От пробирки до кастрюли: Как ученые разрабатывают продукты, которые мы едим каждый день - Анастасия Волчок

в своих рецептурах, так как вкус стевиозидов влияет на вкус еды и напитков: стевиозиды трудно замаскировать даже введением дополнительной ароматики или вкусовых добавок. Все большее внимание специалистов привлекают другие природные источники сладких молекул, в том числе еще один экзотический плод – монаший фрукт (monk fruit), или архат. Он растет в Китае, и найденный в нем подсластитель имеет более чистый сладкий вкус, хотя и может вызывать изменения в ощущениях текстуры продуктов. Пока неизвестно, станет ли он новой стевией. Претендентов на роль «полезного» сахара в какой-то момент стало так много, что рынок сахаров оказался на перепутье. Производителям приходится решать, в какие разработки вкладываться. Большим потенциалом обладают и сладкие белки, и редкие сахара, и полиолы.

Сладкие белки

Согласитесь, словосочетание «сладкий белок» звучит довольно нелепо. Мы не привыкли думать о белках как о чем-то сладком, потому что основу нашего белкового рациона составляют мясо, рыба и бобовые – продукты, не имеющие сладкого вкуса.

И все же на службе у биотехнологов, занятых разработкой новых подсластителей, уже есть несколько белков, выделенных из разных экзотических фруктов, которые мало того что сладкие, так еще и интенсивность их сладости во много раз превосходит глюкозу, а некоторые из них относятся к самым сладким из известных нам молекул. К тому же эти натуральные подсластители, или корректоры вкуса, имеют низкую калорийность, не связаны с выработкой инсулина и не вызывают кариеса. Все это делает их хорошей альтернативой как сахару, так и синтетическим сахарозаменителям старого поколения.

Первыми открытыми сладкими белками стали монеллин и тауматин. Их обнаружили в конце 1960-х гг., но тогда они были описаны как углеводы. Концепция сладких протеинов в то время казалась слишком экстравагантной. Разумеется, позже их белковую природу признали, а структура и свойства были довольно хорошо изучены. Ученые выяснили, что точечными мутациями сладкий вкус этих белков снизить не так просто, а значит, их молекулы имеют обширные области связывания со вкусовыми рецепторами. Была также посчитана степень их сладости. Оказалось, что сладость монеллина, состоящего из двух субъединиц, в молярном выражении[220] в 90 000 раз, а у тауматина – в 100 000 раз выше, чем у сахарозы. Неплохо, да? Но нужно учитывать, что при выравнивании по массе цифры не такие большие: индекс сладости обоих белков составляет около 3000.

Относительно новеньким в пищевой индустрии можно назвать белок браззеин, который превосходит сахар по сладости примерно в 2000 раз. Впервые он был выделен в 1994 г. из растения Pentadiplandra brazzeana; сегодня биологи умеют нарабатывать его и в дрожжах, и в бактериях, а также пробуют получать мутантные варианты – самый сладкий из них по интенсивности вкуса в 18 раз превосходит браззеин дикого типа[221]. В России попробовать продукты с браззеином можно прямо сейчас. Свой бренд подсластителя на основе сладкого белка зарегистрировала компания ЭФКО. Она анонсировала новое мороженое и сладкую арахисовую пасту без сахарозы и начала поставлять в магазины новые диетические конфеты.

Наконец, в рядах сладких белков есть и совсем загадочные. Их называют модификаторами вкуса, поскольку они вызывают вкус не сами по себе, а при участии других веществ, трансформируя их вкусовые свойства. Например, белок миракулин (от слова miracle – чудо), выделенный из африканского кустарника Synsepalum dulcificum, превращает кислое в сладкое. Фокус в том, что этот гликопротеин блокирует рецепторы сладости, а при кислом pH меняет свою структуру, начиная взаимодействовать с ними и давать ощущение сладкого[222]. Пожевав ягод с «волшебного» куста, можно съесть лимон, и покажется, будто на вкус он как мороженое. Сладкими станут и уксус, и квашеная капуста. Магический эффект продлится примерно час; главное, за это время не переесть кислого, чтобы не навредить желудку.

Товарищ миракулина – куркулин – действует примерно так же, но и сам он немного сладкий. Строго говоря, свойствами модификации вкуса обладают не только протеины. К этому семейству относят и другие подсластители, как натуральные, так и синтезируемые искусственно. Это трилобатин, добавки американской компании Senomyx (S6973, S617, S9632, S2383) и другие синтетические добавки, а еще стевиозиды.

Производить сладкие белки сегодня умеют разными путями. Самый очевидный – получать их из природных источников, но, к сожалению, это недешево. Чтобы сделать процесс экономически более выгодным, уже разработаны подходы, когда подсластители выделяют из генетически измененных растений (кукурузы, пшеницы, риса) или растительных клеток, а также из микроорганизмов, в геном которых предварительно вносят гены нужных протеинов. Среди зарекомендовавших себя продуцентов – кишечная палочка, дрожжи Kluyveromyces, Candida и Pichia, некоторые лактобактерии.

Таинственная это сфера – поиск сладких белков. Биологи постоянно натыкаются на новые природные вещества с интересными свойствами. Так, компания Myco Technology из США, работающая с высшими грибами, недавно зарегистрировала интенсивный подсластитель из венгерского медового трюфеля Mattirolomyces terfezioides. Назвали его Honey Truffle Sweet Protein[223]. Так как выращивать трюфели – дорого, производить новый сладкий белок, скорее всего, тоже будут, культивируя генетически измененные дрожжи Komagataella phaffii, в которые добавят ген этого самого белка[224]. А сколько еще сладких незнакомцев нам предстоит найти, остается только гадать.

Сладкие спирты

Сладкие спирты, или полиолы, – это многоатомные спирты со сладким вкусом, которые получают восстановлением сахаров, то есть заменой в них группы (=О) на группу (–ОН). В природе они встречаются в некоторых фруктах и овощах, а их сладость сравнима со сладостью обычного сахара[225].

В пищевую промышленность полиолы пришли в конце 1990-х – начале 2000-х. Если среди ингредиентов жвачки или карамелек вы нашли сорбит, эритрит, ксилит, мальтит или маннит (иногда их также пишут, добавляя «–ол»: сорбитол, эритритол и т. д.), то все это сладкие спирты. Добавляют их обычно парами – ксилит и мальтит, ксилит и сорбит, – так как в смеси сладкий вкус усиливается. Кстати, с этиловым спиртом, содержащимся в алкогольных напитках, они не имеют ничего общего. Свойства у сладких спиртов совсем другие.

Плюсы полиолов в том, что у многих из них калорийность примерно вдвое ниже, чем у сахарозы (а эритрит вообще не имеет калорийности), они не связаны с выработкой инсулина, не вызывают кариеса, так как не все микроорганизмы могут ими питаться, и являются многофункциональными добавками. Их можно использовать не только как подсластители, но и как улучшители текстуры. Главный же минус сладких спиртов – в их медленном усвоении. Из-за этого с ними нельзя перебарщивать: в больших концентрациях они вызывают желудочно-кишечные расстройства, тошноту и диарею. Фармацевты даже используют полиолы в качестве слабительного. Максимальная дневная доза полиолов, не дающая слабительного эффекта, равна примерно 30 г, а для некоторых людей – 10–15 г. При этом в одной пластинке