Vetten in vezels vangen

Een techniek om druppeltjes vet of olie te coaten met laagjes voedingsvezels kan voorkomen dat deze stoffen verteerd worden. De technologie zou het mogelijk kunnen maken dat verbindingen die normaal gesproken in de maag worden vernietigd, zoals bepaalde vitamines of medicijnen, intact worden afgeleverd in het lagere spijsverteringskanaal. Sommige wetenschappers denken dat deze inkapselingsbenadering ook kan leiden tot smakelijke maar niet-vette voedingsproducten.

Vezelgecoate vetten: Door vetdruppels te coaten met voedingsvezels hopen onderzoekers de vertering ervan te voorkomen. Ze zeggen dat dit kan leiden tot voedingsproducten met alle voordelen van vet, maar geen nadelige gevolgen. Het manipuleren van de vezelcoating om te controleren wanneer het vet vrijkomt, zou ook een systeem kunnen creëren voor gerichte afgifte van medicijnen of voedingsstoffen aan bepaalde delen van het spijsverteringskanaal. Hier wordt een emulsie van tonijnolie gestabiliseerd met een vezel genaamd chitosan en afgebeeld met behulp van confocale microscopie. De olie is groen gekleurd (boven) en de chitosan is rood gekleurd (onder). Schaalbalken zijn 50 micron, ongeveer de breedte van een gemiddeld mensenhaar.

Een team van voedingswetenschappers bij the Universiteit van Massachusetts, Amherst , heeft de technologie ontwikkeld als een manier om vetten te stabiliseren, zodat ze beter standhouden tijdens voedselverwerkingsprocedures, zoals invriezen en drogen.

Om de met vezels beklede vetten te produceren, creëren de onderzoekers eerst een emulsie - een oplossing van kleine vet- of oliedruppeltjes gesuspendeerd in een andere vloeistof - en stabiliseren deze met een elektrisch geladen oppervlakteactieve stof die aan het oppervlak van elke druppel kleeft. Vervolgens worden vezeldeeltjes met een tegengestelde lading aan de mix toegevoegd. Door elektrostatische krachten hecht de vezel zich aan de met oppervlakteactieve stof beklede druppeltjes, waardoor een beschermende laag ontstaat.

We hadden het idee dat als je dat deed, en het voedingsvet onverteerbaar was, je deze vetarme producten zou kunnen hebben, zegt voedingswetenschapper Julian McClements , die het onderzoek leidde. Als de voedingsvezels onverteerd door het maagdarmkanaal kunnen gaan, zullen de vetdruppels die erin zitten ook onverteerd worden en dus niet bijdragen aan gewichtstoename. Op deze manier zou het effectieve vetgehalte van het voedsel lager zijn dan het werkelijke vetgehalte.

Paul Takhistov , naar Rutgers Universiteit voedingswetenschapper die niet bij het onderzoek betrokken was, zegt dat het stabiliseren van emulsies door druppeltjes met verschillende stoffen te coaten een veel voorkomende procedure is in de voedingsindustrie. Maar het idee om een ​​dergelijke benadering te gebruiken om vet te maskeren en de vertering ervan te voorkomen, is echt heel nieuw, zegt hij.

Voedingsdeskundigen raden vaak aan om de vetconsumptie te beperken tot 30 procent van de calorie-inname van een persoon, een suggestie die heeft geleid tot de creatie van een breed scala aan vetarme voedingsmiddelen. Maar consumenten vinden deze voedingsmiddelen vaak teleurstellend, omdat ze de smaak en textuur missen van hun volvette tegenhangers. Vet heeft een fysiek effect op voedingsproducten; deze kleine vetdruppeltjes beïnvloeden de textuur en de sensorische kwaliteit van het product, zegt UC Davis voedingswetenschapper Moshe Rosenberg , die niet bij het onderzoek betrokken was.

De daaruit voortvloeiende zoektocht om niet-vetmakende stoffen te maken die desondanks ruiken, proeven en zich als vetten gedragen, is beladen met kostbare mislukkingen. De verkoop van voedingsmiddelen die de onverteerbare vetvervanger olestra bevatten, op de markt gebracht door Procter & Gamble als Olean, had dramatisch te lijden toen de FDA een waarschuwingsetiket oplegde met de mogelijke bijwerkingen ervan: diarree en dunne ontlasting. De FDA hief de vereiste in 2003 op.

McClements hoopt de vezelcoating aan te scherpen zodat de textuur, smaak en geur van het vet onaangetast blijven en tegelijkertijd te beschermen tegen ongewenste bijwerkingen. Het behouden van de textuur is waarschijnlijk de meest eenvoudige van deze uitdagingen. Volgens Takhistov kunnen onze tongen geen deeltjes waarnemen die kleiner zijn dan 30 micron in diameter. De gecoate druppeltjes, die variëren van ongeveer 100 nanometer tot 3 micron, zijn veel kleiner. En omdat de dunne vezelcoating zeer weinig volume toevoegt aan elke druppel, moeten de fysieke eigenschappen van de emulsie ongewijzigd blijven.

Het behouden van smaak en geur zou moeilijker kunnen zijn. Rosenberg zegt dat als het vet stevig genoeg is afgesloten om te voorkomen dat spijsverteringszouten en enzymen binnendringen, de verbindingen die het smaak en aroma geven, ook binnenin worden opgesloten. Als je het vet neemt en het zo vastzet dat het geen smaak en aroma vrijgeeft, is het product compleet anders, zegt Rosenberg.

In vet oplosbare voedingsstoffen zoals vitamine A kunnen ook vast komen te zitten in de gecoate druppel, waardoor ze niet meer beschikbaar zijn voor het lichaam.

McClements stelt dat het mogelijk zou kunnen zijn om de eigenschappen van de vezelcoating te manipuleren om deze ondoordringbaar te maken voor lipase, het enzym dat vet afbreekt, maar doorlaatbaar voor smaakmoleculen, die meestal veel kleiner zijn. Je gebruikt de voedingsvezel bijna als een moleculaire zeef, waar de kleine moleculen wel doorheen kunnen, maar de grotere niet, zegt McClements.

Het zorgvuldig manipuleren van de vezelcoating kan ook leiden tot andere toepassingen van de technologie. Een coating die intact bleef via de maag maar werd afgebroken in de darmen, zou het mogelijk maken om vetoplosbare verbindingen rechtstreeks naar het lagere spijsverteringskanaal te sturen. Deze benadering, die bekend staat als micro-encapsulatie, is al tientallen jaren een voortdurend onderwerp van onderzoek.

Wij als academische gemeenschap zijn er al jaren mee bezig, en we zijn er nog niet, zegt Rosenberg. Zijn groep bij UC Davis richt zich op het gebruik van eiwitten en koolhydraten, in plaats van voedingsvezels, als miniatuur vetcontainers. Er zijn altijd nieuwe horizonten om te verkennen, en het is erg leuk dat [McClements] het doet, zegt Rosenberg. Hij gelooft dat deze toepassing van de technologie veel meer kans van slagen heeft dan pogingen om het effectieve vetgehalte van voedingsmiddelen te verminderen.

Geneesmiddelen en vitamines die anders de zeer zure omgeving van de maag niet zouden overleven, zouden ideale kandidaten zijn voor deze benadering. Dat geldt ook voor visolie, die rijk is aan gezonde omega-vetzuren maar een onaangename smaak heeft. In tegenstelling tot vetarme voedingsmiddelen die zijn gemaakt met het doel de smaak te behouden, zou het een goede zaak zijn om de smaak van visolie op te sluiten.

De technologie bevindt zich nog in een zeer vroeg ontwikkelingsstadium. Voorlopige tests tonen aan dat met vezels omhulde vetten afbraak kunnen ontwijken in een reageerbuismodel van het spijsverteringsstelsel, maar McClements is er nog niet in geslaagd druppeltjes te creëren die een reis door het maagdarmkanaal van een muis kunnen overleven. En het valt nog te bezien of deze aanpak dezelfde bijwerkingen zal hebben die olestra teisterde.

Ik zou zeker niet beweren dat dit een commercieel product is dat je nu zou kunnen verkopen, zegt McClements. Het is echt een werk in uitvoering.

zich verstoppen