Naukowcy z DTU opracowali naturalną i prostą metodę wytwarzania witaminy B2 poprzez delikatne podgrzewanie kwasu mlekowego kwas bakteria. Ta innowacja może znacząco wpłynąć na kraje rozwijające się, gdzie niedobór witaminy B2 jest powszechnym problemem.
Naukowcy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego opracowali naturalną i prostą metodę produkcji witaminy B2: delikatne ogrzewanie bakterii kwasu mlekowego. W przeciwieństwie do wielu witamin wytwarzanych syntetycznie w fabrykach chemicznych, to innowacyjne podejście oferuje prostszą, naturalną alternatywę. Jest to szczególnie obiecujące dla krajów rozwijających się, gdzie powszechny jest niedobór witaminy B2, ponieważ może pozwolić na bezpośrednie wzbogacanie żywności w lokalnych kuchniach.
Większość witamin jest obecnie wytwarzana w fabrykach stosujących procesy syntetyczne lub mikroorganizmy niezatwierdzone do użytku w żywności. Metody te często wymagają rozległych i złożonych etapów oczyszczania w celu wyizolowania witaminy z materiałów nie przeznaczonych do kontaktu z żywnością, co czyni proces kosztownym i energochłonnym.
Naukowcy z Duńskiego Uniwersytetu Technicznego (DTU) opracowali przełomowy, opłacalny i przyjazny dla środowiska sposób produkcji witaminy B2 (ryboflawiny) na dużą skalę. W ich podejściu wykorzystano dopuszczoną do kontaktu z żywnością bakterię kwasu mlekowego, która pod wpływem ciepła może wydajnie wytwarzać witaminę B2, co stanowi prostszą i bardziej zrównoważoną alternatywę.
„Myślę, że to piękne, że do produkcji witaminy B2 można wykorzystać coś tak prostego, jak delikatne ogrzewanie i bakterie kwasu mlekowego. Metoda ta pozwala w łatwy sposób wzbogacić żywność w witaminę B2, na przykład podczas produkcji jogurtu czy zakwasu” – mówi profesor nadzwyczajny Christian Solem z Narodowego Instytutu Żywności DTU, który kierował badaniami.
Witamina B2 jest niezbędna do produkcji energii i utrzymania prawidłowych funkcji odpornościowych. Odgrywa również ważną rolę w wchłanianiu żelaza, a jego niedobór ma daleko idące skutki.
Wzmocnienie B2 w ramach przygotowywania żywności
Ta innowacyjna metoda integruje produkcję witamin z procesem fermentacji żywności. W ten sposób można wytwarzać i dodawać witaminy lokalnie. Wykorzystując bakterie wytwarzające ryboflawinę w produkcji żywności, producenci mogą ekonomicznie poprawić wartość odżywczą tradycyjnej żywności, poprawiając zdrowie publiczne przy jednoczesnym zmniejszeniu wpływu na środowisko.
Metoda ta różni się od istniejących technologii tym, że jest naturalna – bez modyfikacji genetycznych – oraz zużywa mniej energii i mniej środków chemicznych w porównaniu z tradycyjną syntetyczną produkcją witamin. Wzmocnienie wymaga jedynie podstawowych narzędzi do fermentacji, które są już powszechne w wielu gospodarstwach domowych.
Jak naukowcy zestresowali bakterie
Zespół poddał bakterie kwasu mlekowego „stresowi oksydacyjnemu”, naturalnemu naciskowi, który zmusza bakterie do wytwarzania większej ilości ryboflawiny w celu ochrony.
„Do produkcji witaminy B2 wykorzystaliśmy mikroorganizm Lactococcus lactis, powszechnie znany z sera i mleka hodowlanego. Lactococcus najlepiej rozwija się w temperaturze około 30°C, ale podgrzaliśmy bakterie do 38–39°C, co im się nie podobało. Bakterie przystosowują się do nowych warunków i aby bronić się przed stresem oksydacyjnym wywołanym ciepłem, zaczęły wytwarzać witaminę B2” – wyjaśnia Christian Solem.
Naukowcy zoptymalizowali proces produkcji witamin, dodając różne składniki odżywcze, uzyskując produkcję 65 miligramów witaminy B2 na litr sfermentowanego substratu, co stanowi prawie 60-krotność dziennego zapotrzebowania człowieka na tę witaminę.
Zgodność kulturowa i przyszły potencjał
„Idealnie byłoby zapakować bakterie kwasu mlekowego wytwarzające witaminę B2 jako kulturę starterową, którą można dodać do żywności takiej jak mleko, kukurydza lub maniok w celu fermentacji. Kiedy te produkty są fermentowane przy użyciu kultur starterowych, które oprócz tradycyjnych zawierają specjalnie wyselekcjonowane bakterie kwasu mlekowego, automatycznie wytwarzają ryboflawinę, zachowując jednocześnie tradycyjny smak i konsystencję żywności” – mówi Christian Solem.
Wiele krajów rozwijających się ma już silne tradycje fermentowania żywności, co wydłuża okres przydatności do spożycia i zmniejsza ilość odpadów.
Metodę można potencjalnie rozszerzyć na produkcję innych niezbędnych witamin i składników odżywczych, takich jak kwas foliowy (B9) i witamina B12, których często brakuje w dietach roślinnych. Można go również stosować do różnych rodzajów żywności, w tym do kiszonej kapusty.
Odniesienie: „Wykorzystanie stresu oksydacyjnego w celu uzyskania naturalnych bakterii kwasu mlekowego wydzielających ryboflawinę do stosowania w biofortyfikacji”, Emmelie Joe Freudenberg Rasmussen, Norbert Acs, Peter Ruhdal Jensen i Christian Solem, 14 listopada 2024 r., Journal of Chemii Rolnej i Żywności.
DOI: 10.1021/acs.jafc.4c08881
Badania są finansowane przez Niezależny Fundusz Badawczy Danii w ramach projektu Bioshuttle.
