Mają nie tylko większą wartość odżywczą i dłuższy okres przydatności do spożycia, ale wykazują także właściwości przeciwnowotworowe. To soki owocowe i napoje roślinne traktowane zimną plazmą atmosferyczną. Badania nad tą metodą prowadzą naukowcy z Politechniki Wrocławskiej.
W Katedrze Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej Politechniki Wrocławskiej sprawdzono na razie wpływ zimnej plazmy na soki kilku polskich producentów. Obecnie realizowane są badania z wykorzystaniem soków świeżych, czyli jednodniowych. Pierwsze wyniki zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym poświęconym chemii żywności Food Chemistry.
Do tej pory badacze wykazali, że w poddanym takiej obróbce soku, np. pomarańczowym, wzrasta (od kilku do nawet 40 proc.) zawartość frakcji kationowej wybranych metali, m.in. magnezu, manganu czy cynku. Zawiera ona ich związki kationowe (proste jony, jony kompleksowe z małocząsteczkowymi związkami organicznymi). Wzrasta także zawartość tzw. frakcji pozostałych form takich metali, jak wapń, miedź i żelazo (nawet do 95 proc.), która zawiera związki anionowe lub obojętne, również będące kompleksami z małocząsteczkowymi związkami organicznymi. W takim soku bioprzyswajalność wymienionych metali jest zatem zwiększona, ma więc lepsze wartości odżywcze.
Zajmowaliśmy się do tej pory sokami buraczanymi, jabłkowymi i pomarańczowymi, które w określonych warunkach potraktowaliśmy zimną plazmą atmosferyczną, czyli zjonizowanym gazem, uważanym za czwarty stan skupienia materii – opowiada dr hab. inż. Piotr Jamróz. – Wyniki różnią się w zależności od rodzaju soku, ale niezmienne jest to, że dzięki plazmie następuje dysocjacja kompleksów jonów metali z wielkocząsteczkowymi związkami organicznymi, np. związkami fenolowymi. Dotyczy to pierwiastków, których potrzebuje nasz organizm, ale kiedy są one zwykle związane w tego rodzaju matrycy przez różnego rodzaju wielkocząsteczkowe związki organiczne, utrudnia to ich przyswajalność przez organizm. Dzięki działaniu plazmy dochodzi do dysocjacji tych kompleksów jonów metali ze związkami organicznymi, co w efekcie sprawia, że metale te stają się bardziej bioprzyswajalne – dodaje.
Okazuje się, że plazma wpływa także na wydłużenie okresu przydatności soków do spożycia po otwarciu. W przypadku pomarańczowych mowa jest o co najmniej 26 dniach. Co najbardziej jednak zaskakujące, zimna plazma atmosferyczna sprawia, żesok staje się cytotoksyczny dla komórek nowotworowych, jednocześnie nie wpływając na komórki prawidłowe.
Zaczęliśmy od analizy właściwości fizyko-chemicznych soków, m.in. barwy, zawartości całkowitej cukrów i polifenoli, ale równie ważne było dla nas to, czy takie „poplazmowe” soki są bezpieczne do spożycia. Badania pod tym kątem prowadzimy wspólnie z Instytutem Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN, ponieważ to ośrodek, który specjalizuje się w analizach związanych z komórkami nowotworowymi. Od razu sprawdzono, czy aby taki sok nie powoduje procesów nowotworzenia. Wyniki badań pokazały, że nie tylko nie wpływa on na komórki prawidłowe, ale dodatkowo ma właściwości antynowotworowe! – raportuje dr hab. inż. Anna Dzimitrowicz.
Jak tłumaczą badacze, testy MTT (do oceny aktywności metabolicznej komórek) wykazały, że funkcje życiowe komórek nowotworowych, które miały kontakt z sokiem poddanym plazmowej obróbce, ulegają zaburzeniu.
Tempo ich proliferacji, czyli namnażania się, ulega zahamowaniu – wyjaśnia doktorant Dominik Terefinko. – Wykazaliśmy to m.in. w przypadku prac z sokiem buraczanym i komórek gruczolaka nabłonka jelita grubego. Teraz sprawdzamy, czy soki potraktowane zimną plazmą atmosferyczną mogą także pomóc w zahamowaniu zdolności do migracji komórek nowotworowych, czyli przerzutowania.
Naukowcy zastrzegają jednak, że zanim możliwe będzie stwierdzenie, czy poddane obróbce plazmowej soki mogą wspierać profilaktykę nowotworową albo stanowić wspomaganie leczenia, konieczne są dalsze badania. W ich ramach przeprowadzone zostaną złożone testy biologiczne, które dadzą pewność, że spożywanie soków poddanych działaniu zimnej plazmy atmosferycznej jest na pewno bezpieczne. Wynikami podstawowych prac wrocławskich naukowców już interesują się duże firmy z branży spożywczej.
Jednocześnie zespół rozwija samą instalację służącą im do generowania zimnej plazmy atmosferycznej. Do niedawna badacze korzystali wyłącznie z laboratoryjnej, a od dwóch tygodni mają możliwość pracy w znacznie większej skali. Budowa instalacji była możliwa dzięki wsparciu z Wrocławskiego Centrum Transferu Technologii PWr.
Nasza instalacja to taka mikrorzeka z mikropiorunami – wyjaśnia obrazowo prof. Piotr Jamróz. – Szereg takich mikropiorunów uderza w ciecz, w naszym przypadku sok, a ponieważ wyładowanie zachodzi w powietrzu, to tworzą się różnego rodzaju reaktywne formy tlenu i azotu, m.in. tlenki azotu, ozon czy niewielkie ilości nadtlenku diwodoru, i następuje transport tych składników z powietrza do cieczy.
Zaznacza, że technologia jest bardzo obiecująca, mimo bariery jaką stwarza konieczność wykorzystywania energii elektrycznej – bo jej koszt można obniżyć, stosując moduły fotowoltaiczne do zasilania generatora. Z pewnością więc, jak przewidują naukowcy PWr, zimna plazma atmosferyczna z czasem zacznie być wykorzystywana nie tylko w przemyśle spożywczym, ale być może także w rolnictwie.
Soki nie są jedynym produktem, który badają uczeni z Katedry Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej w kontekście działania zimnej plazmy atmosferycznej. Trwają też m.in. analizy roślinnych napojów (tzw. mlek roślinnych) w celu opracowania nowego procesu pasteryzacji, a kolejną „gałęzią” badań mają być badania produktów zbożowych, ryżu i makaronu (do czego naukowcy chcą zbudować specjalną instalację wykorzystującą druk 3D), by wydłużać ich przydatność do spożycia.
Lucyna Róg, źródło: PWr