Ученые разработали экологичный метод повышения стабильности пробиотиков при хранении

Пробиотические бактерии становятся популярными пищевыми добавками, но их производство сопряжено с трудностями: лишь немногие штаммы достаточно устойчивы, чтобы пережить обычные производственные процессы. Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM) разработали щадящий метод, позволяющий использовать ранее неприменимые пробиотики. Результат выгоден и производителям, и потребителям: метод энергоэффективен, снижает затраты и увеличивает срок годности пробиотиков.

Обычно пробиотики лиофилизируют (сушат вымораживанием) перед добавлением в пищу. Этот процесс проблематичен: для некоторых пробиотиков он губителен и требует много энергии (заморозка и последующая сублимация льда).

Исследователи из кафедры пищевой инженерии и молочных технологий TUM решили найти более щадящий и экологичный метод сушки и обратили внимание на вакуумную сушку при низкой температуре (LTVD).

Принцип и преимущества LTVD

В вакууме испарение происходит при низких температурах (например, вода кипит при 8°C и давлении 10 мбар). Продукт остается в жидком состоянии. По сравнению с лиофилизацией этот метод требует на 40% меньше энергии.

Команда доктора Петры Фёрст провела эксперименты с тремя пробиотическими штаммами, определив оптимальные условия LTVD и сравнив результаты с обычной лиофилизацией.

Результаты: неожиданный успех

• Выживаемость после LTVD в некоторых случаях была выше, чем после лиофилизации.
• Штамм йогурта Lactobacillus bulgaricus, который плохо переносит лиофилизацию, показал в 10 раз более высокий выход после LTVD.
• Новый процесс позволит использовать в пищевой промышленности хрупкие, но полезные пробиотические штаммы.
• При этом пробиотики, хорошо переносящие лиофилизацию, показали худшие результаты при LTVD. Оптимальный процесс сушки зависит от конкретного бактериального штамма.

Молекулярные причины

Команда доктора Юргена Бера (кафедра технической микробиологии TUM) исследовала молекулярные основы этого явления. Секрет оказался в клеточных мембранах бактерий, которые защищают их от воздействия среды.

Исследователи показали, что у пробиотиков этот адаптивный "щит" имеет разный состав жирных кислот для каждого штамма. Более того, этот состав можно контролировать, меняя условия культивирования перед сушкой. В эксперименте выживаемость одного штамма удалось повысить примерно на 50% — лишь за счет оптимизации условий роста.

Дополнительное преимущество: стабильность при хранении

LTVD не только энергоэффективен, но и положительно влияет на стабильность при хранении. Пробиотики в форме порошка, полученные с помощью LTVD, значительно дольше сохраняют активность в мюслях или детских смесях после вскрытия упаковки, даже в неблагоприятных условиях, по сравнению с продуктами обычной лиофилизации.