Исследователи разработали способ стабилизировать пищевую пену на срок более 12 часов, что примерно в 23 раза дольше обычного. Технология основана на сочетании растительных белков и крахмала, что открывает новые возможности для производства продуктов с низкой калорийностью и на растительной основе.
Проблема большинства пищевых пен, от взбитых сливок до шапки на капучино, – их недолговечность. Они опадают за минуты под действием гравитации и давления. Учёные из группы под руководством Юн Ляна и Вэй Вана решили эту проблему, используя белки риса и сои, а также нанокристаллы крахмала. Результаты их работы опубликованы в Journal of Agriculture and Food Research.
Основной сложностью было использование рисового белка: он питателен и гипоаллергенен, но плохо растворяется в воде и не способен самостоятельно стабилизировать пену. Чтобы преодолеть это, исследователи объединили его с изолятом соевого белка. В щелочной среде белковые молекулы развернули, смешали, а затем свернули обратно с помощью кислоты. Это позволило получить однородные, растворимые в воде наночастицы, которые уже лучше стабилизировали пену, но она всё ещё опадала на 85% в течение получаса.
Решающим шагом стало добавление нанокристаллов, полученных из кукурузного крахмала. При смешивании с белковыми наночастицами они образовали гибридные комплексы. Оказалось, что белки и крахмал связываются водородными связями. Это не только объединило их, но и помешало кристаллам крахмала слипаться друг с другом, как они обычно делают.
Новые гибридные частицы резко повысили качество пены. Они сформировали на границе воздуха и воды плотный барьер, который сделал пузырьки более мелкими и однородными. Стабильность пены обеспечивают три фактора. Во-первых, гибридные частицы создают на поверхности пузырьков прочную плёнку. Во-вторых, они образуют упорядоченную структуру в самой жидкости, повышая её вязкость и замедляя оседание. В-третьих, гидрофильные кристаллы крахмала удерживают воду в пространстве между пузырьками, препятствуя её оттоку.
Так как все компоненты съедобны и имеют растительное происхождение, технология может найти широкое применение. Она позволит улучшить качество молочных чаёв, латте и других напитков с пеной, особенно для рынков доставки и еды навынос. Разработка также демонстрирует новый принцип в пищевой инженерии: вместо поиска одного универсального стабилизатора можно эффективно комбинировать разные компоненты для достижения синергии.