Исследование процесса гидролиза белков молока с использованием ферментных препаратов отечественного производства

В связи с высокой распространенностью аллергических заболеваний у детей, особенно при переводе на искусственное вскармливание в раннем возрасте, актуальным направлением является разработка молочных и других продуктов питания с пониженной аллергенностью. При этом в России отсутствуют достаточные объемы производства сырья и ингредиентов для создания отечественной специализированной пищевой продукции, включая продукцию, предназначенную для детей. Использование сывороточных белков молока в производстве продуктов детского питания имеет преимущество, поскольку белки молочной сыворотки обладают достаточно высокой переваримостью и биодоступностью: после приема пищевых продуктов на основе сывороточных белков концентрация аминокислот и пептидов в крови резко возрастает уже в течение первого часа. Однако, следует учитывать, что аллергия к белкам коровьего молока является наиболее распространенным проявлением пищевой аллергии, особенно часто выявляемым в раннем постнатальном возрасте. Технологические подходы к снижению потенциальной аллергенности белкового компонента должны занять ведущее место в системе контроля и обеспечения безопасности детской молочной пищевой продукции. Наиболее эффективным и широко применяемым технологическим подходом к снижению потенциальной аллергенности пищевого белка для использования его в составе специализированных пищевых продуктов для питания лиц, страдающих пищевой аллергией или входящих в группу риска, является элиминация его антигенных структур. Она проводится путем ферментативного гидролиза, в сочетании с мембранной обработкой получаемого гидролизата. Для получения пептидного модуля с заданными физико-химическими параметрами требуется соответствующий выбор исходного белка, использование различных ферментов и варьирование такими технологическими параметрами, как уровень рН, температура, продолжительность экспозиции, фермент-субстратное соотношение и другие.

1. Харитонов, В. Д., Будрик, В. Г., Агаркова, Е. Ю., Ботина, С. Г., Березкина, К. А., Кручинин, А. Г., Пономарев, А. Н. и др. (2012). К вопросу о перспективных направлениях борьбы с аллергией. Техника и технология пищевых производств, 4(27), 3–6.

2. Симоненко, С. В., Новокшанова, А. Л., Георгиева, О. В., Зорин, С. Н., Симоненко, Е. С. (2022). Современные тенденции отечественной индустрии детского питания в производстве заменителей женского молока. Молочнохозяйственный вестник, 2(46), 191–204. https://doi.org/10.52231/2225–4269_2021_3_191

3. Гаврилова, Н. Б., Петрова, Е. И. (2013). Технология продукта для спортивного питания. Молочная промышленность, 9, 82–83.

4. Caffarelli, C., Baldi, F., Bendandi, B., Calzone, L., Marani, M., Pasquinelli, P. (2010). Cow’s milk protein allergy in children: a practical Guide. Italian Journal of Pediatrics, 36, Article 5. https://doi.org/10.1186/1824–7288–36–5

5. Ногаллер, А. М., Гущин, И. С., Мазо, В. К., Гмошинский, И. В. (2008). Пищевая аллергия и непереносимость пищевых продуктов. М.: Медицина, 2008.

6. Патент № 2428047. Способ получения гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и гидролизат сывороточных белков с высокой степенью гидролиза. Круглик В. И., Зорин С. Н., Гмошинский И. В., Никитина Н. Е., Волкова И. Н., Ревякина Н. В. и др. Опубл. 10.09.2011. Бюлл. № 25.

7. Патент 2529707. Способ производства гидролизата сывороточных белков с высокой степенью гидролиза и низкой остаточной антигенностью. Свириденко Ю. Я., Абрамов Д. В., Мягконосов Д. С., Тутельян В. А., Мазо В. К., Зорин С. Н. Опубл. 10.07.2014. Бюл. № 19.

8. Остроумов, Л. А., Бабич, О. О., Милентьева, И. С. (2013). Оценка состава и физико-химических свойств ферментативных гидролизатов казеина. Вестник ВСГУТУ, 1(40), 82–85.

9. van der Ven, C., Gruppen, H., de Bont, D. B. A, Voragen, A. G. J. (2002). Optimisation of the angiotensin converting enzyme inhibition by whey protein hydrolysates using response surface methodology. International Dairy Journal, 12(10), 813–820. https://doi.org/10.1016/s0958–6946(02)00077–8

10. del Mar Contreras, M., Hernández-Ledesma, B., Amigo, L., Martín-Álvarez, P. J., & Recio, I. (2011). Production of antioxidant hydrolyzates from a whey protein concentrate with thermolysin: Optimization by response surface methodology. LWT-Food Science and Technology, 44(1), 9–15. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2010.06.017

11. Agarwal, S., Beausire, R. L. W., Patel, S., Patel, H. (2015). Innovative uses of milk protein concentrates in product development. Journal of Food Science, 80(S1), A23–A29. https://doi.org/10.1111/1750–3841.12807

12. Uluko, H., Liu, L., Lv, J.-P., Zhang, S.-W. (2016). Functional characteristics of milk protein concentrates and their modification. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(7), 1193–1208. https://doi.org/10.1080/10408398.2012.758625

13. Tavano, O. L., Berenguer-Murcia, A., Secundo, F., Fernandez-Lafuente, R. (2018). Biotechnological applications of proteases in food technology. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 17(2), 412–436. https://doi.org/10.1111/1541–4337.12326

14. Tavano, O. L. (2013). Protein hydrolysis using proteases: An important tool for food biotechnology. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 90, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.molcatb.2013.01.011

15. Sanchón, J., Fernández-Tomé, S., Miralles, B., Hernández-Ledesma, B., Tomé, D., Gaudichon, C. et al. (2018). Protein degradation and peptide release from milk proteins in human jejunum. Comparison with in vitro gastrointestinal simulation. Food Chemistry, 239, 486–494. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.06.134

16. Maehashi, K., Huang, L. (2009). Bitter peptides and bitter taste receptors. Cellular and Molecular Life Sciences, 66(10), 1661–1671. https://doi.org/10.1007/s00018–009–8755–9

17. Upadhyaya, J., Pydi, S. P., Singh, N., Aluko, R. E., Chelikani, P. (2010). Bitter taste receptor T2R1 is activated by dipeptides and tripeptides. Biochemical and Biophysical Research Communications, 398(2), 331–335. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2010.06.097

18. Duffuler, P., Bhullar, K. S., de Campos Zani, S. C., Wu, J. (2022). Bioactive peptides: From basic research to clinical trials and commercialization. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 70(12), 3585–3595. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c06289

19. dos Santos Aguilar, J. G., Sato, H. H. (2018). Microbial proteases: Production and application in obtaining protein hydrolysates. Food Research International, 103, 253–262. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.10.044

20. Meinlschmidt, P., Schweiggert-Weisz, U., Eisner, P. (2016). Soy protein hydrolysates fermentation: Effect of debittering and degradation of major soy allergens. LWT-Food Science and Technology, 71, 202–212. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.03.026

21. Зорин, С. Н. (2019). Ферментативные гидролизаты пищевых белков для специализированных пищевых продуктов диетического (лечебного и профилактического) питания. Вопросы питания, 88(3), 23–31. https://doi.org/10.24411/0042–8833–2019–10026

22. Kunitz, M. (1947). Crystalline soybean trypsin inhibitor. II. General properties. Journal of General Phyziology, 30(4), 291–310. https://doi.org/10.1085/jgp.30.4.291

23. Kiewiet, M. B. G., Gros, M., van Neerven, R. J. J., Faas, M. M., de Vos, P. (2015). Immunomodulating properties of protein hydrolysates for application in cow’s milk allergy. Pediatric Allergy and Immunology, 26(3), 206–217. https://doi.org/10.1111/pai.12354

24. Vandenplas, Y., Bhatia, J., Shamir, R., Agostoni, C., Turck, D., Staiano, A. et al. (2014). Hydrolyzed formulas for allergy prevention. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 58(5), 549–552. https://doi.org/10.1097/MPG.0000000000000318

25. Громов, Д. А., Борисова, А. В., Бахарев, В. В. (2021). Пищевые аллергены и способы получения гипоаллергенных пищевых продуктов. Техника и технология пищевых производств, 51(2), 232–247. https://doi.org/10.21603/2074–9414–2021–2–232–247

26. Зорин, С. Н., Петров, Н. А., Борисов, А. Ю. (2019). Ферментолизаты белка молочной сыворотки: получение, физико-химическая и иммунохимическая характеристика. Пищевая промышленность, 4, 41–43. https://doi.org/10.24411/0235–2486–2019–10020

27. Chipinda, I., Hettick, J. M., Siegel, P. D. (2011). Haptenation: Chemical reactivity and protein binding. Journal of Allergy, 2011, Article 839682. https://doi.org/10.1155/2011/839682

28. Боровик, Т. Э., Макарова, С. Г., Дарчия, С. Н., Гамалеева, А. В. (2010). Роль смесей — гидролизатов белка в профилактике и диетотерапии пищевой аллергии у детей раннего возраста. Вопросы современной педиатрии, 9(1), 150–156.

29. Prikhodko, D. V., Krasnoshtanova, A. A. (2023). Using casein and gluten protein fractions to obtain functional ingredients. Foods and Raw Materials, 11(2), 223–231 https://doi.org/10.21603/2308–4057–2023–2–569