Растущий потребительский интерес к растительным диетам, обусловленный заботой об экологии, здоровье и благополучии животных, стимулирует активное развитие рынка альтернативных продуктов питания. По данным Statista, мировой объем продаж растительной пищи в 2020 году достиг 29,4 миллиарда долларов США, а к 2030 году прогнозируется взрывной рост до 161,9 миллиарда долларов. Однако, несмотря на стремительное развитие, одним из ключевых вызовов для производителей растительных продуктов остается создание текстуры, максимально приближенной к привычной для потребителей, особенно в сравнении с продуктами животного происхождения. Именно в этой области открываются перспективы для инновационных биоматериалов, способных совершить прорыв во вкусовых ощущениях.
В поисках решений этой проблемы, ученые из Института биологии пищевых систем имени Лейбница при Техническом университете Мюнхена, сосредоточили свое внимание на белковых структурах бобов Фава. Их исследования направлены на изучение влияния нанофибрилл, полученных из этих бобов, на тактильные клетки ротовой полости человека. Эти механорецепторные клетки играют важнейшую роль в восприятии текстуры и тактильных ощущений, формирующих общее впечатление от еды и напитков. Для проведения исследований, команда ученых использует клеточную модель, имитирующую работу человеческих оральных тактильных клеток.
Основная цель этих исследований – улучшить сенсорное восприятие растительной пищи. Ученые стремятся сделать растительные продукты более привлекательными для потребителей, тем самым способствуя переходу к более устойчивому и здоровому питанию. Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале "Foods", что подчеркивает их значимость для пищевой науки и индустрии.
Белковые нанофибриллы, извлеченные из бобов Фава, рассматриваются как перспективный биоматериал, способный качественно улучшить текстуру растительных продуктов. Санджаи Карант, первый автор публикации и научный сотрудник исследовательской группы «Механорецепторы» в Институте Лейбница, особо подчеркивает актуальность поиска решений для улучшения тактильных характеристик растительных альтернатив, отражая запросы потребителей и производителей.
Белковые нанофибриллы представляют собой особые белковые молекулы, организованные в мельчайшие структуры. Они обладают уникальными физико-химическими свойствами, которые, как предполагается, могут оказывать значительное влияние на текстуру и тактильные ощущения, которые пища вызывает во рту. Именно эти свойства делают их интересными для применения в пищевой промышленности.
Существующие научные знания о влиянии белковых нанофибрилл на клетки в физиологических условиях остаются ограниченными. Особенно остро ощущается недостаток исследований, использующих клеточные модели для изучения восприятия текстуры в связи с воздействием белковых нанофибрилл. Исследовательская группа из Института Лейбница стремится восполнить этот пробел, проводя углубленное изучение взаимодействия этих структур с клетками, отвечающими за восприятие текстуры.
Команда Института Лейбница под руководством Мелани Кёлер, руководителя младшей исследовательской группы, целенаправленно изучает влияние текстуры пищи на вкусовые ощущения. В своей работе они применяют самые современные технологии и фокусируются на исследовании воздействия белковых нанофибрилл бобов Фава на клетки человеческой клеточной линии механорецепторов.
Используя атомно-силовую микроскопию, исследователи обнаружили, что нанофибриллы делают поверхность клеток более шероховатой. Однако, при этом, нанофибриллы не оказывают существенного влияния на общую эластичность клеток. В связи с обнаруженным тонким биофизическим эффектом, дальнейшие исследования были направлены на изучение процессов на молекулярном уровне.
Добавление нанофибрилл в среду клеточной культуры привело к изменению активности генов рецепторов, участвующих в восприятии текстуры пищи. В частности, было отмечено влияние на механочувствительные ионные каналы, такие как пьезорецепторы, а также на рецепторы, детектирующие жирные кислоты. Эти изменения в генной активности указывают на то, что нанофибриллы могут модулировать клеточный ответ, связанный с восприятием текстуры и, возможно, даже вкуса жира.
Исследования на искусственных клеточных мембранах показали, что нанофибриллы взаимодействуют с мембранами через липиды. Это взаимодействие влияет на эластичность мембран в искусственной клеточной системе. Полученные данные позволяют предположить, что нанофибриллы могут изменять физические свойства клеточных мембран, тем самым влияя на их способность воспринимать механические стимулы.
Мелани Кёлер, ведущий исследователь проекта, подчеркивает, что исследование находится на начальном этапе. Однако уже полученные биофизические и биохимические результаты позволяют предположить, что нанофибриллы могут оказывать влияние на восприятие текстуры и жирности пищи. В планах на будущее – углубление полученных результатов с помощью дальнейших экспериментов и проведение сенсорных исследований с участием людей. Долгосрочная цель исследований – найти новые способы применения растительных нанофибрилл для создания сенсорно привлекательных продуктов питания с улучшенной текстурой, которые смогут удовлетворить растущий спрос на здоровую и экологичную пищу.
Изображение носит иллюстративный характер
В поисках решений этой проблемы, ученые из Института биологии пищевых систем имени Лейбница при Техническом университете Мюнхена, сосредоточили свое внимание на белковых структурах бобов Фава. Их исследования направлены на изучение влияния нанофибрилл, полученных из этих бобов, на тактильные клетки ротовой полости человека. Эти механорецепторные клетки играют важнейшую роль в восприятии текстуры и тактильных ощущений, формирующих общее впечатление от еды и напитков. Для проведения исследований, команда ученых использует клеточную модель, имитирующую работу человеческих оральных тактильных клеток.
Основная цель этих исследований – улучшить сенсорное восприятие растительной пищи. Ученые стремятся сделать растительные продукты более привлекательными для потребителей, тем самым способствуя переходу к более устойчивому и здоровому питанию. Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале "Foods", что подчеркивает их значимость для пищевой науки и индустрии.
Белковые нанофибриллы, извлеченные из бобов Фава, рассматриваются как перспективный биоматериал, способный качественно улучшить текстуру растительных продуктов. Санджаи Карант, первый автор публикации и научный сотрудник исследовательской группы «Механорецепторы» в Институте Лейбница, особо подчеркивает актуальность поиска решений для улучшения тактильных характеристик растительных альтернатив, отражая запросы потребителей и производителей.
Белковые нанофибриллы представляют собой особые белковые молекулы, организованные в мельчайшие структуры. Они обладают уникальными физико-химическими свойствами, которые, как предполагается, могут оказывать значительное влияние на текстуру и тактильные ощущения, которые пища вызывает во рту. Именно эти свойства делают их интересными для применения в пищевой промышленности.
Существующие научные знания о влиянии белковых нанофибрилл на клетки в физиологических условиях остаются ограниченными. Особенно остро ощущается недостаток исследований, использующих клеточные модели для изучения восприятия текстуры в связи с воздействием белковых нанофибрилл. Исследовательская группа из Института Лейбница стремится восполнить этот пробел, проводя углубленное изучение взаимодействия этих структур с клетками, отвечающими за восприятие текстуры.
Команда Института Лейбница под руководством Мелани Кёлер, руководителя младшей исследовательской группы, целенаправленно изучает влияние текстуры пищи на вкусовые ощущения. В своей работе они применяют самые современные технологии и фокусируются на исследовании воздействия белковых нанофибрилл бобов Фава на клетки человеческой клеточной линии механорецепторов.
Используя атомно-силовую микроскопию, исследователи обнаружили, что нанофибриллы делают поверхность клеток более шероховатой. Однако, при этом, нанофибриллы не оказывают существенного влияния на общую эластичность клеток. В связи с обнаруженным тонким биофизическим эффектом, дальнейшие исследования были направлены на изучение процессов на молекулярном уровне.
Добавление нанофибрилл в среду клеточной культуры привело к изменению активности генов рецепторов, участвующих в восприятии текстуры пищи. В частности, было отмечено влияние на механочувствительные ионные каналы, такие как пьезорецепторы, а также на рецепторы, детектирующие жирные кислоты. Эти изменения в генной активности указывают на то, что нанофибриллы могут модулировать клеточный ответ, связанный с восприятием текстуры и, возможно, даже вкуса жира.
Исследования на искусственных клеточных мембранах показали, что нанофибриллы взаимодействуют с мембранами через липиды. Это взаимодействие влияет на эластичность мембран в искусственной клеточной системе. Полученные данные позволяют предположить, что нанофибриллы могут изменять физические свойства клеточных мембран, тем самым влияя на их способность воспринимать механические стимулы.
Мелани Кёлер, ведущий исследователь проекта, подчеркивает, что исследование находится на начальном этапе. Однако уже полученные биофизические и биохимические результаты позволяют предположить, что нанофибриллы могут оказывать влияние на восприятие текстуры и жирности пищи. В планах на будущее – углубление полученных результатов с помощью дальнейших экспериментов и проведение сенсорных исследований с участием людей. Долгосрочная цель исследований – найти новые способы применения растительных нанофибрилл для создания сенсорно привлекательных продуктов питания с улучшенной текстурой, которые смогут удовлетворить растущий спрос на здоровую и экологичную пищу.
