Комплексный биоинформатический подход к прогнозированию параметров направленного гидролиза растительных белков
Авторы:
Д.И. Девяткин, О.В. Чугунова, В.В. Волков, Е.В. Пастушкова
Аннотация:
В условиях возрастающего дефицита пищевого белка в России и в мире особую значимость приобретает поиск альтернативных источников белка, а также разработка эффективных методов его модификации. Перспективным сырьем является шрот амаранта (Amaranthus) – побочный продукт маслоэкстракционного производства псевдозлаковой культуры, характеризующейся сбалансированным аминокислотным составом. Традиционно подбор параметров ферментативного гидролиза, направленного на улучшение функционально-технологи- ческих свойств (ФТС) растительных белков, основан на многофакторных экспериментах, требующих значительных временных и материальных затрат. Разработанный подход позволяет на основе известных аминокислотных последовательностей прогнозировать тип протеазы и степень гидролиза (СГ), обеспечивающие максимальные значения показателей ФТС, без проведения дорогостоящих скрининговых исследований. In silico анализ включает расчет интегральных скоров для эмульгирующей (ЭС), пенообразующей (ПО) способности и антиоксидантной активности (АОА) на основе структурных характеристик пептидов: гидрофобности, амфифильности, заряда, длины и аминокислотного состава. Апробация подхода проведена на примере белка шрота амаранта вида Amaranthus caudatus. На основании in silico анализа установлены следующие прогностические зависимости: для достижения максимальных значений ЭС рекомендовано использование трипсина (СГ 11,4–12,9 %), для ПО – пепсина (СГ 11,8–13,4 %), для АОА – папаина (СГ 19,7–21,4 %). В ходе экспериментальной верификации подтверждено, что прогнозируемые режимы гидролиза являются оптимальными; полученные гидролизаты превосходят негидролизованный белок по ПО на 140,0–145,1 %, по ЭС – на 46,6–51,3 %. По сравнению с белком куриного яйца гидролизаты превосходят его по ПО на 2,0–4,2 %, по ЭС на 5,2–8,6 %, но уступают сывороточному белку по ЭС на 8,6–11,5 %, при этом превосходя его по ПО на 7,2–9,5 %. АОА гидролизата, полученного с использованием папаина, составляет 2,043–2,316 ммоль-экв/л, что сопоставимо со значениями для облепихи алтайской, малины обыкновенной и осветленного яблочного сока. Также установлено, что для комплексного улучшения ФТС целесообразно использование пепсина и трипсина.
Ключевые слова: растительный белок; шрот амаранта; направленный гидролиз; степень гидролиза; протеазы; эмульгирующая способность; пенообразующая способность; антиоксидантная активность; in silico прогнозирование
Ссылка для цитирования:
Девяткин Д.И., Чугунова О.В., Волков В.В., Пастушкова Е.В. Комплексный биоинформатический подход к прогнозированию параметров направленного гидролиза растительных белков // Индустрия питания|Food Industry. 2026. Т. 11, № 3. С. 126–137. DOI: 10.29141/2500-1922-2026-11-3-12. EDN: UZMALA.
