Актуальность

Идея проекта заключается в разработке инновационной технологии глубокой переработки кобыльего молока путем поэтапного выделения белковых компонентов с получением новых продуктов пищевого и фармацевтического назначения. Будет разработана технология выделения и переработки белковых компонентов кобыльего молока. Основная проблема, на которую нацелен проект, связан с устойчивостью казеиновой фракции кобыльего молока к известным молокосвертывающим ферментам. Вследствие этого, отсутствуют эффективные и недорогие методы разделения белков на казеиновую и альбуминовую фракции. Установленная высокая коагуляционная активность химозина двугорбого верблюда в отношении кобыльего молока, позволяет проводить ферментативное разделение казеинов и альбуминов с последующим получением новых оригинальных продуктов: сыры, высокоочищенные сывороточные белки, лактоферрин.

Среди нетрадиционных видов молока перспективным представляется  кобылье молоко, которое является потенциальным кандидатом в качестве основы различных функциональных продуктов. Повышенный интерес к кобыльему молоку обусловлен уникальными характеристиками молока и продуктами из него. Состав кобыльего молока значительно отличается от состава молока основных молочных видов: коров, буйволов, коз и овец. Продуктивное коневодство является традиционной отраслью сельского хозяйства Республики Казахстан и может являться перспективным источником новых инновационных продуктов. Производство кобыльего молока активно осуществляется в Казахстане, так как этот продукт имеет высокую востребованность в республике и далеко за ее пределами.

При правильной переработке молока используются все его составляющие, что приносит высокую экономическую пользу. К сожалению, имеющиеся технологии переработки коровьего молока нельзя применить к кобыльему из-за существенных различий по составу белков, жиров, минералов и углеводов. В плане белков кобылье молоко называют альбуминовым, так как соотношение казеинов к альбуминглобулиновой фракции в молоке составляет 50,5% к 49,5%, для сравнения в коровьем это соотношение составляет 78,4% к 21,6%. Содержание лактозы в кобыльем молоке доходит до 7%, что сходно с содержанием лактозы в грудном молоке человека и значительно превышает содержание лактозы в коровьем молоке (менее 5%). Минеральное содержание кобыльего молока почти в два раза ниже по сравнению с коровьим молоком и приближается к минеральному составу грудного молока. В общем, по совокупности характеристик, кобылье молоко имеет большее сходство с грудным молоком человека, чем с коровьим, что объясняет возрастающий интерес к молоку кобылиц.

Научная новизна проекта заключается в исследовании факторов, влияющих на коагуляционную, пептидазную и протеолитическую активность верблюжьего химозина из C. bactrianus и изучении процессов выделения сывороточных белков и лактоферрина без их денатурации с сохранением их свойств. Практическая значимость проекта заключается разработке технологии по комплексной переработке кобыльего молока с получением конкретных и востребованных продуктов

Результаты исследований будут востребованы в биотехнологии, пищевой и перерабатывающей промышленности и окажут положительный эффект на развитие научно-исследовательского и кадрового потенциала. 

Цель

Цель проекта заключается в изучении коагуляционной, пептидазной и протеолитической активности верблюжьего химозина из Camelus bactrianus на кобыльем молоке и разработке технологии глубокой переработки кобыльего молока в новые инновационные продукты.

Ожидаемые результаты

Будет наработан и очищен рекомбинантный верблюжий химозин в препаративном количестве. Будет определена пептидазная активность верблюжьего химозина на клонированных фрагментах κ-казеина молока. Будет определена протеолитическая активность верблюжьего химозина на казеинах, сывороточных белках и лактоферрине. Будут изучены биохимические параметры коагуляционной активности рекомбинантного верблюжьего химозина на кобыльем молоке. Будут оптимизированы условия для получения сырного сгустка из кобыльего молока. Будут оптимизированы параметры выделения и получения лактоальбуминов, лактоглобулинов и лактоферрина. Будет определен состав сывороточных пептидов. Будут изучены биологические свойства сывороточных пептидов и лактоферрина.

Будут использованы методы биохимии, молекулярной биологии, биотехнологии.

Руководитель проекта

Турсунбекова Аннеля Ерназаровна (Scopus Author ID: 58131481100, Researcher ID: HIG-8491-2022, ORCID: 0000-0002-7536-7451)

Члены исследовательской группы

Акишев Жигер Дастанович (Scopus Author ID: 56674741700, Researcher ID: N-6206-2017, ORCID: 0000-0001-9943-1625)

Кирибаева Асель Калиаскаровна (Scopus Author ID: 57215499873, ResearcherID: N-6774-2017, ORCID: 0000-0002-8293-2340)

Актаева Сания Айдарбековна (Scopus Author ID: 57439359000, ResearcherID: AAR-5133-2020, ORCID: 0000-0001-6346-5866)

Мадуахасова Арина Кайратовна (ResearcherID: JNE-6827-2023, ORCID: 0009-0005-1460-0802)

Әуез Мәдина Қанатбекқызы (ResearcherID: GZG-7318-2022 ORCID: 0000-0001-7159-2793)

Публикации и охранные документы руководителя проекта и членов исследовательской группы, касающиеся темы проекта

1. Akishev Zh., Aktayeva S., Abdullayeva A., Baltin K., Kiribayeva A, Mussakhmetov A, Tursunbekova A., Ramankulov Ye., Khassenov B. Obtaining of recombinant camel chymosin and testing its milk-clotting activity on cow’s, goat’s, ewes’, camel’s and mare’s milk // Biology (MDPI). 2022, Vol 11, Issue 11, e1545. https://doi:10.3390/biology11111545   (Q2, Impact Factor 4.2, Cite Score 4.0, Percentile 61).
2. Акишев Ж.Д., Турсунбекова А.Е. Хасенов Б.Б. Молокосвертывающая активность рекомбинантного верблюжьего химозина // Вестник КазНУ. Серия биологическая. Том 90 №1. 2022. С. 39-49. https://doi:10.26577/eb.2022.v90.i1.04.
3. Akishev Zh., Aktayeva S., Shamsiyeva Yu., Tursunbekova A., Kalemshariv B., Tultabayeva Т., Khassenov B. Milk-clotting activity of recombinant bovine and camel chymosin for cow’s, goat’s and ewes’ milk // Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2023. No. 2. P.61-68. https://doi:10.11134/btp.2.2023.8 (РИНЦ-0,117).
4. Akishev Zh., Abdullayeva A., Mussakhmetov A., Bekbayeva A., Tursunbekova A., Kalemshariv B., Tultabayeva Т., Khassenov B. The obtaining of the recombinant camel chymosin by submerge fermentation in the pilot bioreactor // Eurasian Journal of Applied Biotechnology, 2023. No. 1. P.48-55 https://doi:10.11134/btp.1.2023.4 (РИНЦ-0,117).
5. Akishev Zh., Kiribayeva A., Mussakhmetov A, Baltin K., Ramankulov Ye., Khassenov B. Constitutive expression of Camelus bactrianus prochymosin B in Pichia pastoris // Heliyon. 2021. Volume 7, Issue 5, e07137 https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07137 (Q2, Impact Factor 3.776, CiteScore 2.7, Percentile 75).
6. Akishev Zh., Abdullaeva A., Khassenov B., Ramankulov Ye. Pilot-scale production of recombinant Camelus bactrianus chymosin B in Pichia (Komagataella) pastoris under constitutive GAP promoter // Journal of Biotechnology. 2018. Vol. 280S. P.S61. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2018.06.200  (Q2, ImpactFactor 3.142, CiteScore 3.09, Percentile 74)
7. Акишев Ж.Д., Раманкулов Е.М., Хасенов Б.Б. Способ получения молокосвертывающего фермента на основе рекомбинантного верблюжьего химозина // Патент Республики Казахстан №34896 от 19.02.2021.
8. Акишев Ж.Д., Абдуллаева А.Н., Раманкулов Е.М., Хасенов Б.Б. Штамм Pichia pastoris GS115/prochymB, продуцирующий секреторный рекомбинантный прохимозин В из Bos taurus // Патент Республики Казахстан №33483 от 25.02.2019.