Projektowanie białek w branży spożywczej. AI model AlphaFold2. Nobel z chemii ’24.

Osiągnięcia nagrodzone Noblem w 2024 roku (DAVID BAKER, DEMIS HASSABIS, JOHN JUMPER)[1] mogą zrewolucjonizować branżę spożywczą, ponieważ umożliwiają tworzenie białek o lepszych właściwościach funkcjonalnych, bardziej bezpiecznych dla zdrowia, o nowych zastosowaniach i większym potencjale prozdrowotnym[2].

Dzięki AI i nowym metodom projektowania białek, producenci żywności będą mogli stworzyć bardziej innowacyjne i zrównoważone.

Kluczowe odkrycia, takie jak przewidywanie struktury białek za pomocą AI (AlphaFold2) oraz możliwość tworzenia nowych, sztucznych białek dzięki programowi Rosetta, mogą otworzyć nowe ścieżki rozwoju w produkcji żywności w tym suplementów diety. Poniżej przedstawiamy praktyczne zastosowanie nagrodzonych osiągnięć.

Optymalizacja białek funkcjonalnych w produktach spożywczych

Nowe technologie mogą umożliwić projektowanie białek o specyficznych funkcjach, które można wykorzystać w żywności. Branża spożywcza ma szansę zyskać narzędzia do opracowywania nowych, bardziej stabilnych lub funkcjonalnych białek, na przykład:

• Przy użyciu technologii de novo design, można stworzyć białka roślinne, które są bardziej zbliżone do białek zwierzęcych pod względem tekstury, smaku i wartości odżywczych, co mogłoby zrewolucjonizować branżę roślinnych alternatyw dla mięsa i nabiału.
• nowo zaprojektowane białka mogą być bardziej odporne na temperatury, pH lub inne procesy technologiczne, co ułatwi ich zastosowanie w przetwarzaniu żywności bez utraty wartości odżywczych.

Lepsze zrozumienie działania alergenów

Dzięki przewidywaniu struktury białek z większą dokładnością można dokładniej badać potencjalne alergeny i ich interakcje z układem immunologicznym. Możliwe jest także projektowanie białek, które nie wywołują reakcji alergicznych, co mogłoby zmniejszyć ryzyko dla osób z alergiami pokarmowymi.

Tworzenie innowacyjnych dodatków funkcjonalnych

Białka o nowych funkcjach, zaprojektowane z wykorzystaniem osiągnięć Davida Bakera na przykład:

• białka, które wspierają zdrowie układu pokarmowego, poprawiają równowagę mikrobiologiczną lub wzmacniają odporność.
• nowe enzymy, zoptymalizowane pod kątem wydajności, mogą zostać wprowadzone do procesów produkcji żywności, poprawiając takie aspekty, jak trawienie laktozy w mleku czy jakość chleba bezglutenowego.

Rozwój produktów o korzystnym wpływie na zdrowie

Nowe białka mogą być zaprojektowane tak, aby miały określone działanie prozdrowotne (!). Na przykład białka, które modulują metabolizm tłuszczów, glukozy lub mają działanie przeciwzapalne, mogłyby znaleźć zastosowanie w żywności funkcjonalnej wspierającej zdrowie serca i kontrolę cukru we krwi.

Zrównoważony rozwój i alternatywy białek zwierzęcych

Tworzenie nowych białek może pomóc branży spożywczej w odpowiedzi na wyzwania związane z ograniczonymi zasobami białek zwierzęcych i rosnącym zapotrzebowaniem na bardziej zrównoważone źródła białka.

Potencjał dla branży spożywczej jest ogromny. Bez wątpienia jednak rozważając zastosowanie nowych technologii należy uwzględnić realizację procedur unijnych w celu umożliwienia komercjalizacji żywności lub składników żywności zawierających innowacyjne białka.

Chętnie odpowiemy na wszelkie pytania dotyczące praktycznego zastosowania ww. osiągnieć nagrodzonych Noblem w branży spożywczej oraz wymagań prawnych jakie należy spełnić w celu komercjalizacji tych zastosowań igifoodlaw@igifoodlaw.com

[1] Białka kontrolują i napędzają wszystkie reakcje chemiczne, które razem stanowią podstawę życia. Białka składają się zazwyczaj z 20 różnych aminokwasów, które można opisać jako elementy budulcowe życia. W 2003 roku David Bakerowi udało się wykorzystać te bloki do zaprojektowania nowego białka, które nie przypominało żadnego innego białka. Baker wykorzystał metody komputerowe, które opracował. Stworzyło to możliwości opracowania ogromnej różnorodności nowych białek. Nowe białka mogą być stosowane na przykład w lekach, szczepionkach, materiałach i czujnikach.

[2] Opracowano na podstawie https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/summary/