Влияние молекулярной массы, температуры и pH на антиоксидантную активность гидролизата изолята сывороточного белка и его применение при обогащении пасты

Более полезная еда для уюта

Паста — привычный продукт на ужин во многих домах, но с точки зрения питания у неё есть пробелы: в ней относительно мало некоторых незаменимых аминокислот, и она мало защищает от постепенного повреждения, вызываемого повседневным окислением в организме. В этом исследовании изучали, можно ли побочный продукт производства сыра — сывороточный белок — превратить в мелкие фрагменты белка с высокой защитной активностью и затем аккуратно ввести их в тесто для пасты, чтобы получить более ориентированный на здоровье вариант знакомого блюда.

Преобразование молочной «переплаты» в полезные компоненты

Сыворотка — это жидкость, остающаяся после превращения молока в сыр, и она богата качественным белком. Исследователи взяли два распространённых компонента сыворотки — концентрат сывороточного белка и изолят сывороточного белка — и расщепили их белки на более мелкие кусочки, называемые пептидами, с помощью пищевого фермента. Они варьировали количество фермента и отслеживали степень расщепления белков во времени. Затем они проверяли, насколько полученные смеси способны нейтрализовать реактивные молекулы (как показатель антиоксидантной активности) и связывать ионы металлов, которые могут запускать повреждающие реакции в продуктах питания и в организме.

Почему важны размер и форма пептидов

Не все смеси пептидов вели себя одинаково. Гидролизаты, полученные из изолята сывороточного белка, последовательно показывали более сильную антиоксидантную активность, чем те, что получены из концентрата, даже при сопоставимой степени гидролиза. Когда гидролизат изолята дополнительно разделяли по размеру, очень маленькие пептиды (менее 2 килодальтон) превосходили в одном типе теста на улавливание свободных радикалов, тогда как гораздо более крупные пептиды (более 10 килодальтон) были лучше в другом тесте и эффективнее связывали ионы железа. Химический анализ показал, что эти фракции различались по соотношению гидрофильных и гидрофобных аминокислот, что помогает объяснить их разную реакцию на различные радикалы и металлы.

Выдерживают ли они нагрев и кислотность

Чтобы ингредиент был практичен для реальных продуктов, он должен выдерживать кулинарную обработку и технологические процессы. Команда исследовала, как изменяется антиоксидантная активность наиболее перспективного гидролизата из изолята при температурах и значениях pH, приближённых к условиям приготовления. Его способность улавливать радикалы лучше всего сохранялась при слабокислой до нейтральной среде и при умеренных температурах; эффективность снижалась при очень высоких температурах и в сильно щелочной среде. Связывание металлов было сильнее при низком pH. Эти закономерности указывают на то, что структуры пептидов и заряд ключевых аминокислот меняются при экстремальных условиях, что ослабляет их защитное действие — важный фактор при разработке новых продуктов.

Создание более полезной тарелки пасты

Опре¬делив это, исследователи смешали выбранный гидролизат из изолята сывороточного белка с манной крупой из мягких сортов твёрдой пшеницы, чтобы изготовить пасту с содержанием гидролизата до 1,5 грамма на 100 грамм сухой смеси. Они сравнили эти образцы с обычной пастой по составу, поведению при варке, текстуре, цвету, антиоксидантной ёмкости и вкусу. По мере увеличения доли гидролизата в пасте немного росло содержание белка и минералов, а доля углеводов уменьшалась. Время варки стало немного короче, а в воду при варке уходило больше веществ, что отражало несколько более слабую внутреннюю структуру. Инструментальные испытания показали, что паста становилась мягче при добавлении гидролизата, а её цвет смещался в более тёмный и желтоватый тон.

Баланс вкуса и пользы

Несмотря на эти изменения, обогащённая паста дала ощутимую функциональную отдачу. Все уровни добавленного гидролизата значительно усиливали её способность нейтрализовать радикалы и связывать железо даже после экструдирования, сушки и варки. В некоторых тестах антиоксидантная активность более чем утраивалась по сравнению с обычной пастой, что показывает: многие из хрупких пептидов выдержали реальные технологические процессы. Панель дегустаторов отметила, что паста с низким и средним обогащением (до 1 грамма гидролизата на 100 грамм муки) в целом так же приемлема, как контрольный образец, с похожим видом, вкусом и ароматом. Лишь при наивысшем уровне добавок текстура и запах начали заметно ухудшаться.

Что это значит для повседневного питания

Исследование показывает: тщательно обработанную сыворотку, которую ранее рассматривали главным образом как побочный продукт сыродельных предприятий, можно превратить в концентрированный источник защитных пептидов и незаметно ввести в повседневные продукты, такие как паста. При умеренных уровнях использования эти ингредиенты могут существенно повысить антиоксидантную ёмкость пищи и слегка улучшить её белковый профиль, не заставляя потребителей менять привычки питания или способы приготовления. С дальнейшей доработкой для сохранения текстуры и цвета такая обогащённая паста могла бы стать простым способом сделать комфортную еду более полезной для долгосрочного здоровья.

Цитирование: Mohammadi, M., Ahmadi Gavlighi, H., Amini Sarteshnizi, R. et al. Effect of molecular weight, temperature, and pH on antioxidant activity of whey protein isolate hydrolysate and its application in pasta fortification. Sci Rep 16, 14246 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45308-4

Ключевые слова: функциональная паста, сывороточный белок, антиоксидантные пептиды, обогащение продуктов, белковый гидролизат