Nanofibrille di proteine ​​del siero di latte caricate con nanoparticelle di ferro:i ricercatori dell'ETH stanno sviluppando un modo nuovo e altamente efficace per fortificare il ferro in cibi e bevande.

Circa 1,2 miliardi di persone nel mondo soffrono di carenza di ferro, con le donne più colpite degli uomini. In Europa, una donna su cinque intorno ai 20 anni soffre di carenza di ferro. I sintomi tipici includono prestazioni lavorative ridotte, fatica, anemia e mal di testa.

Aumentare i livelli di ferro attraverso la dieta o gli integratori è difficile, come il ferro deve essere in una forma che il corpo sia in grado di assorbire con successo. Il ferro è anche un oligoelemento che può alterare il colore, sapore e odore del cibo a cui viene aggiunto, rendendolo molto meno appetitoso.

Combinando fibre proteiche e nanoparticelle di ferro

I due professori dell'ETH Raffaele Mezzenga e Michael B. Zimmermann del Dipartimento di Scienze e Tecnologie della Salute hanno scoperto un nuovo modo di fortificare cibi e bevande con il ferro:con un materiale ibrido composto da nanofibrille di proteine ​​del siero commestibili e nanoparticelle di ferro. È stato appena pubblicato sulla rivista il relativo studio prodotto dalla dottoranda di Mezzenga Yi Shen in collaborazione con la dottoranda di Zimmermann Lidija Posavec Nanotecnologia della natura .

Le nanofibrille proteiche si formano denaturando le proteine ​​native del siero di latte riscaldandole a 90°C, e ulteriormente idrolizzandoli in acido forte fino a formare i filamenti proteici finali. Diversi filamenti proteici si organizzano quindi in nanofibrille proteiche più spesse.

I ricercatori hanno combinato queste nanofibrille con nanoparticelle di ferro che possono essere facilmente assorbite dall'organismo. Per produrre queste nanoparticelle, i ricercatori hanno miscelato il cloruro ferrico (FeCl3) direttamente con le nanofibrille proteiche nella stessa soluzione acida, creando nanoparticelle di ferro di 20 nanometri che si legano immediatamente alla superficie delle nanofibrille proteiche e si stabilizzano efficacemente. Questo è un trucco chiave, come normalmente le nanoparticelle di ferro non sono stabili:tendono ad aggregarsi rapidamente e a formare aggregati che non possono essere facilmente miscelati in cibi o bevande.

La carenza di ferro viene superata rapidamente

Per testare l'efficacia del nuovo composto di ferro, gli scienziati lo hanno somministrato a ratti con carenza di ferro dopo essere stati nutriti con una dieta a basso contenuto di ferro. La nuova preparazione ha curato la carenza di ferro degli animali e l'anemia associata con la stessa efficacia del solfato di ferro (FeSO4), l'integratore di ferro più comunemente usato nell'uomo; FeSO4, però, spesso provoca cambiamenti sensoriali indesiderati negli alimenti.

Il nuovo integratore era anche facilmente digeribile. Come hanno mostrato gli autori in un esperimento in vitro ad hoc, gli enzimi nello stomaco dei ratti hanno completamente digerito le nanofibrille di proteine ​​del siero di latte. Inoltre, condizioni acide come nello stomaco dissolvono le nanoparticelle di ferro in ioni di ferro, che può quindi essere rapidamente assorbito nel sangue e utilizzato per produrre nuovi globuli rossi.

Le nanofibrille di proteine ​​del siero di latte rivestite di ferro possono essere somministrate sia in polvere che in forma liquida, e il nuovo composto può essere facilmente aggiunto a diversi tipi di alimenti senza alterarne il gusto, l'odore o il colore.

Nessun effetto collaterale finora

Per identificare potenziali rischi ed effetti collaterali, i ricercatori hanno eseguito test microscopici sul cervello dei ratti, cuore, rene e altri organi, dopo aver mangiato le nanofibrille per 2 settimane. Erano particolarmente interessati alle nanofibrille di proteine ​​del siero di latte, che non sono mai stati utilizzati in alimenti o integratori alimentari prima. Dal punto di vista strutturale, queste strutture sono simili alle fibrille amiloidi, che si accumulano nel cervello e sono stati collegati alla malattia di Alzheimer, ma diversamente da loro, nel caso di specie sono costituiti da proteine ​​alimentari idrolizzate.

I ricercatori dell'ETH volevano quindi assicurarsi che le fibre proteiche non digerite nel loro integratore di ferro non si accumulassero nel corpo e potenzialmente producessero anomalie tissutali. "Esaminando gli organi e i tessuti dei ratti, non abbiamo trovato alcuna prova di nanoparticelle o nanofibrille che si accumulano o che potrebbero causare cambiamenti d'organo", dice Mezzenga. Di una cosa può essere certo:"Il nostro nuovo integratore di ferro ha un enorme potenziale per combattere con successo la carenza di ferro in modo economico ed efficiente".

Alternativa ai prodotti esistenti

Gli ingredienti utilizzati per realizzare questo innovativo integratore alimentare sono economici e in abbondanza. Le proteine ​​del siero di latte sono un prodotto secondario dell'industria lattiero-casearia. Anche i sali di ferro sono economici e facilmente reperibili. Poiché sia ​​il processo che gli ingredienti sono facili da lavorare, questo integratore alimentare di ferro sarebbe anche una buona alternativa per le persone che vivono nei paesi poveri che sono più inclini alla carenza di ferro rispetto a quelle che vivono nelle nazioni industrializzate occidentali.

I ricercatori hanno depositato un brevetto per il loro nuovo prodotto e non vedono l'ora di discutere con i partner commerciali per sviluppare ulteriormente la tecnologia.