Биотехнологи начали разработку пищевой добавки на основе хитина, полученного из панциря саранчи. Она сможет заменить традиционные наполнители из отходов мясной промышленности, которые вводят в состав колбас и полуфабрикатов для повышения пищевой ценности. Добавка также обогатит молочные продукты и хлебобулочные изделия. Ученые уверены, что высокое содержание хитина и хитозана позволит создать на ее основе линейку лечебного питания, которое подойдет людям с атеросклерозом, лучевой болезнью, гипертонией и другими недугами.
На смену рогам и копытам
Ученые из Университета ИТМО (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики) работают над созданием биологических добавок в продукты питания на основе хитина, добываемого из панцирей саранчи. Как рассказал профессор факультета пищевых биотехнологий и инженерии Александр Ишевский, новая добавка сможет заменить порошковые концентраты из отходов мясного производства (шкур, рогов и копыт), которые уже десятки лет широко применяются для обогащения мясных полуфабрикатов.
— Животный белок становится роскошью для человечества, в связи, с чем остро встает вопрос о том, как создать более дешевый продукт с такими же питательными свойствами, как и мясо. Поэтому мы пробуем произвести разные варианты биологических добавок. В частности, в последнее время работаем над добавкой из отходов рыбоперерабатывающей промышленности: панцирей креветок и крабов. Также оказалось, что ничем не хуже в этом плане и панцирь саранчи. В африканских странах ее считают ценным продуктом и употребляют в пищу сотни лет.
Как пояснили ученые, необходимость в создании таких добавок вызвана тем, что человечество стоит перед угрозой катастрофической нехватки животного белка. Уже сейчас рост его стоимости, по оценкам экспертов, составляет в среднем 7–11% в год.
Заменить говядину
Исследования показали, что содержание белка в панцире саранчи колеблется от 13 до 77% от сухой массы. Это довольно много, поэтому внесение обработанной муки из насекомых в пищевые смеси повысит содержание животного белка и качество продукта. Согласно полученным данным, в муке из саранчи содержится вдвое больше белка, чем в говядине; больше железа, чем в шпинате; больше витамина B12, чем в лососе. Кроме того, белки зерновых культур — основы пищевого рациона в мире имеют низкое содержание таких важных аминокислот, как лизин, а в некоторых случаях и триптофан, и треонин. У саранчи эти аминокислоты представлены в полном объеме. Например, в разных видах насекомых содержится до 100 мг лизина на 100 г сырого белка.
Жиры являются основным источником энергии. Саранча содержит до 9% жиров от сухой массы — это немного, но это полиненасыщенные жирные кислоты, в том числе незаменимые линоленовая и α-линоленовая. Представители саранчи приспособлены к умеренному климату, имеют короткий жизненный цикл, легко размножаются.
Поэтому разведение саранчи требует существенно меньших затрат, чем, например, разведение коров. При этом по своей пищевой ценности она по многим параметрам не уступает и даже превосходит говядину.
Ученые проводят эксперименты с двумя видами саранчи: южноафриканской и более мелкой краснодарской. Выяснилось, что краснодарская саранча малопригодна для изготовления биодобавок — ее панцирь слишком плотный и гораздо сложнее перерабатывается в мельчайший порошок.
Частицы должны быть такими, чтобы ни в коем случае не повредить пищевод при проглатывании. Ученым удалось добиться такого эффекта пока только с панцирем южноафриканской саранчи, поэтому продолжаются эксперименты именно с ней.
В будущем, после прохождения всех стадий доклинических и клинических испытаний, а также экспертиз Роспотребнадзора и Минздрава, новая пищевая добавка может быть использована для обогащения абсолютно любых продуктов: от хлебобулочных изделий до колбас и сосисок.
Хитозановая диета
Также в дальнейшем биодобавка из панциря саранчи может стать основой для создания линейки функциональных продуктов, предназначенных для людей с различными заболеваниями. Дело в том, что из него можно получить хитозан, как и из ракообразных. Это вещество широко применяют в качестве добавки в корма для животных, используют при изготовлении продуктов питания и косметики, применяют в биомедицине и сельском хозяйстве.
Польза хитозана заключается в том, что он способен в определенной мере связываться с молекулами жира в пищеварительном тракте. Такой жир не усваивается и выводится из организма. Поэтому его применяют в современной медицине как средство, способствующее снижению веса, а также для улучшения холестеринового обмена и перистальтики кишечника.
Из панцирей саранчи ученые получают два биологических комплекса (состав меняется, в зависимости от того, какого вещества больше): меланинохитозановый и хитозаномеланиновый. Оба являются антиоксидантами за счет содержания меланина и сорбентами за счет хитина и хитозана. Они выводят из организма тяжелые и переходные металлы, и даже радионуклиды. Поэтому такие продукты могут подойти для людей, работавших на опасных производствах.
Такое функциональное питание будет полезно тем, кто страдает атеросклерозом и гипертонией, сочетающейся с повышенным холестерином. Также полученный из саранчи порошок может быть использован как естественный консервант: он продлевает сроки хранения продуктов на четыре-пять дней.
Польза хитозана, откуда бы его ни добывали — из саранчи или морепродуктов, — научно доказана, поэтому такая биодобавка будет востребована, уверена российские ученые.
На данный момент существует более 300 патентов по применению хитозана (84% приходится на долю РФ). К числу основных направлений использования следует отнести сельское хозяйство, пищевую промышленность, медицину, косметологию. Есть данные о применении хитозана в кормлении животных с целью снижения содержания тяжелых металлов и радионуклидов в мясе и молоке. Его также можно использовать для создания векторных систем доставки лекарств. Хитозан и наночастицы на его основе обладают рядом уникальных свойств, среди которых низкая токсичность, биосовместимость и биодеградируемость.