Żywność inteligentna i żywność funkcjonalna

Takie modyfikowane skrobie mogą wykazywać nie tylko unikalne właściwości technologiczne, ale również żywieniowe. Niektóre modyfikowane skrobie, na skutek zmiany struktury przestrzennej, nie są trawione przez enzymy układu pokarmowego człowieka i nie są wchłaniane w jelicie cienkim. O takich skrobiach mówi się „skrobie oporne” (z ang. resistant starch, RS). Ze względu na tę oporność wobec enzymów trawiennych skrobie oporne są zaliczane do frakcji nierozpuszczalnego błonnika pokarmowego (o kaloryczności poniżej 2 kcal/g). Generalnie wyróżnia się cztery formy skrobi opornej: RS 1 – skrobia fizycznie niedostępna (obecna np. w surowych, niezmielonych ziarnach zbóż); RS 2 – ziarna skrobi surowej (nieskleikowanej, obecnej w surowych niedojrzałych niektórych gatunkach roślin, np. ziemniaku); RS 3 – skrobia zretrogradowana (powstająca na skutek termicznego przetwarzania żywności, np. w zimnych ugotowanych ziemniakach lub makaronie, sczerstwiałym chlebie); RS 4 – skrobia chemicznie, fizycznie lub enzymatycznie zmodyfikowana (np. hydroksypropylowy fosforan diskrobiowy wykazuje 2-krotnie niższą podatność na działanie amylazy niż skrobia naturalna). Skrobie oporne mogą pełnić funkcję nie tylko błonnika pokarmowego, ale również wykazywać właściwości prebiotyczne. Po przejściu przez jelito cienkie, niestrawiona skrobia oporna trafia do jelita grubego, gdzie może ulegać selektywnej fermentacji przez mikroflorę jelitową, głównie bakterie z rodzajów Bifidobacterium i Lactobacillus. W wyniku tej fermentacji powstają kwasy organiczne i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, głównie mlekowy, propionowy, octowy i masłowy, w wyniku tego treść jelita grubego zakwasza się bardziej niż w przypadku stosowania diety bez skrobi opornej, a pod wpływem niskiej wartości pH i działania tworzących się kwasów następuje selekcja mikroflory jelitowej – zahamowanie lub ograniczenie rozwoju drobnoustrojów niekorzystnych, w tym patogenów. Na rynku są dostępne preparaty o ok. 30% zawartości skrobi opornej, otrzymywane ze skrobi kukurydzianej lub ziemniaczanej w wyniku modyfikacji termicznej lub enzymatycznej. Ciekawym przykładem jest preparat SGF (Soluble Corn Fiber) wykazujący 20% słodyczy sacharozy i w produktach zachowujący się jak syrop glukozowy, mimo że w 100% zawiera błonnik, a nie cukry proste.

Innym przykładem substancji niewystępujących naturalnie w surowcach lub produktach żywnościowych jest tzw. wegetariańska podpuszczka stosowana do produkcji „wegetariańskiego” sera podpuszczkowego (por. „Mikroorganizmy modyfikowane genetycznie – zastosowanie w mleczarstwie”, Forum Mleczarskie Biznes, 2015, 3 (22), 20-23). Współczesna biotechnologia daje możliwość dostarczenia bądź składników modyfikowanych genetycznie bądź surowców żywnościowych poddanych genetycznej modyfikacji. Wiele już branż przemysłu żywnościowego korzysta z takich rozwiązań. Oczywistymi przykładami są: kukurydza (zmodyfikowana w kierunku ułatwienia zwalczania szkodników upraw) lub ziemniak, zmodyfikowany w taki sposób, aby podczas jego smażenia zmniejszyć wchłanianie tłuszczu.

Rozwiązaniem technologicznym stosowanym w przypadku żywności inteligentnej jest również mikrokapsułkowanie. Rozwój tej technologii trwa od lat 50. ubiegłego wieku, a jego zapoczątkowaniem były prace nad stworzeniem papieru do kopiowania bez kalki, który byłby pokryty powłoką czułą na nacisk. Generalnie, mikrokapsułkowanie wywodzi się z techniki kapsułkowania, czyli zamykania lub pokrywania jednej substancji lub mieszaniny wielu substancji wewnątrz innego materiału lub mieszaniny materiałów (najczęściej polimerów węglowodanowych lub lipidowych). Obecne rozwiązania technologiczne pozwalają na tworzenie kapsułek o średnicy rzędu mikrometrów (stąd termin „mikrokapsułkowanie”) lub nanometrów („nanokapsułkowanie”). Technika mikrokapsułkowania jest stosowana w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym, spożywczym, a także chemicznym i poligraficznym. Mikrokapsułkowaniu poddaje się lipidy, witaminy, składniki mineralne, barwniki, aromaty, enzymy, leki, komórki bakteryjne, itp. w celu kontrolowanego, powolnego ich uwalniania lub stabilizacji i zapobieżenia negatywnego reagowania z innymi składnikami produktu. W branży mleczarskiej z techniką mikrokapsułkowania można spotkać się w przypadku mlecznych produktów probiotycznych, gdzie często mikrokapsułkowaniu poddaje się kultury probiotyczne celem zwiększania przeżywalności komórek tych bakterii.

Jak wspomniano, nie tylko poszczególne składniki żywności mogą decydować o tym, że produkty te nabywają statusu żywności inteligentnej. Żywnością inteligentną są również wyroby wyprodukowane z surowców niewystępujących naturalnie w produktach żywnościowych. Doskonałym przykładem takich wyrobów są analogi białek mięsa: mikoproteiny o strukturze zbliżonej do tekstury mięsa kurczaka, tofu, czyli sojowa alternatywa dla mięsa, czy teksturowane białka roślinne (np. zbożowe lub warzywne) będące wegańskim źródłem białka. Żadne z tych analogów nie znalazły jak dotąd zastosowania w branży mleczarskiej. Warto jednak przybliżyć Czytelnikowi, czym są analogi mięsa.