31 марта

Сладкие белки: новая рыночная ниша или угроза сахарному производству?

Кто сегодня занимается созданием альтернативы «классическому» сахару

Источник: поле.рф

Еще в XX веке ученые выяснили, что отвечать за сладость вкуса могут не только углеводы (сахароза), но и белки. Однако в серьезных масштабах эта тема стала подниматься только в последние несколько лет. Крупнейшие игроки мирового и российского аграрного рынка заинтересовались производством сладких белков, которые могут быть до 3000 раз слаще сахара. Журнал поле.рф поговорил с учеными и экспертами о том, может ли это научное открытие поставить под вопрос существование свеклосахарной отрасли.

Сладкая проблема

Потребление сахара в России оценивается Росстатом на уровне 39 кг на человека в год — это 107 грамм в сутки. Однако, согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения, для среднестатистического взрослого человека, чей среднесуточный энергобаланс составляет 2000 Ккал, потребление сахара не должно превышать 50 грамм в день. Избыточное потребление сахара может не только привести к лишнему весу, но вызвать серьезные заболевания.

Очевидный путь снижения «сладости» вопроса — применение альтернатив сахару, которые могут обеспечить похожий вкус, но при этом быть куда менее калорийными.

Евгений Иванов, ведущий эксперт Института конъюнктуры аграрного рынка:
Евгений Иванов, ведущий эксперт Института конъюнктуры аграрного рынка:
Все сахарозаменители делятся на две большие группы. В российской литературе ими принято называть калорийные сладкие вещества — это фруктоза, глюкоза, мальтоза, ксилит, сорбит и некоторые другие. Вторая группа веществ — это подсластители с высоким коэффициентом сладости, такие как аспартам, сахарин, цикломаты и множество прочих. Все сахарозаменители и подсластители не совпадают на 100% со вкусом сахарозы. У каждого есть специфический нюанс вкуса и технологические ограничения — например, какие-то из них можно использовать в горячих блюдах, какие-то нельзя.
сах
Сахарозаменителей существует много, но ни один из них не совпадает на 100% со вкусом настоящего сахара.
— Что важно: во-первых, у каждого заменителя и подсластителя есть определенные нормы потребления, которые подсчитаны врачами, учеными. Во-вторых, кроме продуктов из стевии, все они синтетические. У некоторых из них есть побочные эффекты, например, слабительный эффект, а некоторые подсластители и заменители вообще запрещены в ряде стран мира, в частности, в связи с подозрениями на канцерогенные эффекты.

Белок победит сахар?

Так называемые сладкие белки были открыты учеными еще в XX веке: это монеллин (1969 г.), пентадин (1972 г.), тауматин (1979 г.), мабинлин (1983 г.), куркулин (1990 г.), браззеин (1994 г.) и лизоцим (1998 г.). Все они выделены из растений, произрастающих в тропиках — как правило, в Африке, — и лишь лизоцим извлекают из яичного белка.

Особенность таких белков заключается в том, что благодаря специфической структуре они могут связываться со вкусовыми рецепторами, отвечающими за восприятие сладкого вкуса. В зависимости от разновидности они в 100-3000 раз слаще, чем сахар, при этом перерабатываются в организме как белок, обладая соответствующей пищевой ценностью — то есть для организма человека такие белки намного полезнее, чем сахар.

Владимир Бессонов, руководитель лаборатории химии пищевых продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», доктор биологических наук:
Владимир Бессонов, руководитель лаборатории химии пищевых продуктов ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии», доктор биологических наук:
— Сладкие белки — тауматин, браззеин и другие — исторически выделены из растений с долгими традициями пищевого использования. Они могут помочь избавиться от излишнего потребления сахара, который признан не очень полезным пищевым ингредиентом. И с точки зрения ВОЗ, и с точки зрения регуляторов в Российской Федерации добавление в пищу сладких ингредиентов, не вызывающих инсулинового ответа — перспективный путь для улучшения качества жизни людей.

Как отмечает ученый, в отличие от сахарозаменителей и подсластителей сладкие белки ближе по вкусу к сахару, но гораздо слаще. 

— Таким образом, для получения одного и того же уровня сладости в пище такого белка нужно будет добавить в 2000 раз меньше.

Евгений Иванов также считает, что сладкие белки могут стать альтернативой традиционным подсластителям и сахарозаменителям.

«Теоретически они могли бы снизить остроту проблемы с избыточным потреблением сахара, особенно в регионах мира, где это особенно актуально, говорит эксперт.  Если у них со временем не обнаружится нежелательных побочных эффектов, сладкие белки смогут частично заместить потребление сахара, подсластителей и заменителей сахара на рынке. Особенно если по вкусовым моментам будут у них выигрывать. С точки зрения здоровья нации, это, пожалуй, хорошо».

Вопросы безопасности

Тот факт, что сладкие вещества, о которых мы говорим, относятся к белкам, вовсе не значит, что они безопасны. Стоит помнить, что сильнейший из природных ядов, ботулотоксин — это тоже белок. Поэтому вопросы безопасности волнуют российских ученых, но результаты испытаний обнадеживают.

«Сегодня уже существуют технологии производства сладких белков. В лаборатории химии пищевых продуктов «ФИЦ питания и биотехнологии» завершены исследования по оценке безопасности одного из этих белков, браззеина, и на настоящий момент идет процедура его государственной регистрации как нового вида пищевой продукции. Традиции пищевого применения растений, из которых они добываются, действительно существуют, но не в России — большинство сладких белков обнаружены в африканских растениях. Мы дополнительно провели целую группу исследований на животных и технологических экспериментов, доказывающих безопасность сладкого белка, чтобы люди могли спокойно его использовать в пищу. Все доказательства были собраны и на настоящий момент идет процедура государственной регистрации в Роспотребнадзоре. В скором времени, я думаю, она будет завершена», — отмечает Бессонов.

Такие исследования ведутся не только в России. Так, в марте 2024 года американский продукт американской компании Oobli — Oubli Fruit Sweet Protein, который представляет собой браззеин, полученный методом «точной ферментации» и произведен с помощью генно-модифицированных микроорганизмов, получил от U. S. Food and Drug Administration (FDA) статус GRAS (generally recognizes as safe, англ. «в целом признано безопасным» — прим. ред.). А в январе 2023-го было опубликовано исследование безопасности браззеина, полученного не от растений, а от более продуктивного метода производства, с помощью дрожжевых культур Komagataella phaffii.

«Мне кажется, сладкие белки — перспективная рыночная ниша, и производителям, наверное, стоит обратить внимание на этот сегмент, — считает Бессонов. — Тем более что в 2021 году были приняты Методические рекомендации «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», и в них говорится о том, что добавленные сахара нужно снижать настолько, насколько это возможно. А значит, в этой ситуации производители сладких белков будут выполнять еще и государственные заказы. Плюс это важная социальная задача».

Белковому производству – быть!

Темой сладких белков заинтересовался такой крупный игрок аграрного рынка, как ГК «ЭФКО». Изначально усилия компании были сконцентрированы на ближневосточном рынке. В 2023 году в «ЭФКО» сообщили о том, что сладкие белки успешно прошли сертификацию в Объединенных Арабских Эмиратах. Как отмечали тогда в пресс-службе группы компаний, это открывает возможность для начала поставок полезных альтернатив сахару на предприятия ОАЭ, в первую очередь для производства кондитерских изделий и сладких напитков.

А в феврале 2024 года «ЭФКО» подписали соглашение о проектировании площадки по производству сладкого белка браззеина по собственной технологии. Объем инвестиций, как сообщали «Ведомости»,  составят $500 млн.

Ростислав Ковалевский, директор по инновациям «ЭФКО» 
Ростислав Ковалевский, директор по инновациям «ЭФКО» 
«В ОАЭ планируется построить три очереди производства сладкого белка, которые потенциально могут обеспечить продуктом страны Ближнего Востока и Африки», — сообщил журналу поле.рф директор по инновациям «ЭФКО» Ростислав Ковалевский.

В компании сообщили, что одним лишь Ближним Востоком зона интересов «ЭФКО» не ограничивается — компания продвигает сладкие белки и в России.

«Все необходимые исследования пройдены, сейчас мы находимся на финальной стадии процесса сертификации сладкого белка в России, — говорит Ковалевский. — После сертификации будем готовы объявить о дальнейших планах по развитию проекта».

Рыночные перспективы сладкого белка выглядят вполне оптимистичными, и связано это прежде всего с тем, что себестоимость его производства ожидается на вполне приемлемом уровне.

сах
Если сладкие белки войдут в каждодневый рацион людей, сахар ждет далеко не сладкое будущее.
«Биотехнологический сладкий белок, идентичный по уровню сладости природному, по стоимости в конечном продукте не дороже, чем «традиционный» сахар, — рассказывает Ковалевский.Сейчас мы работаем над дальнейшим совершенствованием технологии производства, которая позволит обеспечить экономическую эффективность и снизить стоимость».

Однако рыночные проспекты сладкого белка вызывают и опасения. Так, по словам Евгения Иванова, сладкие белки — это в том числе и угроза весьма крупной и важной для экономики и общества России свеклосахарной отрасли.

«Если она получит чувствительный удар по потреблению, то могут закрыться какие-то сахарные заводы, сократится площадь сева свеклы, потеряет работу довольно много людей, как непосредственно в ней занятых, так и отраслевых смежников, которых немало, — считает эксперт ИКАР. — Потому что сахарная свекла является одной из самых сложных, технологичных и капиталоемких среди всех массовых культур, которые высеваются в России на площадях от 500 тыс. гектаров. Ей требуется огромный набор специализированной и дорогой сельхозтехники. Плюс это севооборотная культура, ее высевают раз в 4 года. Она «тянет» за собой огромный шлейф смежных отраслей: для сахарной свеклы поставляется много удобрений, СЗР и так далее».

Белки из кроличьего молока

Сейчас в России уже прорабатываются различные способы получения браззеина. Ученые Белгородского государственного университета (БелГУ) реализует проект по созданию генно-модифицированных кроликов — в их молоке содержатся сладкие белки.

Алексей Дейкин, кандидат биологических наук, директор Объединенного центра генетических технологий НИУ БелГУ:
Алексей Дейкин, кандидат биологических наук, директор Объединенного центра генетических технологий НИУ БелГУ:
— У нас отлажена технология создания животных-продуцентов белка. Проект по созданию продуцентов именно браззеина сейчас рассматривается. Однако исследования эти нашему университету самостоятельно профинансировать трудно, поэтому сейчас ждем поддержки от Российского научного фонда. С научной стороны тема сладких белков у нас уже проработана и сформирована научная гипотеза, которая в случае успеха позволит производить браззеин с намного меньшими затратами, нежели в случае с доступными сегодня методами, где применяются дрожжевые культуры. Белок из таких биореакторов стоит порядка 100 долларов за грамм. В случае же, если мы добъемся успеха с нашим подходом, получая рекомбинантный белок от модифицированных животных-продуцентов, его себестоимость составит порядка 6 долларов за грамм. Ведь мы по сути вкладываемся лишь в создание животного, которое отвечало бы нашим целям, а далее это уже обычный кролик или обычная корова, которые живут и жуют траву точно так же, как и остальные представители их вида.

Как рассказал поле.рф ученый, тема сладких белков может не ограничиваться только пищевыми аспектами: кроме собственно сладости, которая позволяет удовлетворять потребительские потребности, они взаимодействуют с рецепторами нервных клеток, и, соответственно, могут быть активным веществом, а возможно, даже демонстрировать некоторый лечебный эффект.

«Дело в том, что нейродегенеративные заболевания, такие как болезни Паркинсона и Альцгеймера, начинаются на фоне нарушения потребления нейронами глюкозы (гиперпотребления). Соответственно, если мы можем нейроны обмануть, с помощью сладкого белка продемонстрировать, что глюкоза есть, а ее на самом деле нет, то, возможно, получится замедлить развитие таких болезней. А, возможно, не получится, но в любом случае это интересное поле для исследований. Мы уже работаем в этом направлении, проводим эксперименты на мышах», — сообщил Дейкин.