Около 1,2 милиарда души по света страдат от дефицит на желязо, като жените са по-засегнати от мъжете. В Европа всяка пета жена на възраст около 20 години страда от дефицит на желязо. Типичните симптоми включват намалена работа, умора, анемия и главоболие.

обогатяване

Повишаването на нивата на желязо чрез диетата или добавките е сложно, тъй като желязото трябва да бъде във форма, която тялото може да усвоява успешно. Желязото също е микроелемент, който може да промени цвета, вкуса и мириса на храната, към която се добавя, което го прави далеч по-малко апетитен.

Комбинирайки протеинови влакна и железни наночастици

Двамата професори по ETH Рафаеле Меценга и Майкъл Б. Цимерман от Департамента по здравни науки и технологии откриха нов начин за обогатяване на храни и напитки с желязо: с хибриден материал, направен от ядливи нанофибрили от суроватъчен протеин и железни наночастици. Съответното проучване, проведено от докторанта на Меценга Йи Шен в сътрудничество с докторантката на Цимерман Лидия Посавец, току-що е публикувано в списание Nature Nanotechnology.

Протеиновите нанофибрили се образуват чрез денатуриране на естествения суроватъчен протеин чрез нагряването им до 90 ° C и допълнителното им хидролизиране в силна киселина, докато образуват крайните протеинови нишки. След това няколко протеинови нишки се организират в по-дебели протеинови нанофибрили.

Изследователите са комбинирали тези нанофибрили с железни наночастици, които могат лесно да се абсорбират от тялото. За да произведат тези наночастици, изследователите смесват железен хлорид (FeCl3) директно с протеиновите нанофибрили в същия киселинен разтвор, създавайки железни наночастици от 20 нанометра, които веднага се свързват с повърхността на нанофибрилите на протеина и са ефективно стабилизирани. Това е ключов трик, тъй като обикновено железните наночастици не са стабилни: те са склонни бързо да се слепват и да образуват инертни материали, които не могат лесно да се смесват в храни или напитки.

Дефицитът на желязо бързо се преодолява

За да тестват ефикасността на новото желязно съединение, учените го прилагат на плъхове с дефицит на желязо след хранене с диета с ниско съдържание на желязо. Новият препарат излекува дефицита на желязо при животните и свързаната с него анемия също толкова ефективно, колкото железния сулфат (FeSO4), най-често използваната добавка на желязо, използвана при хората; FeSO4 обаче често причинява нежелани сензорни промени в храните.

Новата добавка също се усвоява лесно. Както авторите показаха в ad-hoc експеримент in vitro, ензимите в стомаха на плъховете усвоиха изцяло нанофибрилите на суроватъчния протеин. В допълнение, киселинните състояния като в стомаха разтварят железните наночастици в железни йони, които след това могат бързо да се абсорбират в кръвта и да се използват за производство на нови червени кръвни клетки.

Нанофибрилите с суроватъчен протеин, покрити с желязо, могат да се прилагат под формата на прах или течност, а новото съединение може лесно да се добавя към различни видове храни, без да се влияе на вкуса или мириса или цвета им.

Засега няма странични ефекти

За да идентифицират потенциални рискове и странични ефекти, изследователите проведоха микроскопски тестове върху мозъка, сърцето, бъбреците и други органи на плъховете, след като ядоха нанофибрилите в продължение на 2 седмици. Те се интересуваха особено от нанофибрилите от суроватъчен протеин, които никога преди не са били използвани в храни или хранителни добавки. От структурна гледна точка тези структури са подобни на амилоидните фибрили, които се натрупват в мозъка и са свързани с болестта на Алцхаймер, но различно от тях, в настоящия случай са направени от хидролизирани хранителни протеини, годни за консумация.

Следователно изследователите на ETH искат да се уверят, че в крайна сметка несмилаемите протеинови влакна в тяхната желязна добавка не се натрупват в тялото и потенциално водят до тъканни аномалии. „При изследването на органите и тъканите на плъховете не открихме никакви доказателства за наночастици или нанофибрили, които се натрупват или евентуално причиняват промени в органите“, казва Mezzenga. В едно може да бъде сигурен: „Новата ни добавка с желязо има огромен потенциал за успешна борба с дефицита на желязо по икономичен и ефективен начин“.

Алтернатива на съществуващите продукти

Съставките, използвани за направата на тази иновативна хранителна добавка, са евтини и в изобилие. Суроватъчните протеини са страничен продукт на млечната индустрия. Железните соли също са евтини и лесно достъпни. Тъй като и процесът, и съставките са лесни за работа, тази хранителна добавка с желязо също би била добра алтернатива за хората, живеещи в бедни страни, които са по-склонни към дефицит на желязо, отколкото тези, живеещи в западните индустриализирани държави.