над созданием съедобных плёнок и биоразлагаемой посуды из растительного сырья. «Это вопрос времени и законодательного ограничения обычного пластика. В рамках нацпроекта “Биоэкономика” такие решения крайне востребованы», — отмечает Ирина Потороко.
Заключение
Исследования Ирины Потороко и её команды — яркий пример современной науки, которая решает актуальные практические задачи. Они создают не просто продукты, а технологии гарантированной безопасности и доказанной пользы, закладывая основу для нового поколения пищевой индустрии, где здоровье человека и экология планеты стоят на первом месте. Челябинская школа пищевых биотехнологов демонстрирует уровень, значимый для всей страны.
