Тваринництво та технології харчових продуктів

Технологічні аспекти модифікації рослинних протеїнів для оптимізації нутритивної підтримки у сучасній дієтології

Роман Демчина, Ярослава Ваврисевич, Ірина Тараймович
Завантажити статтю
Анотація

Метою статті було встановлення технологічних параметрів гідролізу рослинних білків для отримання гідролізатів із прогнозованим амінокислотним складом, високою біодоступністю та стабільними функціонально-технологічними властивостями. Методологія дослідження ґрунтувалася на порівняльному аналізі ізолятів соєвого, горохового, рисового та конопляного білків із масовою часткою протеїну 76,8-90,4 %. Гідроліз проводився кислотним, лужним та ферментативним способом при контрольованих значеннях pH 2,0-8,5, температурі 37-58 °C та тривалості процесу 30-180 хв. Для оцінювання ефективності визначено ступінь гідролізу, концентрацію вільних амінокислот, молекулярно-масовий розподіл пептидів, розчинність, емульгувальну здатність та піноутворення. Біодоступність оцінювалася шляхом моделювання шлунково-кишкового травлення in vitro. Результати показали, що ферментативний гідроліз забезпечував ступінь перетворення субстрату 38,6-44,9 %, тоді як кислотний гідроліз не перевищував 24,3 %. Найвищу розчинність продемонстрували гідролізати соєвого білка, 91,4 %, та горохового білка, 87,2 %. Для рисового білка цей показник після попередньої структурної активації зростав із 42,8 % до 74,5 %. Концентрація вільних амінокислот у ферментативних гідролізатах збільшувалася у 2,3-3,1 раза порівняно з нативними ізолятами. Пептидні фракції з молекулярною масою 0,5-1 кДа забезпечували найвищу біодоступність, 68,7-72,4 %, та максимальний перехід амінокислот у дифузійну фазу. Комбіновані суміші соєвого та рисового білків у співвідношенні 2:1 формували найстабільніші емульсійні системи зі стабільністю 84,6 %. Практичне значення роботи полягає у можливості створення спеціалізованих білкових композицій для спортивного, клінічного та геріатричного харчування із контрольованими характеристиками засвоєння. Наукова новизна дослідження пов’язана з поєднанням кінетичного аналізу гідролізу, структурної оцінки пептидних фракцій та моделювання біодоступності в єдиній системі вибору технологічних режимів переробки рослинної білкової сировини для потреб сучасної дієтології

Ключові слова

протеїнові ізоляти; пептидні фракції; функціонально-технологічні властивості; in vitro травлення; протеолітична обробка

ЦИТУВАТИ
Demchyna, R., Vavrysevych, Ya., & Taraimovych, I. (2026). Technological aspects of plant protein modification for optimising nutritional support in modern dietetics. Animal Science and Food Technology, 17(2), 32-49. https://doi.org/10.31548/animal.2.2026.32
Використані джерела
  1. Cirunay, A.R.T., Barry-Ryan, C., & McAuliffe, O. (2025). Structural modifications of plant proteins through fermentation: Unlocking their functional and sensory potential in food applications. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 66(10), 2004-2028. doi: 10.1080/10408398.2025.2560680.
  2. Delsoglio, M., et al. (2023). A multi-center prospective study of plant-based nutritional support in adult community-based patients at risk of disease-related malnutrition. Frontiers in Nutrition, 10, article number 1297624. doi: 10.3389/fnut.2023.1297624.
  3. Etzbach, L., Wohlt, D., Susianto, C., Dicke, F., Pflügner, P., Küllmer, F., Acir, I.-H., Gola, S., & Schweiggert-Weisz, U. (2025). Beyond the sum of parts: Exploring the combination of plant protein ingredients for enhanced nutritional quality and techno-functionality. Food Chemistry, 492(2), article number 145517. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.145517.
  4. Fan, Y., Kou, Z., Cao, J., Wang, Z., Zhang, T., Han, R., & Che, D. (2025). Dynamic changes in amino acid release patterns of different plant protein sources during in vitro digestion and their nutritional value assessment. Animals, 15(21), article number 3094. doi: 10.3390/ani15213094.
  5. Feng, X., Ng, K., Ajlouni, S., Zhang, P., Liang, Z., & Fang, Z. (2025). Enhancement of protein hydrolysis and bioactivity in hempseed cake via solid-state fermentation using Aspergillus niger, Bacillus subtilis, and Lactobacillus rhamnosus. Food and Bioprocess Technology, 18(10), 8633-8651. doi: 10.1007/s11947-025-03940-4.
  6. Gasparre, N., Rosell, C.M., & Boukid, F. (2025). Enzymatic hydrolysis of plant proteins: Tailoring characteristics, enhancing functionality, and expanding applications in the food industry. Food and Bioprocess Technology, 18(4), 3272-3287. doi: 10.1007/s11947-024-03648-x.
  7. Großmann, K.K., Merz, M., Appel, D., Thaler, T., & Fischer, L. (2021). Impact of peptidase activities on plant protein hydrolysates regarding bitter and umami taste. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 69(1), 368-376. doi: 10.1021/acs.jafc.0c05447.
  8. Heredia-Leza, G.L., Martínez, L.M., & Chuck-Hernandez, C. (2022). Impact of hydrolysis, acetylation or succinylation on functional properties of plant-based proteins: Patents, regulations, and future trends. Processes, 10(2), article number 283. doi: 10.3390/pr10020283.
  9. Idowu, O.A., & Yupanqui, C.T. (2025). Enzymatic hydrolysis with pepsin enhanced the nutrient compositions of unfractionated soy protein hydrolysate and its cell viability and nitric oxide activities. Food Science & Nutrition, 13(11), article number e71147. doi: 10.1002/fsn3.71147.
  10. Lutskyi, V.V., & Povarova, N.M. (2025). Technological and biochemical aspects of using animal and plant proteins for regulating meat raw material properties. Taurida Scientific Bulletin. Series: Technical Sciences, 2(4), 107-116. doi: 10.32782/tnv-tech.2025.4.2.11.
  11. Makedon, V., Myachin, V., Plakhotnik, O., Fisunenko, N., & Mykhailenko, O. (2024). Construction of a model for evaluating the efficiency of technology transfer process based on a fuzzy logic approach. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 128(2), 47-57. doi: 10.15587/1729-4061.2024.300796.
  12. Medina-Vera, I., Avila-Nava, A., León-López, L., Gutiérrez-Solis, A.L., Talamantes-Gómez, J.M., & Márquez-Mota, C.C. (2024). Plant-based proteins: Clinical and technological importance. Food Science and Biotechnology, 33(11), 2461-2475. doi: 10.1007/s10068-024-01600-5.
  13. Mustățea, G., Ungureanu, E.L., & Iorga, E. (2019). Protein acidic hydrolysis for amino acids analysis in food-progress over time: A short review. Journal of Hygienic Engineering and Design, 26, 81-87.
  14. Nekrasov, P.O., Berezka, T.O., Nekrasov, O.P., Hudz, O.M., & Molchenko, S.M. (2024). Study of the main regularities of kinetics of biocatalytic hydrolysis of vegetable oil. Journal of Chemistry and Technologies, 32(1), 191-197. doi: 10.15421/jchemtech.v32i1.298927.
  15. Opazo-Navarrete, M., Burgos-Díaz, C., Bravo-Reyes, C., Gajardo-Poblete, I., Chacón-Fuentes, M., Reyes, J.E., & Mojica, L. (2025). Comprehensive review of plant protein digestibility: Challenges, assessment methods, and improvement strategies. Applied Sciences, 15(7), article number 3538. doi: 10.3390/app15073538.
  16. Ortega, A.F., Marumo, J.L., Coombe, R., Benoit, A.C., Ross, D.A., & Van Amburgh, M.E. (2025). Amino acid analysis using multiple time point hydrolysis and non-linear regression for determination of amino acid profiles and 21-hour correction factor of biological standards, and dairy cattle milk, tissue, rumen microbes, and various feeds. Animal Feed Science and Technology, 325, article number 116338. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2025.116338.
  17. Rehlund, A.S.G., Canoy, T.S., Nielsen, D.S., Lund, M.N., & Poojary, M.M. (2025). Protein hydrolysis for amino acid analysis revisited. Food Chemistry, 495(1), article number 146224. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.146224.
  18. Ying, X., Agyei, D., Udenigwe, C., Adhikari, B., & Wang, B. (2021). Manufacturing of plant-based bioactive peptides using enzymatic methods to meet health and sustainability targets of the sustainable development goals. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5, article number 769028. doi: 10.3389/fsufs.2021.769028.
  19. Yu, J., Wang, L., & Zhang, Z. (2023). Plant-based meat proteins: Processing, nutrition composition, and future prospects. Foods (Basel, Switzerland), 12(22), article number 4180. doi: 10.3390/foods12224180.
  20. Zaitseva, I.O., Bronnikova, L.I., Lykholat, Yu.V., & Khomenko, L.O. (2025). Plant systems: mechanisms of resistance realization at the cellular level. Dnipro: LIRA.