Fot. Dr. inż. Łukasz Łopusiewicz

Pomysł wykorzystania makuchów do opracowywania bioaktywnych fermentowanych wegańskich produktów spożywczych narodził się w zespole dr. inż. Łukasza Łopusiewicza z Wydziału Nauk o Żywności i Rybactwa Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Naukowcy rozpoczęli projekt o nazwie ProBioVege. Jest on finansowany w ramach konkursu Lider XI Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, a jego celem jest opracowanie receptur fermentowanej, bioaktywnej żywności funkcjonalnej oraz dodatków do żywności. Są to m.in. wegańskie jogurty, kefiry i napoje typu „mleka roślinne”. Wszystkie one powstają na bazie makuchów, czyli pozostałości po tłoczeniu nasion wybranych roślin oleistych: lnu, amarantusa, czarnuszki, wiesiołka, słonecznika, sezamu, lnianki czy konopi. Poza makuchami zawierają w sobie mieszane kultury bakteryjne (jogurtowe i kefirowe) oraz wyselekcjonowane szczepy probiotyczne.

Fot. Dr. inż. Łukasz Łopusiewicz

Zero waste i zdrowie w jednym

– Jest to duży, trzyletni projekt rozwoju roślinnej żywności fermentowanej, będącej alternatywą dla nabiału. Jest zgodny z ideą zero waste i założeniami Zielonego Ładu. Obecnie prawie wszelkie tego typu odpady się marnują. My szukamy dla nich różnorodnych zastosowań, ponieważ nadal jest to cenny produkt – ma wysoką wartość odżywczą i zawiera dużo korzystnych dla zdrowia substancji. Jest jedynie pozbawiony oleju – mówi w rozmowie z PAP dr Łopusiewicz. Jak tłumaczy naukowiec, ProBioVege jest także odpowiedzią na rosnące zainteresowanie produktami wegetariańskimi, wegańskimi, bezglutenowymi, bezlaktozowymi i bezcukrowymi. Obecnie żywność tego typu bywa jednak marnej jakości – ma dużą zawartość cukru, za to niską wartość odżywczą. Produkty opracowywane przez zespół z ZUT są jej przeciwieństwem – cechują się bardzo wysoką zawartością składników bioaktywnych, błonnika oraz zawierają dobroczynną mikroflorę. 

– W dobie dobrobytu społecznego, coraz większej świadomości żywieniowej i poszukiwania alternatyw dla produktów tradycyjnie fermentowanych opracowanie nowych produktów spożywczych i dodatków do żywności o cechach prozdrowotnych i wartościach uzupełniających jest celem ambitnym, ale jak wykazaliśmy – możliwym. W związku z eliminacją produktów mlecznych z diety wielu konsumentów szuka alternatywnych źródeł, dostarczających żywych komórek mikroorganizmów, w tym mikroorganizmów probiotycznych. Udało mi się stworzyć dynamiczny zespół, którego kilkuletnie badania i dokonania dotyczą wykorzystania makuchów (ze szczególnym uwzględnieniem makuchu z lnu, który jest postrzegany jako jeden z tzw. superfood) jako surowców do otrzymywania m.in. fermentowanych półstałych przekąsek i napojów roślinnych, analogów pleśniowych serów dojrzewających, proszków suszonych rozpyłowo oraz naturalnych dodatków o działaniu emulgującym, przeciwutleniającym oraz stabilizującym. Produkty te cechują się wysoką przeżywalnością mikroorganizmów i dużą zawartością składników bioaktywnych, dzięki czemu mogą być uznane za żywność funkcjonalną. Konsumenci, wybierający diety plant-based, mają ten problem, że eliminują pożyteczne mikroorganizmy, bo nie jedzą jogurtów, kefirów itp. Muszą więc je suplementować. My proponujemy alternatywę w postaci produktów roślinnych, które zawierają w sobie te mikroorganizmy. Dodatkowo nasze produkty mają bardzo ciekawe właściwości, ponieważ obecne w nich bakterie, przeprowadzając proces fermentacji, wytwarzają nowe, prozdrowotne składniki. Fermentacja zapewnia także charakterystyczny dla tradycyjnych kefirów i jogurtów kwaskowaty smak i specyficzny aromat – opowiada naukowiec.

Po opracowaniu gotowe produkty sprawdzane są przez badaczy pod kątem właściwości fizykochemicznych, obecności związków bioaktywnych oraz trwałości w czasie przechowywania w warunkach chłodniczych. Analizowane jest także szerokie spektrum ich bioaktywności, obejmujące m.in. właściwości przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe. Ponadto badany jest ich wpływ na enzymy zaangażowane w rozwój chorób cywilizacyjnych, takich jak cukrzyca, nadciśnienie czy otyłość. – Wyniki są niezwykle obiecujące. Poza działaniem przeciwutleniającym i wysoką wartością odżywczą część opartych na makuchach produktów może zwalczać wybrane patogeny pokarmowe, a więc zapobiegać zatruciom – relacjonuje badacz.

Bezcenne nasiona

Makuch to produkt uboczny tłoczenia oleju na zimno. Kiedy z nasion pozyska się olej, pozostają wytłoki, które nadal są bogate w cenne składniki, takie jak białka, polisacharydy i substancje przeciwutleniające. – Te wszystkie nasionka, z których pozyskuje się oleje zimnotłoczone, np. len, amarantus, konopie, czarnuszka, sezam, obecnie traktowane są jak odpady rolne i w bardzo niewielkim stopniu wykorzystywane. Wyrzuca się je lub ewentualnie wykorzystuje jako pasze dla zwierząt. A można by nimi z powodzeniem np. wzbogacać pieczywo (nad czym także pracujemy wspólnie z PAN w Olsztynie) lub wykorzystać jako surowce do rozwoju innowacyjnej żywności wegańskiej itp., gdyż zawierają wiele składników o udowodnionych właściwościach prozdrowotnych. Ponieważ mają w sobie sporo białka, ich wartość odżywcza także jest wysoka – ocenia dr Łopusiewicz.

Makuchy na wiele sposobów 

Projekt ProBioVege zaplanowany jest na trzy lata. – W pierwszym roku skupiliśmy się na produktach półstałych, czyli alternatywach dla gęstych jogurtów i kefirów. W drugim roku opracowywaliśmy napoje roślinne, powszechnie określane mianem „mlek roślinnych”. Obecnie zaczynamy trzeci rok badań, który poświęcony będzie suszeniu wcześniej wspomnianych napojów techniką suszenia rozpyłowego, aby otrzymać odtwarzalne funkcjonalne proszki – zdradza badacz ze Szczecina. Powstałe w ten sposób proszki będzie można w prosty sposób odtworzyć do postaci napoju poprzez dodanie wody lub użyć jako wartościowych dodatków do owsianek, smoothie oraz naturalnych stabilizatorów żywności. – W tym obszarze staramy się wykorzystać to, że makuchy są bogate w białka i polisacharydy o właściwościach stabilizujących i mogących stanowić materiał mikrokapsułek, w których są „zamykane” mikroorganizmy, co chroni je przed środowiskiem zewnętrznym, a także zapewnia długotrwałą żywotność i zachowanie cech probiotycznych. Dzięki temu ogromną zaletą proszków, nad którymi pracujemy, jest to, że mają długi termin przydatności do spożycia – zaznacza Łukasz Łopusiewicz.

Obecnie dostępne na rynku napoje roślinne najczęściej stabilizowane są różnego rodzaju dodatkami. Ponieważ nie są emulsjami, jak wyroby z prawdziwego mleka, tylko zawiesinami, mają tendencję do rozwarstwiania się, sedymentacji i trzeba nimi wstrząsać przed spożyciem. Makuchy pozwalają ominąć te niedogodności. Stabilizują produkty roślinne w sposób naturalny. Do tego zawierają w sobie śluzy o doskonałych właściwościach emulgujących i zagęszczających, więc do tworzonych z ich udziałem napojów nie potrzeba żadnych dodatków – wystarczy sam makuch oraz bakterie. – Dzięki temu uzyskujemy czysty skład – nie dodajemy cukru, syntetycznych zagęstników itp. – wymienia dr Łopusiewicz. Podkreśla, że zastosowanie wytłoków jako dodatków do żywności może być zresztą dużo szersze. – Można je wykorzystać m.in. jako zastępniki tłuszczu w majonezach wegańskich oraz o obniżonej zawartości tłuszczu, a także jako bazę do roślinnych alternatyw serów pleśniowych, np. camembert – wylicza. 

Fot. Dr. inż. Łukasz Łopusiewicz

Ochronią przed zatruciami pokarmowymi i chorobami cywilizacyjnymi?

Ciekawą gałęzią projektu ProBioVege jest badanie wpływu opartych na makuchach produktów na zwalczanie patogenów żywnościowych, m.in. bakterii Salmonella, Schigella, gronkowca złocistego, Listeria czy Eschericha coli. Naukowcy z ZUT prowadzą je we współpracy Pomorskim Uniwersytetem Medycznym. – Sprawdzamy, czy spożycie naszych produktów pomaga chronić organizm przed zatruciami pokarmowymi i hamuje wzrost patogenów, a jeśli nie – to czy może wpływać na ekspresję genów wirulencji. Wszystkie te bakterie wytwarzają różnorodne toksyny, które powodują objawy zatrucia. Chcemy zobaczyć, czy po kontakcie z naszymi produktami patogenne drobnoustroje nadal będą mogły produkować te toksyny, czy może składniki pochodzące z makuchów zablokują im tę zdolność, wpływając na aktywność genów, które je kodują – tłumaczy dr Łopusiewicz.

Ostatnią kwestią związaną z zatruciami pokarmowymi jest sprawdzenie, czy makuchy mogą wpływać na wytwarzanie biofilmów bakteryjnych. – Biofilmy to konsorcja mikroorganizmów, wytwarzające zewnętrzne polisacharydy. Mają postać cienkich warstw, błon. Ich cechą charakterystyczną jest bardzo duża odporność na antybiotyki i wszelkie działania zwalczające. Przyjęliśmy hipotezę, że zawarte w makuchach związki mogą hamować wytwarzanie takich biofilmów i ją testujemy. Wstępne wyniki sugerują, że niektóre nasze produkty, przygotowane z określonych typów makuchów, rzeczywiście mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe, czyli na nasz organizm wpływają dobroczynnie, a na szkodliwe bakterie wręcz przeciwnie – hamują ich wzrost, zatrzymują ekspresję genów wirulencji itd. – wyjaśnia specjalista ZUT. 

Jeśli chodzi o działanie zapobiegające chorobom, naukowcy sprawdzają jeszcze jeden interesujący wątek – czy omawiane produkty mają wpływ na enzymy, zaangażowane z rozwój chorób cywilizacyjnych. – Jeśli okazałoby się, że mogą blokować aktywność enzymów uczestniczących w rozwoju cukrzycy, nadciśnienia czy otyłości, to potencjalnie wegańskie wyroby na bazie makuchów mogłyby pomagać w prewencji tych chorób, a uzyskane dotychczas wyniki wskazują na wysoki potencjał naszych produktów w tym zakresie. Oczywiście ostateczne wnioski wymagają przeprowadzenia szeregu badań na modelach zwierzęcych, a potem na ludziach, ale już teraz można stwierdzić, że potencjał istnieje – wskazuje ekspert. Jego zespół zaczął już nawet prace nad wnioskami patentowymi dotyczącym tego zastosowania makuchów.

Współpraca nauki z przemysłem

Naukowiec dodaje, że opracowywane w jego zespole produkty wzbudzają zainteresowanie rynku. – Jesteśmy w kontakcie z przedstawicielami dość znaczących producentów z branży spożywczej. Są chętni do współpracy, bo to coś, czego nie ma jeszcze na rynku. Część naszych badań prowadzimy właśnie w kooperacji z partnerami przemysłowymi. Cały czas jednak staramy się zainteresować naszymi rozwiązaniami nowych producentów oraz inne ośrodki. Jesteśmy otwarci na współpracę – podsumowuje badacz, 

Autorka: Katarzyna Czechowicz, Nauka w Polsce – PAP