حصل علماء جامعة جنوب أورال الحكومية على براءة اختراع لبرنامج كمبيوتر مخصص للبحث عن الإنزيمات اللازمة لتفكيك بروتينات الحليب. ويسمح هذا التطبيق، الذي يعتمد على قاعدة بيانات متخصصة، باختيار المحفزات الحيوية في غضون ثوانٍ قليلة، مما يساعد على استخلاص الببتيد المطلوب من المادة الخام. وتُستخدم المواد الخام الناتجة في إنتاج أغذية للأشخاص الذين يعانون من السكري، وأمراض القلب والأوعية الدموية، وارتفاع ضغط الدم.
ويتم الحصول على هيدروليزات البروتين، أو مخاليط البروتينات المجزأة، من خلال عملية التخمير، وهي تفكيك المواد العضوية (الكربوهيدرات، البروتينات، الدهون) تحت تأثير الكائنات الحية الدقيقة أو إنزيماتها. وتسمح عملية التخمير باستخراج ببتيدات حيوية نشطة وأحماض أمينية حرة متنوعة من بروتينات الحليب، والتي لها تأثيرات مضادة للأكسدة، ومضادة للالتهابات، ومضادة للأورام في جسم الإنسان.
ويهدف البرنامج الحاسوبي الفريد الذي طوره علماء تشيليابينسك إلى البحث السريع والفعال عن الإنزيم المناسب.
تحدث إيليا تشانوف، طالب الدكتوراه في قسم الأغذية والتكنولوجيا الحيوية بجامعة جنوب أورال الحكومية، قائلاً: "إن البحث عن الإنزيمات المناسبة لتفكيك كل نوع من أنواع بروتين الحليب عملية معقدة وتستغرق وقتاً طويلاً. فإما أن تضطر للعمل مسبقاً مع المراجع المتخصصة، أو استخدام قواعد بيانات ضخمة. وعادة ما لا تقتصر هذه القواعد على نوع واحد من البروتين، بل تشمل بروتينات حيوانية ونباتية أخرى إلى جانب الحليب. أما نحن، فقد أنشأنا قاعدة بيانات معلوماتية أكثر تركيزاً واختصاراً بناءً على عينة ضخمة ومعروفة من البيانات، مما يوفر الوقت والجهد بشكل كبير في العمل".
وطور الباحثون تطبيقاً خاصاً للبحث بلغة بايثون يعمل بالتزامن مع قاعدة البيانات الجديدة دون الحاجة للاتصال بالإنترنت. وتتميز واجهة التطبيق بالبساطة والوضوح: إذ يكفي إدخال بروتين الحليب أو المصل المراد دراسته (الركيزة) في سطر البحث الأول، وإدخال الببتيد المطلوب الحصول عليه (أو سلسلة الببتيدات – بولي ببتيد) في السطر الثاني. ويقوم البرنامج فوراً بتحديد الإنزيم المناسب، مما يتيح للعالم أو المنتج البدء في عملية تخمير الركيزة دون إضاعة الوقت في تجارب الاختيار العشوائي.
وتساعد العديد من الببتيدات النشطة حيوياً، التي تدخل في تركيب المنتجات الغذائية المتخصصة، في الحفاظ على صحة الأشخاص المصابين بالسكري، وأمراض القلب والأوعية الدموية، وارتفاع ضغط الدم.
سيكون البرنامج مفيداً في الأنشطة العلمية والتعليم الجامعي، وكذلك في الإنتاج الغذائي الصناعي عند تطوير تقنيات جديدة في سوق هيدروليزات البروتين الذي لا يزال قيد التطوير في روسيا.