Podľa odhadov trpia celosvetovo nedostatkom železa približne 2 miliardy ľudí, čo môže viesť k anémii, zhoršenému vývoju mozgu u detí a zvýšenej úmrtnosti dojčiat. Nové mikročastice obsahujúce železo alebo jód by sa mohli použiť na obohatenie potravín a nápojov, aby sa pomohlo v boji proti podvýžive.
Vedci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) prišli s novým spôsobom, ako obohacovať potraviny a nápoje o železo, a to pomocou malých kryštalických častíc. Tieto častice, známe ako kovovo-organické štruktúry, sa dajú posypať na jedlo, pridať do základných potravín, ako je chlieb, alebo vmiešať do nápojov, ako je káva a čaj.
Čítajte viac Prekvapivé odhalenie: Tento nápoj môže ohroziť vaše zdravie viac, ako si myslíte. Mnohí z nás ho považujú za neškodný
„Vytvárame riešenie, ktoré sa dá bez problémov pridať k základným potravinám v rôznych regiónoch,“ hovorí Ana Jaklenec, hlavná výskumníčka v Kochovom inštitúte pre integratívny výskum rakoviny na MIT.
„To, čo je základnou potravinou v Senegale, nie je to isté ako v Indii alebo v USA, takže naším cieľom bolo vyvinúť niečo, čo nereaguje s jedlom samotným. Takto nemusíme pre každé prostredie vytvárať novú formuláciu — dá sa to pridať do širokej škály potravín a nápojov bez kompromisov,“ vysvetlila.
Častice navrhnuté v tejto štúdii môžu niesť aj jód, ďalšiu dôležitú živinu. Mohli by sa tiež prispôsobiť na prenos ďalších minerálov, ako sú zinok, vápnik alebo horčík.
„Sme veľmi nadšení z tohto nového prístupu, ktorý je podľa nás novou aplikáciou kovovo-organických štruktúr s potenciálom posunúť výživu, najmä v rozvojovom svete,“ hovorí Robert Langer, profesor na MIT a člen Kochovho inštitútu.
Čítajte viac Pohár vína ako riziko? Skoršie vysadenie alkoholu a lieky môžu zastaviť „tichého zabijaka“
Jaklenec a Langer sú hlavnými autormi štúdie, ktorá sa objavila v časopise Matter.
Obohacovanie potravín môže byť účinným spôsobom boja proti nedostatku živín, ale často je náročné, pretože mnohé živiny sú krehké a rozkladajú sa pri skladovaní alebo varení. Keď sa do potravín pridá železo, môže reagovať s inými molekulami v potravinách a spôsobiť kovovú pachuť.
Čítajte viac Myslíte si, že šupka sladkých zemiakov je len odpad? Odborníci tvrdia, že tento živinový poklad veľa ľudí prehliada
Nevýhodou tohto prístupu je však to, že polymér pridáva veľký objem materiálu, čím obmedzuje množstvo železa alebo iných živín, ktoré sa do potravín dostanú.
„Zapuzdrenie železa v polyméroch výrazne zlepšuje jeho stabilitu a reaktivitu, čo uľahčuje jeho pridanie do potravín. Aby to však bolo účinné, vyžaduje sa značné množstvo polyméru. To obmedzuje, koľko železa môžete dodať v bežnej porcii, a sťažuje dosiahnutie denných nutričných cieľov len pomocou obohatených potravín,“ hovorí Jaklenec.
Aby sa táto výzva prekonala, ďalší z autorov štúdie Xin Yang prišiel s novým nápadom: namiesto zapuzdrenia železa do polyméru by sa dalo použiť samotné železo ako stavebný blok kryštalickej častice známej ako kovovo-organická štruktúra.
Kovovo-organické štruktúry pozostávajú z atómov kovu spojených organickými molekulami nazývanými ligandy, ktoré vytvárajú tuhú, klietkovitú štruktúru. V závislosti od zvolenej kombinácie kovov a ligandov ich možno použiť na širokú škálu aplikácií.
Čítajte viac Tieto malé semienka sú považované za nutričný zázrak, ale môžu byť aj nebezpečné. Naučte sa, ako ich správne konzumovať
„Pomysleli sme si, že by sme možno mohli syntetizovať kovovo-organickú štruktúru s ligandmi vhodnými pre potraviny a mikronutrientmi vhodnými pre potraviny,“ hovorí Yang. „Kovovo-organické štruktúry majú veľmi vysokú pórovitosť, takže môžu niesť veľké množstvo nákladu. Preto sme si mysleli, že by sme mohli využiť túto platformu na vytvorenie novej kovovo-organickej štruktúry, ktorá by sa mohla použiť v potravinárstve,“ dodal.
V tomto prípade vedci navrhli kovovo-organickú štruktúru pozostávajúcu zo železa viazaného na ligand nazývaný kyselina fumarová, ktorá sa často používa ako potravinárska prísada na zlepšenie chuti alebo konzerváciu.
Táto štruktúra zabraňuje železu reagovať s polyfenolmi — zlúčeninami bežne sa vyskytujúcimi v potravinách, ako sú celozrnné výrobky a orechy, ako aj káva a čaj. Keď železo reaguje s týmito zlúčeninami, vytvára kovovo-polyfenolový komplex, ktorý telo nedokáže absorbovať.
Čítajte viac Les namiesto tabletky: Psychické problémy v mestách narastajú, toto je podľa vedcov rýchle a jednoduché riešenie
Štruktúra kovovo-organických štruktúr im tiež umožňuje zostať stabilné, kým sa nedostanú do kyslého prostredia, ako je žalúdok, kde sa rozložia a uvoľnia svoju dávku železa.
Vedci sa tiež rozhodli zahrnúť do svojej častice kovovo-organickej štruktúry aj jód, pričom túto časticu nazývajú NuMOF. Jodidovaná soľ bola veľmi úspešná pri prevencii nedostatku jódu a mnohé snahy sa teraz zameriavajú na vytvorenie „dvojito obohatenej soli“, ktorá by obsahovala aj železo.
Dodať tieto živiny spoločne je však náročné, pretože železo a jód môžu spolu reagovať, čo znižuje ich vstrebateľnosť v tele. V tejto štúdii tím z MIT ukázal, že keď vytvorili svoje železo obsahujúce častice kovovo-organickej štruktúry, mohli ich naplniť jódom tak, aby medzi železom a jódom nedochádzalo k reakcii.
Čítajte viac Prečo sú kalórie kľúčom k vášmu zdraviu, o tom sa často nehovorí. Naučte sa, ako ich správne sledovať a zlepšiť svoju pohodu
Pri testovaní stability častíc zistili, že NuMOF dokáže odolať dlhodobému skladovaniu, vysokým teplotám a vlhkosti aj varu vo vode.
Počas týchto testov si častice zachovali svoju štruktúru. Keď ich potom vedci podali myšiam, zistili, že železo aj jód sa dostali do krvi v priebehu niekoľkých hodín po konzumácii NuMOF.
Vedci teraz pracujú na založení spoločnosti, ktorá vyvíja kávu a iné nápoje obohatené o železo a jód. Tiež dúfajú, že budú pokračovať v práci na dvojito obohatenej soli, ktorá by sa mohla konzumovať samostatne alebo pridať do základných potravín.
