Биокаталитическое превращение белков молока в низкомолекулярные пептиды

Проведен сравнительный анализ эффективности гидролиза белков молока трипсином и нейтральной протеазой при различных способах их внесения. Установлено, что протеолиз трипсином (фермент-субстратное соотношение 1 : 40) при температуре 37 °С и pH 8,0 приводит к образованию 81,2 ± 5,5 % пептидов с молекулярной массой менее 3,0 кДа, а при гидролизе белков нейтральной протеазой (фермент-субстратное соотношение 1 : 20) в тех же условиях образуется 86,6 ± 4,7 % низкомолекулярных пептидных фракций. Показано, что последовательное применение трипсина и нейтральной протеазы позволяет получить в среднем 94,9 % коротких пептидов по сравнению с совместным внесением (91,3 ± 1,1 % низкомолекулярных пептидов). Применение только одного фермента обеспечивает получение частичных гидролизатов, которые могут быть использованы в рецептурах функциональных продуктов питания с пониженной аллергенностью, в то время как последовательное и совместное внесение трипсина и нейтральной протеазы приводит к образованию глубоких гидролизатов, которые считаются идеальными ингредиентами в создании гипоаллергенных пищевых продуктов.

1. Белковый гидролизат как источник биоактивных пептидов в пищевой продукции диабетического питания / О. В. Зинина, А. Д. Николина, Д. В. Хвостов [и др.] // Пищевые системы. – 2023. – Т. 6, № 4. – С. 440–448. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-4-440-448

2. Investigation of functional, antioxidant, anti-inflammatory, and antidiabetic properties of legume seed protein hydrolysates / T. S. Adewole, M. C. Bieni, G. E. Ogundepo [et al.] // Food Hydrocolloids for Health. – 2024. – Vol. 5. – Art. ID 100175. – 12 p. https://doi.org/10.1016/j.f hfh.2023.100175

3. Protein hydrolysates in animal nutrition: industrial production, bioactive peptides, and functional significance / Y. Hou, Z. Wu, Z. Dai [et al.] // Journal of Animal Science and Biotechnology. – 2017. – Vol. 8, № 1. – Art. ID 24. https://doi.org/10.1186/s40104-017-0153-9

4. Влияние нетрадиционных источников белка на продуктивность бройлеров и микрофлору кишечника / И. А. Егоров, Т. В. Егорова, Г. Ю. Лаптев [и др.] // Птицеводство. – 2014. – № 11. – С. 2–6.

5. Effects of replacing fish meal with fermented soybean meal on the growth performance, intestinal microbiota, morphology and disease resistance of largemouth bass (Micropterus salmoides) / H. Yang, Y. Bian, L. Huang [et al.] // Aquaculture Reports. – 2022. – Vol. 22. – Art. ID 100954. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2021.100954

6. Милентьева, И. С. Подбор рабочих параметров для проведения направленного протеолиза казеина с целью получения биопептидов / И. С. Милентьева, Н. И. Давыденко, А. Н. Расщепкин // Техника и технология пищевых производств. – 2020. – Т. 50, № 4. – С. 726–735. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-726-735

7. Исследование процесса гидролиза белков молока с использованием ферментных препаратов отечественного производства / Е. С. Семенова, Е. С. Симоненко, С. В. Симоненко [и др.] // Пищевые системы. – 2023. – Т. 6, № 2. – С. 224–232. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-224-232

8. Просеков, А. Ю. Анализ состава и свойств белков молока с целью использования в различных отраслях пищевой промышленности / А. Ю. Просеков, М. Г. Курбанова // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – Т. 15, № 4. – С. 68a–71.

9. Химический состав и технологические свойства различных видов молочной сыворотки / И. В. Плотникова, Е. С. Шенцова, К. К. Полянский, Д. С. Писаревский // Сыроделие и маслоделие. – 2020. – № 3. – С. 43–45. https://doi.org/10.31515/20734018-2020-3-43-45

10. Использование протеолитических ферментов для получения белковых гидролизатов пищевого назначения из вторичного сырья / Е. В. Костылева, А. С. Середа, И. А. Великорецкая [и др.] // Вопросы питания. – 2023. – Т. 92, № 1. – С. 116–132. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2023-92-1-116-132

11. Головач, Т. Н. Гидролиз белков молока ферментными препаратами и протеолитическими системами молочнокислых бактерий / Т. Н. Головач, В. П. Курченко // Труды БГУ. Серия: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. – 2012. – Т. 7, № 1–2. – С. 106–126.

12. Перспективы использования гидролизатов сывороточных белков в технологии кисломолочных продуктов / О. В. Королёва, Е. Ю. Агаркова, С. Г. Ботина [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. – № 7. – С. 66–68.

13. Rutherfurd, S. M. Methodology for determining degree of hydrolysis of proteins in hydrolysates: a review / S. M. Rutherfurd // Journal of AOAC International. – 2010. – Vol. 93, № 5. – P. 1515–1522. https://doi.org/10.1093/jaoac/93.5.1515

14. Butre, C. I. Influence of water availability on the enzymatic hydrolysis of proteins / C. I. Butre, P. A. Wierenga, H. Gruppen // Process Biochemistry. – 2014. – Vol. 49, № 11. – P. 1903–1912. https://doi.org/10.1016/j.procbio.2014.08.009

15. Rao, P. S. Impact of sequential enzymatic hydrolysis on antioxidant activity and peptide profile of casein hydrolysate / P. S. Rao, R. Bajaj, B. Mann // Journal of Food Science and Technology. – 2020. – Vol. 57, № 12. – P. 4562–4575. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04495-2

16. Whitaker, J. R. Handbook of food enzymology / J. R. Whitaker, A. G. J. Voragen, D. W. S. Wong. – Boca Raton: CRC Press, 2002. – 1128 p. https://doi.org/10.1201/9780203910450

17. S. Covalent chromatography for chymotrypsin-like proteases using a diphenyl 1-amino-2-phenylethylphosphonate derivative / Ono, J. Murai, S. Furuta [et al.] // Journal of Biological Macromolecules. – 2013. – Vol. 13, № 3. – P. 78–85. https://doi.org/10.14533/jbm.13.78

18. . Ферментативный гидролиз соевого белка / Д. В. Соколов, Б. А. Болхонов, С. Д. Жамсаранова [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2023. – Т. 53, № 1. – С. 86–96. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-1-2418

19. Исследование процессов взаимодействия трипсина с ионообменными волокнами и хитозаном / С. М. Панкова, Ф. А. Сакибаев, М. Г. Холявка [и др.] // Биоорганическая химия. – 2021. – Т. 47, № 3. – С. 400–412. https://doi.org/10.31857/S0132342321030143

20. Trypsin from pyloric caeca of Asian seabass: purification, characterization, and its use in the hydrolysis of acid-soluble collagen / U. Patil, K. A. Baloch, S. H. Nile [et al.] // Foods. – 2023. – Vol. 12. – Art. ID 2937. https://doi.org/10.3390/foods12152937

21. Characterization of yeast protein hydrolysate for potential application as a feed additive / J. H. Min, Y. J. Lee, H. J. Kang [et al.] // Food Science of Animal Resources. – 2024. – Vol. 44, № 3. – P. 723–737. https://doi.org/10.5851/kosfa.2024.e33