Оценка безопасности и переносимости перорального применения гибридного геля в эксперименте на крысах линии Wistar

Негативные последствия для здоровья, такие как сердечно-сосудистые заболевания, диабет и ожирение, в том числе связанные с чрезмерным потреблением продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров, призывают пищевую промышленность разрабатывать новые технологии заменителей твердых жиров, богатых ненасыщенными жирными кислотами. Недавние исследования показали, что олеогели могут успешно заменять насыщенные жиры в различных пищевых продуктах, таких как торты, печенье, мясные изделия, шоколад и мороженое. Нами разработан способ производства гибридного геля из смеси гидрогеля и олеогеля в соотношении 5:95, соответственно. Гидрогель представляет собой 2 %-ый раствор альгината натрия. Олеогель был изготовлен из масла виноградных косточек и пчелиного воска в концентрации 20 %. Оценку безопасности пищевого гибридного геля осуществляли на лабораторных животных (крысы линии Wistar). Для проведения исследований было сформировано три группы животных. Крысам первой группы орально вводили исследуемый гель в дозе 1 г гибридного геля/кг массы крысы, второй в трехкратно увеличенной дозе — 3 г гибридного геля/кг массы крысы в течение 30 дней, третья группа контрольная — содержалась на стандартном рационе. На основании полученных результатов была установлена безопасность и переносимость перорального применения съедобного гибридного геля на основе олеогеля из пчелиного воска на крысах линии Wistar. Перспективы создания съедобных гибридных гелей с олеогелем из пчелиного воска представляются многообещающими, поскольку они решают текущие диетические проблемы и проблемы со здоровьем, обеспечивая при этом функциональные и сенсорные преимущества в рецептурах пищевых продуктов.

1. FAO. (2010). Fats and fatty acids in human nutrition. Report of an expert consultation. FAO, Rome, Italy, 2010.

2. Menaa, F., Menaa, A., Tréton J., Menaa, B. (2013). Technological approaches to minimize industrial trans fatty acids in foods. Journal of Food Science, 78(3), R377-R386. https://doi.org/10.1111/1750-3841.12055

3. Guasch-Ferré, M., Babio, N., Martínez-González, M. A., Corella, D., Ros, E., Martín-Peláez, S. et al. (2015). Dietary fat intake and risk of cardiovascular disease and all-cause mortality in a population at high risk of cardiovascular disease. American Journal of Clinical Nutrition, 102(6), 1563–1573. https://doi.org/10.3945/ajcn.115.116046

4. Кочеткова, А.А., Воробьева, В.М., Саркисян, В.А., Воробьева, И.С. (2024). Приоритетные особенности пищевой продукции для здоровьесбережения. Мясные технологии, 12(264), 24–28. https://doi.org/10.33465/2308-2941-2024-12-24-28

5. Daniel, J., Rajasekharan, R. (2003). Organogelation of plant oils and hydrocarbons by long-chain saturated FA, fatty alcohols, wax esters, and dicarboxylic acids. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 80(5), 417–421. https://doi.org/10.1007/s11746-003-0714-0

6. Stortz, T. A., Zetzl, A. K., Barbut, S., Cattaruzza, A., Marangoni, A. G. (2012). Edible oleogels in food products to help maximize health benefits and improve nutritional profiles. Lipid Technology, 24(7), 151–154. https://doi.org/10.1002/lite.201200205

7. Pușcaș, A., Mureșan, V., Socaciu, C., Muste, S. (2020). Oleogels in food: A review of current and potential applications. Foods, 9, 70–97. https://doi.org/10.3390/foods9010070

8. Martins, A. J., Silva, P., Maciel, F., Pastrana, L. M., Cunha, R. L., Cerqueira, M. A. et al. (2019). Hybrid gels: Influence of oleogel/hydrogel ratio on rheological and textural properties. Food Research International, 116, 1298–1305. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.019

9. Sinha, S. S., Upadhyay, A., Singh, A., Mishra, S., Pandey, N. (2024). Bigels a versatile gel composite for tailored application in food industries: A review. Food Structure, 41, Article 100380. https://doi.org/10.1016/j.foostr.2024.100380

10. Öǧütcü, M., Yılmaz, E. (2014). Oleogels of virgin olive oil with carnauba wax and monoglyceride as spreadable products. Grasas y Aceites, 65(3), Article e040. https://doi.org/10.3989/gya.0349141

11. Mert, B., Demirkesen, I. (2016). Reducing saturated fat with oleogel/shortening blends in a baked product. Food Chemistry, 199, 809–816. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.12.087

12. Palla, C., Giacomozzi, A., Genovese, D. B., Carrín, M. E. (2017). Multi-objective optimization of high oleic sunflower oil and monoglycerides oleogels: Searching for rheological and textural properties similar to margarine. Food Structure, 12, 1–14. https://doi.org/10.1016/j.foostr.2017.02.005

13. Sobolev, R., Frolova, Yu., Sarkisyan, V., Kochetkova, A. (2023). Waxy oleogels for partial substitution of solid fat in margarines. Gels, 9(9), Article 683. https://doi.org/10.3390/gels9090683

14. Giacomozzi, A. S., Carrín, M. E., Palla, C. A. (2018). Muffins elaborated with optimized monoglycerides oleogels: From solid fat replacer obtention to product quality evaluation. Journal of Food Science, 83(6), 1505–1515. https://doi.org/10.1111/1750-3841.14174

15. Фролова, Ю.В., Соболев, Р.В., Саркисян, В.А., Кочеткова, А.А. (2022). Формирование органолептического профиля сахарного печенья с модифицированным жировым компонентом. Вопросы питания, 91(2), 93–98. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-2-93-98

16. Patel, A. R., Rajarethinem, P. S., Grędowska, A., Turhan, O., Lesaffer, A., De Vos, W. H. et al. (2014). Edible applications of shellac oleogels: Spreads, chocolate paste and cakes. Food and Function, 5(4), 645–652. https://doi.org/10.1039/c4fo00034j

17. Ghorghi, Z. B., Yeganehzad, S., Hesarinejad, M. A., Faezian, A., Kutsenkova, V., Gao, Z. et al. (2023). Fabrication of novel hybrid gel based on beeswax oleogel: Application in the compound chocolate formulation. Food Hydrocolloids, 140, Article 108599. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.108599

18. Bemer, H. L., Limbaugh, M., Cramer, E. D., Harper, W. J., Maleky, F. (2016). Vegetable organogels incorporation in cream cheese products. Food Research International, 85, 67–75. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.04.016

19. Wang, Q., Espert, M., Hernández, M. J., Salvador, A., Sanz, T. (2024). Effect of cellulose ether emulsion and oleogel as healthy fat alternatives in cream cheese. Linear and nonlinear rheology, texture and sensory properties. Food Hydrocolloids, 150, Article 109740. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.109740

20. Lupi, F. R., Gabriele, D., Baldino, N., Seta, L., de Cindio, B., De Rose, C. (2012). Stabilization of meat suspensions by organogelation: A rheological approach. European Journal of Lipid Science and Technology, 114(12), 1381–1389. https://doi.org/10.1002/ejlt.201200212

21. Jimenez-Colmenero, F., Salcedo-Sandoval, L., Bou, R., Cofrades, S., Herrero, A. M., Ruiz-Capillas, C. (2015). Novel applications of oil-structuring methods as a strategy to improve the fat content of meat products. Trends in Food Science and Technology, 44(2), 177–188. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.04.011

22. Barbut, S., Wood, J., Marangoni, A. (2016). Quality effects of using organogels in breakfast sausage. Meat Science, 122, 84–89. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2016.07.022

23. Moghtadaei, M., Soltanizadeh, N., Goli, S. A. H. (2018). Production of sesame oil oleogels based on beeswax and application as partial substitutes of animal fat in beef burger. Food Research International, 108, 368–377. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.03.051

24. Oh, I., Lee, J., Lee, H. G., Lee, S. (2019). Feasibility of hydroxypropyl methylcellulose oleogel as an animal fat replacer for meat patties. Food Research International, 122, 566–572. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2019.01.012

25. Co, E. D. Marangoni, A.G. (2012). Organogels: An alternative edible oil-structuring method. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 89(5), 749–780. https://doi.org/10.1007/s11746-012-2049-3

26. Wang, Z., Chandrapala, J., Truong, T., Farahnaky, A. (2023). Multicomponent oleogels prepared with high- and low-molecular-weight oleogelators: Ethylcellulose and waxes. Foods, 12(16), Article 3093. https://doi.org/10.3390/foods12163093

27. Öğütcü, M., Yılmaz, E. (2015). Characterization of hazelnut oil oleogels prepared with sunflower and carnauba waxes. International Journal of Food Properties, 18(8), 1741–1755. https://doi.org/10.1080/10942912.2014.933352

28. Banerjee, S., Das, R. K., Terech, P., de Geyer, A., Aymonier, C., Loppinet-Serani, A. et al. (2013). Hybrid organogels and aerogels from co-assembly of structurally different low molecular weight gelators. Journal of Materials Chemistry, 1(20), 3305–3316. https://doi.org/10.1039/C3TC30104D

29. BaratianGhorghi, Z., Faezian, A., Yeganehzad, S., Hesarinejad, M. A. (2022). Changes in thermal, textural, color and microstructure properties of oleogel made from beeswax with grape seed oil under the effect of cooling rate and oleogelator concentration. Research and Innovation in Food Science and Technology, 11(1), 43–54. https://doi.org/10.22101/jrifst.2022.283673.1242

30. Martins, A. J., Cerqueira, M. A., Fasolin, L. H., Cunha, R. L., Vicente, A. A. (2016). Beeswax organogels: Influence of gelator concentration and oil type in the gelation process. Food Research International, 84, 170–179. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2016.03.035

31. Marangoni, A. G., Idziak, S. H. J., Rush, J. W. E. (2008). Controlled release of food lipids using monoglyceride gel phases regulates lipid and insulin metabolism in humans. Food Biophysics, 3, 241–245. https://doi.org/10.1007/s11483-008-9054-y

32. Tan, S.-Y., Wan-Yi Peh, E., Marangoni, A. G., Henry, C. J. (2017). Effects of liquid oil vs. oleogel co-ingested with a carbohydrate-rich meal on human blood triglycerides, glucose, insulin and appetite. Food and Function, 8, 241–249. https://doi.org/10.1039/C6FO01274D

33. Issara, U., Park, S., Lee, S., Lee, J., Park, S. (2020). Health functionality of dietary oleogel in rats fed high-fat diet: A possibility for fat replacement in foods. Journal of Functional Foods, 70, Article 103979. https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.103979

34. Limpimwong, W., Kumrungsee, T., Kato, N., Noriyuki, Y., Thongngam, M. (2017). Rice bran wax oleogel: A potential margarine replacement and its digestibility effect in rats fed a high-fat diet. Journal of Functional Foods, 39, 250–256. https://doi.org/10.1016/j.jff.2017.10.035

35. Hwang, H.-S., Kim, S., Singh, M., Winkler-Moser, J. K., Liu, S. X. (2012). Organogel formation of soybean oil with waxes. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 89(4), 639–647. https://doi.org/10.1007/s11746-011-1953-2

36. Куценкова, В.С., Неповинных, Н. В., Еганехзад, С. А. (2023). Гибридный гель для замены твердых жиров в кондитерских изделиях. Техника и технология пищевых производств, 1(53), 183–191. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2426

37. Martins, A. J., Silva, P., Maciel, F., Pastrana, L. M., Cunha, R. L., Cerqueira, M. A. et al. (2019). Hybrid gels: Influence of oleogel/hydrogel ratio on rheological and textural properties. Food Research International, 116, 1298–1305. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.019

38. Неповинных, Н. В., Еганехзад, С. А. (2024). Влияние соотношения гидрогель/олеогель на физико-химические и текстурные свойства пищевых гибридных гелей. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, 2–3(396), 88–91. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2024.2-3.14

39. Jana, S., Martini, S. (2014). Effect of high-intensity ultrasound and cooling rate on the crystallization behavior of beeswax in edible oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(41), 10192–10202. https://doi.org/10.1021/jf503393h

40. Kwon, U. H., Chang, Y. H. (2022). Rheological and physicochemical properties of oleogel with esterified rice flour and its suitability as a fat replacer. Foods, 11(2), Article 242. https://doi.org/10.3390/foods11020242