Российские ученые нашли новый способ помочь 70% людей с непереносимостью лактозы
Лаборатория молекулярной биотехнологии Научно-исследовательского центра пищевой промышленности и фармацевтики (НИЦ ППиФ) ГК «СОЮЗСНАБ» создала уникальный штамм-продуцент β-галактозидазы — фермента, расщепляющего лактозу.
Штамм выделяет фермент прямо в культуральную среду и растет на глюкозе. Благодаря этому из технологии исключены две самые затратные и опасные стадии промышленного производства ферментов: разрушение клеток и работа с метанолом.
β-галактозидаза, или лактаза, расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу. На ней держится производство безлактозного молока, йогуртов и сыров, а также галактоолигосахаридов — пребиотиков для детского питания. Спрос на такие продукты растёт: по разным оценкам, до 70% взрослых в мире хуже усваивают лактозу. При этом пищевые ферменты на российском рынке в основном импортные.
Учёные НИЦ ППиФ испытали штамм в лабораторных биореакторах. Анализ методами SDS-PAGE и вестерн-блоттинга показал, что на целевой фермент приходится более 80% всех белков, которые культура выделяет в среду. Фактически фермент можно получать из реактора почти в чистом виде, без дорогостоящего разрушения клеточной массы.
Промышленные дрожжевые системы обычно запускают синтез белка с помощью метанола — токсичного и пожароопасного вещества, из-за которого цех приходится строить во взрывозащищённом исполнении. Штамму НИЦ ППиФ внешний индуктор не нужен: он получает только глюкозу. Ключевым решением стал режим контролируемой подпитки: глюкоза подаётся по рассчитанной схеме, чтобы культура успевала набирать биомассу и при этом не прекращала синтез фермента. Отказ от метанола упрощает масштабирование, снижает требования к оборудованию и капитальные затраты. Ещё одно преимущество для пищевого и фармацевтического применения — дрожжевой продуцент, в отличие от бактериальных, не содержит эндотоксинов.
Основным потребителем фермента станет молочная промышленность: безлактозное и низколактозное молоко, кисломолочные продукты, сыры, мороженое. Гидролиз лактозы повышает сладость продукта на 20–30% без добавленного сахара и устраняет «песчанистость» мороженого и сгущённого молока. Фермент можно использовать также для синтеза галактоолигосахаридов и в фармацевтике — при производстве препаратов лактазы для людей с лактазной недостаточностью.