Молочные и яичные белки из ферментации

Прецизионная ферментация способна произвести молочные и яичные белки с той же аминокислотной последовательностью, что и у животного. Ведёт ли полученный ингредиент себя как животный продукт — вопрос, отдельный от того, верен ли белок, и ответ на него резко различается от белка к белку.

Сывороточные белки — лёгкий случай

Основные сывороточные белки — β-лактоглобулин и α-лактальбумин — компактные глобулярные молекулы, стабилизированные дисульфидными связями и сворачивающиеся самостоятельно. Их пищевая функциональность вытекает из этой укладки: они гелируют, когда нагрев разворачивает их и обнажает гидрофобные поверхности, и они пенят и эмульгируют, адсорбируясь на границах раздела.

Правильно свёрнутый рекомбинантный β-лактоглобулин поэтому делает то же, что делает сыворотка, потому что функция является свойством одной молекулы. Именно поэтому сывороточные белки первыми вышли на промышленный масштаб этим маршрутом.

Казеин — задача другого рода

Казеин в молоке не является свёрнутым глобулярным белком и не действует в одиночку. Казеины — αs1, αs2, β и κ — внутренне неупорядочены и собираются в мицеллы: коллоидные частицы, удерживаемые нанокластерами фосфата кальция, которые сшивают фосфорилированные остатки серина, с κ-казеином, образующим гидрофильную наружную «щётку», не дающую частицам слипаться.

Почти всё, что делает молоко молоком, зависит от этой структуры. Белая непрозрачность — рассеяние света мицеллами. Сычужное свёртывание работает, отрезая κ-казеин и убирая стабилизирующую щётку, после чего мицеллы агрегируют; на этом стоит сыроделие. Термостабильность, доставка кальция и ощущение во рту следуют из той же архитектуры.

Воспроизвести её сложнее, чем экспрессировать ген казеина. Серины должны быть фосфорилированы в нужных позициях, а значит, хозяин обязан выполнить фосфорилирование млекопитающего типа, чего большинство микробов не делает; затем фосфорилированные казеины надо собрать с кальцием и фосфатом в мицеллы подходящего размера. Казеин без фосфорилирования и без сборки — это белок с верной последовательностью, ведущий себя не как молочный белок. Именно это, а не титр экспрессии, является центральной технической проблемой области.

Яичный белок — это смесь, а не белок

Функциональность яичного белка распределена между несколькими белками, делающими разную работу. Овальбумин — основной по массе и главный вкладчик в тепловое гелирование. Длинные цепи овомуцина дают вязкость и стабилизируют пену. Овотрансферрин связывает железо и денатурирует при самой низкой температуре в группе, поэтому именно он запускает гелирование. Лизоцим антимикробен и взаимодействует с овомуцином.

Один рекомбинантный овальбумин поэтому воспроизводит часть поведения яичного белка — гелирование, — но не стабильность пены и не вязкость, идущие от остальных компонентов. Совпасть во взбиваемых и аэрированных применениях означает либо воспроизвести бóльшую часть смеси, либо заместить недостающие функции другими ингредиентами.

Одинаковая последовательность — одинаковый аллерген

Этот пункт часто недоговаривают. Аллергия на молоко и яйцо — это IgE-ответ на конкретные белки: β-лактоглобулин, казеин, овальбумин, овомукоид. Рекомбинантный белок с той же последовательностью предъявляет те же эпитопы, и ожидается, что он вызовет ту же реакцию. Эти ингредиенты поэтому являются аллергенами и маркируются как таковые; «без животных» описывает маршрут производства, а не иммунологию.

Непереносимость лактозы — иное по природе и действительно устраняется, поскольку лактоза является сахаром, которого может просто не быть.