Nie tylko antyoksydant. Nowe badanie pokazuje, jak sama architektura formulacji może chronić składniki lipidowe

W suplementach zawierających oleje i lipofilne substancje aktywne stabilność nie zależy wyłącznie od jakości surowca czy ilości dodanego antyoksydantu. Coraz większe znaczenie może mieć sposób, w jaki zaprojektowana jest sama formulacja. Badanie opublikowane 28 sierpnia 2026 r. w „Food Biophysics” pokazuje interesujący przykład takiego podejścia. Naukowcy stworzyli koniugat lizozymu z kwasem ferulowym, który jednocześnie stabilizował emulsję i ograniczał utlenianie zamkniętego w niej oleju. W wariancie zawierającym 4% koniugatu stężenie produktów pierwotnego utleniania było po okresie obserwacji o około 65% niższe niż w próbie kontrolnej. Dla producentów suplementów najważniejszy jest jednak szerszy wniosek: stabilność wrażliwego składnika można próbować projektować na poziomie interfejsu formulacji, a nie dopiero „ratować” dodatkiem kolejnej substancji.

W przypadku suplementów olejowych utlenianie jest jednym z tych problemów, które zaczynają się długo przed pojawieniem się wyraźnej zmiany sensorycznej produktu. Powstające hydroperoksydy, a następnie wtórne produkty utleniania mogą wpływać na jakość i trwałość fazy lipidowej. W szczególności dotyczy to formulacji zawierających wielonienasycone kwasy tłuszczowe, ale problem stabilności jest istotny również przy projektowaniu nośników dla innych substancji lipofilnych.

Najczęstszą odpowiedzią technologiczną pozostaje dobór odpowiedniej jakości oleju, ograniczanie dostępu tlenu i światła, kontrola temperatury, właściwe opakowanie oraz wykorzystanie antyoksydantów.

Nowa publikacja pokazuje inną możliwość: a gdyby ochronną funkcję pełniła także sama struktura emulsji?

Stabilizator, który ma więcej niż jedno zadanie

Badacze z Fluminense Federal University w Brazylii połączyli lizozym z kwasem ferulowym, otrzymując kowalencyjny koniugat LYS–FA. Następnie zastosowali go do stabilizacji emulsji typu olej w wodzie zawierających olej sojowy.

Konstrukcja materiału nie była przypadkowa. Lizozym jest białkiem zdolnym do tworzenia struktur międzyfazowych, choć jego właściwości na granicy olej–woda są ograniczone m.in. przez relatywnie niską hydrofobowość. Kwas ferulowy jest natomiast związkiem fenolowym o właściwościach antyoksydacyjnych. Połączenie obu cząsteczek miało więc stworzyć materiał, który nie tylko utrzymuje fazę olejową w stabilnej dyspersji, ale również zwiększa jej ochronę przed procesami oksydacyjnymi.

Powstały koniugat wykorzystano jako cząstkę stabilizującą emulsję Pickeringa.

W przeciwieństwie do klasycznych emulsji stabilizowanych przez surfaktanty, emulsje Pickeringa wykorzystują cząstki adsorbujące się na granicy dwóch faz. Jeżeli odpowiednio „zakotwiczą się” wokół kropli oleju, mogą stworzyć mechaniczną barierę utrudniającą ich łączenie i rozdzielanie się układu.

W badaniu kąt kontaktu koniugatu LYS–FA wynosił 85,37 ± 2,99°, czyli znajdował się blisko wartości sprzyjającej skutecznemu osadzaniu cząstek na granicy faz w emulsji olej–woda.

Dla technologa jest to ciekawa koncepcja sama w sobie: składnik formulacyjny nie musi pełnić wyłącznie jednej funkcji.

4% wystarczyło, aby przez osiem dni nie pojawiło się rozwarstwienie

Badacze porównali emulsje zawierające 2, 3 i 4% koniugatu LYS–FA w fazie wodnej.

Różnica była wyraźna. W formulacji z 2% koniugatu rozdział faz rozpoczął się już pierwszego dnia, a po ośmiu dniach stabilność wynosiła 84,55%. Przy 3% rozwarstwienie pojawiło się drugiego dnia, a wskaźnik stabilności po ośmiu dniach wyniósł 88,21%.

Emulsja zawierająca 4% LYS–FA pozostawała natomiast stabilna przez cały ośmiodniowy okres obserwacji i nie wykazała separacji faz.

Wraz ze wzrostem stężenia koniugatu zwiększała się także ilość białka zaadsorbowanego na powierzchni kropli oleju. Dla wariantu 2% było to 26,08%, dla 3% – 33,48%, a dla 4% – 41,63%. Autorzy interpretują tę zależność jako efekt coraz pełniejszego pokrywania powierzchni kropli i tworzenia mocniejszej bariery międzyfazowej.

Analiza reologiczna przyniosła kolejny interesujący wynik. Wszystkie warianty wykazywały zachowanie pseudoplastyczne, a moduł zachowawczy G’ pozostawał wyższy od modułu stratności G’’. Oznaczało to przewagę właściwości sprężystych i tworzenie uporządkowanej, żelopodobnej sieci.

Najsilniejsza struktura powstawała ponownie przy najwyższym stężeniu koniugatu.

Dla przemysłu suplementów interesujący jest jednak dopiero kolejny etap doświadczenia.

Bariera międzyfazowa ograniczyła również utlenianie oleju

Stabilność fizyczna i stabilność oksydacyjna to dwa odrębne problemy. Produkt może nie wykazywać widocznej separacji faz, a jednocześnie zachodzące w nim reakcje utleniania lipidów mogą stopniowo pogarszać jego jakość.

Dlatego badacze przez 14 dni oznaczali zarówno hydroperoksydy lipidowe, będące wskaźnikami pierwotnego etapu utleniania, jak i dialdehyd malonowy – MDA – związany z wtórnymi procesami oksydacyjnymi.

W próbie kontrolnej zawartość hydroperoksydów wzrosła z 13,62 mmol/kg do maksymalnie 197,37 mmol/kg.

W emulsji stabilizowanej 4% LYS–FA końcowa wartość wyniosła 68,53 mmol/kg. Oznaczało to około 65-procentowe ograniczenie w stosunku do kontroli. Warianty 2 i 3% osiągnęły odpowiednio 80,96 oraz 77,14 mmol/kg.

Podobny obraz uzyskano dla wtórnych produktów utleniania. W kontroli MDA wzrósł z 4,67 do 39,27 mmol/L. W formulacji zawierającej 4% koniugatu jego końcowa wartość wynosiła 10,65 mmol/L.

Nie chodzi więc wyłącznie o to, że kwas ferulowy „działał jako antyoksydant”.

Autorzy zwracają uwagę na możliwe współdziałanie dwóch mechanizmów. Część fenolowa mogła neutralizować reaktywne związki, a jednocześnie koniugat osadzony na granicy olej–woda tworzył warstwę ograniczającą dostęp związków prooksydacyjnych do fazy lipidowej.

I właśnie ten mechanizm jest najbardziej interesujący dla R&D suplementów.

Zamiast dodawać funkcję – można ją wbudować w nośnik

W tradycyjnym projektowaniu formulacji poszczególne komponenty często otrzymują konkretne zadania. Jeden stabilizuje emulsję, drugi chroni przed utlenianiem, kolejny poprawia teksturę, jeszcze inny odpowiada za dostarczenie substancji aktywnej.

Koncepcja materiałów wielofunkcyjnych zmienia ten sposób myślenia.

Jeżeli komponent tworzący strukturę produktu może jednocześnie poprawiać stabilność chemiczną zamkniętej w nim fazy, otwierają się możliwości redukcji liczby funkcjonalnie odrębnych elementów formulacji lub przynajmniej bardziej racjonalnego ich projektowania.

W przypadku suplementów szczególnie interesującą przestrzenią są produkty zawierające lipofilne substancje aktywne.

Nie oznacza to, że koniugat LYS–FA można bezpośrednio przenieść do suplementu z EPA i DHA czy witaminą D. W omawianej pracy wykorzystano olej sojowy, a badanie miało charakter technologiczny i laboratoryjny.

Jednocześnie naukowe zainteresowanie emulsjami Pickeringa jako systemami dostarczania nutraceutyków jest już znacznie szersze. Opublikowany w 2026 r. przegląd w „Food Research International” wskazuje możliwość wykorzystania takich systemów do inkorporacji bioaktywnych związków, ich współenkapsulacji oraz kontrolowanego uwalniania. Autorzy podkreślają jednak, że liczba badań translacyjnych pozostaje ograniczona.

To ważne dla producentów: potencjał technologii jest duży, ale droga od modelowej emulsji do przemysłowego suplementu nadal wymaga wielu etapów walidacji.

Ciekawy wynik pojawił się również po symulowanym trawieniu

Badacze sprawdzili zachowanie samego koniugatu również w modelu symulowanego przewodu pokarmowego.

W fazie jelitowej wolny kwas ferulowy zachowywał jedynie 5,45% początkowo mierzonej aktywności antyoksydacyjnej w teście DPPH. Dla koniugatu LYS–FA wartość wynosiła 13,05%, czyli ponad dwukrotnie więcej.

To nadal wynik in vitro i nie jest dowodem większej biodostępności kwasu ferulowego u człowieka.

Rozróżnienie jest kluczowe.

Stabilność podczas symulowanego trawienia, bioaccessibility, rzeczywista absorpcja i biodostępność nie są pojęciami zamiennymi. Wynik pokazuje natomiast, że architektura nośnika może wpływać nie tylko na zachowanie produktu na półce, ale również na los związku w warunkach imitujących kolejne etapy przewodu pokarmowego.

Dla R&D jest to bardzo istotny kierunek.

Przy składnikach wrażliwych pytanie nie powinno bowiem kończyć się na tym, ile substancji wprowadzono do receptury. Coraz ważniejsze staje się to, ile pozostaje dostępne po produkcji, okresie przechowywania i przejściu przez warunki przewodu pokarmowego.

Szczególnie interesujące dla omega-3 i składników lipofilnych

Nieprzypadkowo technologie emulsji i nanoemulsji są intensywnie badane w kontekście nutraceutyków.

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe, w tym EPA i DHA, są szczególnie podatne na oksydację. Przegląd dotyczący systemów omega-3 wskazuje, że o stabilności takich formulacji decyduje nie tylko wielkość kropli, ale również skład i właściwości warstwy międzyfazowej, rodzaj surfaktanta lub stabilizatora, obecność antyoksydantów, skład fazy olejowej oraz warunki procesu i przechowywania.

To prowadzi do ważnego wniosku technologicznego.

Mniejsza kropla nie zawsze oznacza stabilniejszy produkt.

Zmniejszenie wielkości kropli zwiększa powierzchnię granicy faz. Może to sprzyjać trawieniu lipidów i zwiększać bioaccessibility, ale jednocześnie tworzy większy obszar, na którym mogą zachodzić procesy oksydacyjne. Dlatego samo „nano” nie rozwiązuje problemu stabilności.

Znaczenia nabiera to, z czego zbudowany jest interfejs.

Badanie z 28 sierpnia bardzo dobrze ilustruje ten problem: najbardziej obiecującą funkcją zastosowanego koniugatu nie była po prostu jego aktywność antyoksydacyjna ani zdolność emulgowania. Było nią połączenie obu cech dokładnie w miejscu, w którym faza wodna styka się z olejową.

Od testu surowca do testu całej formulacji

Nowa publikacja daje też ciekawy punkt do dyskusji o kontroli jakości.

W przypadku suplementów olejowych specyfikacja wejściowa surowca jest oczywiście podstawą. Nie mówi jednak wszystkiego o zachowaniu gotowego produktu.

Dwa produkty wykorzystujące olej o podobnym wyjściowym profilu jakościowym mogą zachowywać się inaczej w czasie przechowywania, jeżeli różnią się sposobem emulgowania, zawartością tlenu w opakowaniu, obecnością metali prooksydacyjnych, warstwą międzyfazową, temperaturą procesu czy systemem antyoksydacyjnym.

Dlatego stabilność nie powinna być postrzegana wyłącznie jako właściwość surowca.

Jest właściwością całego systemu formulacyjnego.

W praktyce oznacza to potrzebę kontroli zarówno pierwotnych, jak i wtórnych produktów utleniania w ramach badań stabilności, a także analizowania wpływu samego procesu technologicznego na końcowy profil jakościowy produktu.

To szczególnie istotne przy rozwoju nowych emulsji, shotów, płynnych suplementów i innych formatów wychodzących poza klasyczną kapsułkę softgel.

Od dobrego wyniku laboratoryjnego do składnika na rynek UE jest jeszcze długa droga

Badany system jest interesującym proof of concept, ale nie jest gotowym rozwiązaniem do wdrożenia w suplementach dostępnych na rynku europejskim.

Ma to szczególne znaczenie w tym przypadku, ponieważ badacze otrzymali kowalencyjny koniugat białka i związku fenolowego przy wykorzystaniu procesu wolnorodnikowego.

Rozporządzenie (UE) 2015/2283 obejmuje m.in. żywność o nowej lub celowo zmodyfikowanej strukturze molekularnej oraz żywność otrzymaną przy wykorzystaniu procesu niewykorzystywanego w Unii do produkcji żywności przed 15 maja 1997 r., jeżeli prowadzi on do istotnych zmian jej składu lub struktury wpływających na wartość odżywczą, metabolizm lub poziom substancji niepożądanych. Oznacza to, że przed komercyjnym wykorzystaniem podobnego rozwiązania konieczna byłaby szczegółowa ocena statusu prawnego konkretnego składnika i technologii, a nie automatyczne założenie możliwości zastosowania go w suplemencie.

Dochodzi do tego pochodzenie lizozymu. W badaniu wykorzystano lizozym, który typowo występuje m.in. w białku jaja. Jaja i produkty pochodne znajdują się w załączniku II do rozporządzenia (UE) nr 1169/2011 wśród substancji i produktów powodujących alergie lub reakcje nietolerancji. Jeżeli składnik pochodny byłby obecny w gotowym produkcie, kwestie pochodzenia surowca oraz znakowania alergenów stanowiłyby istotny element oceny formulacji.

To dobre przypomnienie, że technologicznie atrakcyjny materiał nie jest automatycznie składnikiem gotowym do wdrożenia.

Dla producenta proces powinien więc przebiegać równolegle na dwóch poziomach: technologicznego proof of concept oraz oceny safety i regulatory.

Następna generacja formulacji może zaczynać się na granicy faz

Najważniejszym wynikiem pracy opublikowanej 28 sierpnia nie jest więc to, że kwas ferulowy wykazuje aktywność antyoksydacyjną. To wiadomo od dawna.

Znacznie ciekawszy jest sposób jego wykorzystania.

Połączenie go z białkiem umożliwiło stworzenie struktury, która stabilizowała krople oleju, budowała warstwę międzyfazową i jednocześnie ograniczała zarówno pierwotne, jak i wtórne procesy oksydacyjne.

W najlepszym wariancie kontrola utleniania nie była więc funkcją „dodanego antyoksydantu”. Została częściowo wbudowana w architekturę nośnika.

Dla producentów suplementów to bardzo inspirujący kierunek.

Szczególnie w segmentach, w których rozwój kolejnego produktu nie będzie już polegał na dodaniu następnego składnika do receptury, ale na coraz lepszym zarządzaniu tym, co dzieje się ze składnikiem od momentu przyjęcia surowca, przez produkcję i shelf life, aż po jego uwolnienie z gotowej formulacji.

W coraz bardziej dojrzałym rynku przewagą może być bowiem nie tylko odpowiedź na pytanie „co znajduje się w produkcie?”, ale także: jak zaprojektowano środowisko, które ma ten składnik chronić?