Сладкий вкус здоровья: как белок браззеин поможет в борьбе с диабетом

По данным Минздрава, почти шесть миллионов россиян страдают сахарным диабетом. Пациенты с этим заболеванием вынуждены сокращать количество глюкозы и придерживаться особой диеты. Найти безопасный подсластитель с привычным вкусом и помогающий соблюдать режим питания — актуальная задача для ученых. Перспективную разработку в этой области недавно представили специалисты ГК «ЭФКО». Им удалось синтезировать белок браззеин, максимально близкий к сахару и при этом не повышающий уровень сахара в крови.

Как обнаружили этот белок? Насколько он полезный? И когда продукты с необычным сахарозаменителем поступят в продажу? На вопросы порталу Наука.РФ ответил автор проекта, кандидат физико-математических наук, директор по инновациям АО «Управляющая компания ЭФКО» Ростислав Ковалевский.

 — Известно, что ученые открыли белок браззеин еще в 1990-х годах. Почему только сейчас решили его использовать в качестве пищевой добавки?

 — Изначально сладкие белки обнаружили в экваториальных растениях, в частности, африканском лианоподобном кустарнике пентадипландра (Pentadiplandra brazzeana). Однако их содержание в плодах было настолько низким, что извлечение было попросту экономически нецелесообразно. Предположу, что основная сложность состояла именно в освоении технологии биотехнологического синтеза, когда полный аналог искомого вещества воссоздается в лабораторных условиях. Подобными проектами в течение нескольких лет плотно занимались группы ученых в Израиле, Корее, Германии и США, а также разработчики нашего инновационного центра совместно с российскими учеными. При этом даже после получения первых образцов важно научиться масштабировать технологию, а этот процесс в биосинтезе имеет ряд научных и технических особенностей.

 — Могут ли в природе еще существовать подобные заменители сахара?

 — В настоящее время известно несколько видов сладкого белка. Мы работаем над технологией производства сразу двух — браззеина и монеллина. Потому что сладкие белки сильно отличаются друг от друга по степени сладости, вкусовому профилю и стабильности в разных средах. Зачастую оказывается эффективнее комбинировать их или выбирать разные белки для разных продуктов. Об еще более сладких вариантах замены сахара мы пока не слышали.

 — Насколько этот белок схож по вкусу с сахаром?

 — По вкусу браззеин практически не отличается от сахара. Он не дает выраженного металлического или другого привкуса, чем «грешат» отдельные популярные сахарозаменители. Главная особенность в том, что он в несколько тысяч раз слаще сахара. Поэтому при приготовлении блюд с браззеином нужно правильно подобрать количество белка, а также понять, чем заменить освободившийся объем продукта и за счет чего обеспечить его привычную консистенцию.

 — Как вы изучали этот белок? Что удалось о нем узнать?

 — В прошлом году было проведено два исследования безопасности сладкого белка. Над первым совместно работали научные коллективы Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины им. Ю. М. Лопухина ФМБА России, НИИ Физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского, Российский университет медицины и НПЦ «Фармбиомед». Главной задачей было проверить потенциальную безопасность сладких белков монелина и браззеина для здоровья человека — как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе. Ученые оценили токсичность этих соединений для морских свинок, крыс и мышей.

Результаты показали, что сладкие белки не вызвали патологических изменений у животных. Также они не обладают аллергенными или мутагенными свойствами, не привели к интоксикации или увеличению массы тела. При этом у группы животных, получавших сахарозу, было отмечено увеличение представленности Faecalibaculum rodentium — бактерии, ассоциированной с ожирением. Данные этого исследования опубликованы в авторитетных научных изданиях Foods и Frontier in Nutrition.

Второе исследование уже было клиническим и проходило в течение девяти месяцев. В нем участвовало 60 добровольцев: 28 мужчин и 32 женщины. Обработка результатов показала отсутствие негативных изменений интегральных показателей здоровья участников до и после применения сладкого белка в пищу. При этом их психологическое состояние даже улучшилось. Что особенно важно — нам удалось подтвердить отсутствие влияния сладких белков на углеводный обмен и уровень глюкозы. Поскольку это принципиально при составлении пищевых рекомендаций пациентам с высоким индексом массы тела, инсулинорезистентностью, ожирением, преддиабетом и сахарным диабетом.

Как один из крупнейших производителей продуктов питания в России, который каждый год производит больше четырех миллионов тонн товаров, мы уделяем ключевое внимание безопасности своих продуктов. В данном случае речь шла о принципиально новом ингредиенте, ранее не представленном на рынке. Поэтому мы изначально закладывали подход к исследованиям, даже превышающим требования для сертификации.

В итоге наши прогнозы подтвердились: доказано, что сладкие белки безопасны. И одно из доказательств — это сертификации браззеина на территории всех стран ЕАЭС. Это также подтверждает, что ингредиент соответствует всем требованиям к пищевым ингредиентам и его можно использовать в составе сладких продуктов.

 — В каком количестве можно добавлять этот компонент в продукт?

 — Сладкий белок воспринимается организмом как любой другой. Особых ограничений по его употреблению не установлено. Тем более с учетом того, что один грамм браззеина заменяет до двух килограммов сахара. Поэтому его очень сложно съесть сверх меры.

 — Насколько сложно синтезировать его в лабораторных условиях?

 — Если описать технологический процесс простыми словами, мы используем обыкновенные дрожжи, как в дрожжевом тесте. Они умеют превращать сахар и крахмал в углекислый газ и таким образом делать тесто пышнее. Мы модифицируем их ДНК так, чтобы научить выделять сладкий белок. Затем помещаем в ферментер, поддерживающий нужную температуру и защищающий микроорганизмы от патогенов. Поедая сахар и глюкозу, дрожжи выделяют сладкий белок.

У нас в компании иногда называют это процессом «одомашнивания микроорганизмов». Возможно, именно этот этап развития навыков человека однажды встанет в один ряд с освоением земледелия и одомашниванием животных. Потому что его возможности очень велики. Основная сложность для участников рынка — сделать производство и свойства продукта стабильными, в том числе на разных объемах засева среды.

 — На каком этапе находится этот проект?

 — Как я уже сказал, в прошлом году мы завершили два исследования. Сейчас проводим еще одни. Думаю, что уже осенью мы сможем рассказать об их сути и результатах. В настоящий момент мы ведем строительство завода по производству сладких белков.

 — Когда новые продукты со сладким белком появятся на полках магазинов?

 — Попробовать их уже сейчас могут жители Москвы, Белгорода и Воронежа, где налажена дистрибуция конфет со сладким белком нашего собственного производства. Пока речь идет о небольших объемах изделий ручной работы, созданных на базе мини-кондитерской «ЭФКО-Арт». Параллельно в проработке у наших партнеров-производителей сладостей находятся первые продукты для розничной продажи. По завершении этого этапа и решения всех технических вопросов мы обязательно об этом расскажем.

 — Возникают ли какие-нибудь трудности, связанные с производством?

 — Надеюсь, что основные трудности остались позади, с завершением достаточно трудоемкого процесса сертификации сладкого белка. Но это очень ответственный этап. Мы с пониманием и уважением относимся к всесторонней проверке новых пищевых ингредиентов, сами заинтересованы в проведении независимых исследований их безопасности. Тем более, что надеемся благодаря сладким белкам внести вклад в снижение заболеваемости сахарным диабетом, распространение которого давно приняло пандемический характер.

 — Ранее вы рассказывали о переговорах с Роскосмосом: на Российской орбитальной станции планируется наладить производство сладкого белка в специальном биореакторе. Как развивается этот проект?

 — Мы заключили с ФИЦ питания и биотехнологии соглашение о проведении серии совместных исследований по изучению перспектив применения прецизионной ферментации за пределами земного шара. Необходимо оценить возможность создания технологии самодостаточного производства белков и жиров для обеспечения продовольствием космонавтов. Детально рассказать о перспективах и о том, как нужно изменить работу биореактора, чтобы он производил продукты в космосе, мы сможем уже после завершения исследований.

 — Помимо производства сладких белков, какими исследованиями еще занимаетесь?

 — Если говорить именно о биотехнологическом направлении, то, разумеется, внимания заслуживает производство кормовых ферментов. Технология их производства разработана на мощностях агробиотехнопарка в Белгородской области, и с началом их производства этот проект позволит внести существенный вклад в импортозамещение агропромышленного комплекса.

Еще один интересный проект — биосинтезированные жиры. Это производство полных аналогов природных растительных масел без выращивания сельскохозяйственных культур в поле: с помощью дрожжей в лабораторных условиях, подобно сладкому белку. Здесь мы начали свои разработки с самого дефицитного и дорогостоящего масла — какао. Надеемся уже в 2026 году существенно снизить зависимость российской экономики от импорта этого продукта.

Следующий шаг в биотехе — возможности через питание повысить ресурсность человека: его когнитивные способности и продление здорового долголетия. Мы изучаем перспективы применения функциональных пробиотиков, а также ведем разработку препаратов, которые позволяют активировать процессы внутриклеточного омоложения организма.

Беседовала Анна Шиховец