“Лабораторные протоколы получения ферментативных гидролизатов растительных белков необходимо проверять на воспроизводимость на полупромышленном уровне” — подчёркивается в статье, опубликованной в зарубежном рецензируемом журнале Bioresources and Bioprocessing (Q1; IF 4,6) сотрудниками группы прикладной энзимологии лаборатории новых методов ИБП ФИЦ ПНЦБИ РАН.
Ферментативные гидролизаты белков – легко усвояемая пища, поэтому такие гидролизаты ценятся людьми с нарушением переваривания белка (при пониженной секреции протеолитических ферментов ЖКТ), а также привлекают внимание спортсменов, для которых важно восполнить пул аминокислот в крови во время или сразу после интенсивной физической нагрузки. Среди спортсменов также популярны смеси свободных аминокислот, но многие из аминокислот имеют неприятный вкус, подвержены деградации в кислой среде желудка и не оказывают ожидаемого эффекта. Решением перечисленных проблем может стать пептидная* форма белка, так как пептиды быстро расщепляются до свободных аминокислот и при этом защищены от действия соляной кислоты, входящей в состав желудочного сока. Поэтому в группе прикладной энзимологии Института биологического приборостроения РАН решили сосредоточиться на разработке получения ферментативных гидролизатов растительных белков в виде пептидов.
Рассказывает один из авторов опубликованной статьи ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук Евгений Согорин:
– Растительный белок всё популярнее и популярнее не только как ингредиент в производстве продуктов питания, но и как самостоятельный продукт. Во-первых, это связано с модой на вегетарианскую диету. Во-вторых, растительный белок дешевле, так как не требуется выращивать, например, быка, чтобы получить белок животного происхождения – вы как бы убираете посредника в пищевой цепочке: растение —> сельскохозяйственное животное —> человек. Это целесообразно с экономической точки зрения и оправдано с точки зрения сохранения природных ресурсов. Однако, эволюционно растения научились портить аппетит животным, чтобы не быть съеденными полностью. Например в семенах бобовых уже давно были обнаружены ингибиторы пищеварительных ферментов. Жвачные животные в этой гонке на выживание обзавелись микрофлорой в верхних отделах ЖКТ, которая не чувствительна к ингибиторам бобовых и поэтому без проблем расщепляет растительный белок. У человека же микрофлора живёт в кишечнике (нижний отдел ЖКТ), и по этой причине собственные ферменты человека, участвующие в переваривания белка в верхних отделах ЖКТ, перестают работать под действием ингибиторов бобовых. Именно поэтому мы иногда ощущаем небольшой дискомфорт после поедания горохового супа, например.
Анализ распределения незаменимых аминокислот показал, что белок сои подобен “идеальному белку” (термин Всемирной Организация Здравоохранения), но хорошо известно, что он очень плохо усваивается человеческим организмом. Именно поэтому в качестве источника низко усвояемого белка мы выбрали изолят белка сои, обработали его ферментным препаратом из сенной палочки (лат. Bacillus subtilis) и получили пул пептидов, который протестировали на животных.
Дополняет младший научный сотрудник Сергей Шилов, один из исполнителей проекта:
— У нашей работы есть также ещё одно важное значение, которые может показаться неочевидным на первый взгляд, и о котором мы, конечно же, в зарубежной статье не упоминали: дело в том, что в качестве ферментного препарата для гидролиза соевого белка мы использовали Протосубтилин Г3х производства Сиббиофарм (Россия). В настоящее время этот препарат не разрешен для применения в пищевой промышленности, и используется как добавка к корму в животноводстве. В пищевой промышленности для гидролиза протеинов активно используется Алкалаза 2.4 L FG датской компании Novozymes. При этом оба препарата весьма похожи: они представляют собой культуральную жидкость бактерий рода Bacillus, а их основным компонентом является субтилизин. В нашей новой статье мы показали, что и продукты после их воздействия получаются почти одинаковые.
Что это означает для нас? А ровно то, что в России, по сути, имеется собственный аналог алкалазы, которая считается самым эффективным препаратом для гидролиза соевого белка. Сейчас протосубтилин поставляется в виде культуральной жидкости, распыленной на порошковом носителе (это может быть мел или соль), и скорее всего, именно он ограничивает применение препарата в пищевой промышленности. Конечно, это может быть не единственным препятствием и, возможно, даже после ухода от порошка понадобится дополнительная доработка препарата, но мы считаем, что это вполне обоснованно в современной ситуации, когда импортозамещение стало одним из важнейших приоритетов.
Мы очень рады, что в России есть такой препарат, и с удовольствием пообщаемся с представителями Сиббиофарм на эту тему. А если они не ответят взаимностью, то считайте, что мы сейчас подкидываем им идею, на случай, если у них самих ещё нет таких планов.
Подытоживает Согорин Евгений:
— Подобные работы вряд ли привлекут внимание потенциального потребителя технологии, если не продемонстрировать безопасность и эффективность получаемого продукта. Поэтому нами уже проведены эксперименты на крысах, которым зондом в желудок вводили гидролизат изолята белка сои перед физической нагрузкой. Сейчас полученные данные анализируются. Окончательные выводы пока делать рано, но есть большая вероятность, что мы вновь сможем представить интересные результаты в новой публикации.
*Пептиды это небольшие фрагменты белка, содержащие в цепочке от нескольких десятков до сотни аминокислот. Первым шагом в усвоении белка в ЖКТ человека является работа ферментов поджелудочной железы, которые расщепляют белок пищи до пептидов. Далее (в нижних отделах ЖКТ), пептиды расщепляются до аминокислот, и поступают в кровь.
Статья
Pozdnyakov, N., Shilov, S., Lukin, A. et al. Investigation of enzymatic hydrolysis kinetics of soy protein isolate: laboratory and semi-industrial scale. Bioresour. Bioprocess. 9, 37 (2022). https://doi.org/10.1186/s40643-022-00518-2
Электронная ссылка на статью: https://rdcu.be/cKGnq
Результаты лабораторных экспериментов необходимо уточнить в полупромышленном масштабе перед тем как запустить масштабное производство. Иначе путь к получению конечного продукта с заданным свойствами с большой вероятностью будет ветееватым, а значит дорогим.
