Суперэнзим: ферментные препараты и их применение¶

Суперэнзим — обобщённое торговое и бытовое название для группы ферментных (энзимных) препаратов и биологически активных добавок, а также для отдельных ферментов с повышенной каталитической активностью или устойчивостью. Термин не является строгим научным обозначением: в биохимии не существует отдельного класса «суперэнзимов», а в медицине, ветеринарии и бытовой химии под этим словом чаще всего понимают комплексы пищеварительных ферментов либо ферменты с улучшенными характеристиками, полученные методами биотехнологии. Наибольшую известность в русскоязычном пространстве получил препарат «Суперэнзим» — ветеринарная и биологически активная добавка на основе ферментов, применяемая в животноводстве и птицеводстве.

¶Терминология и содержание понятия

Слово «суперэнзим» образовано от латинского super («сверх», «над») и enzymum («фермент», «закваска»). Оно используется в нескольких значениях:

• торговое наименование конкретных ферментных продуктов (кормовых добавок, БАД, ветеринарных средств);
• бытовое обозначение ферментных комплексов с широким спектром действия;
• в научно-популярной литературе — метафора для ферментов с аномально высокой активностью, например ферментов экстремофильных микроорганизмов.

Строгая научная классификация ферментов основана на типе катализируемой реакции и делит их на шесть классов: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы и лигазы. Понятие «суперэнзим» в эту классификацию не входит.

¶История и происхождение

Изучение ферментов началось в XIX веке: в 1833 году французские химики Ансельм Пайен и Жан-Франсуа Персо выделили из солода вещество, расщепляющее крахмал (диастазу). Термин «энзим» предложил в 1877 году немецкий физиолог Вильгельм Кюне. В 1897 году Эдуард Бухнер доказал, что брожение вызывается ферментами вне живой клетки, за что получил Нобелевскую премию по химии 1907 года.

Промышленное производство ферментных препаратов началось в XX веке, особенно после развития глубинного культивирования микроорганизмов в 1940–1950-х годах. Именно тогда появились технологии получения ферментов в больших количествах, что сделало возможным их применение в пищевой промышленности, медицине и сельском хозяйстве. Коммерческие названия с приставкой «супер-» стали появляться во второй половине XX века как маркетинговый приём, подчёркивающий улучшенные свойства продукта по сравнению с аналогами.

¶Состав и источники ферментов

Ферментные препараты, называемые «суперэнзимами», обычно содержат несколько типов гидролаз:

Источниками ферментов служат бактерии, микроскопические грибы, дрожжи, растения и ткани животных. Для промышленного производства чаще используют микроорганизмы, поскольку они позволяют получать ферменты в больших объёмах, с высокой стабильностью и при относительно низкой стоимости.

¶Применение

¶В животноводстве и птицеводстве

Кормовые ферментные добавки вводят в рационы сельскохозяйственных животных и птицы для повышения усвояемости питательных веществ. Фитаза улучшает усвоение фосфора, ксиланаза и глюканаза снижают вязкость корма на основе зерновых, протеазы повышают перевариваемость белка. Это позволяет снизить расход корма и уменьшить содержание фосфора в помёте и навозе.

¶В медицине и диетологии

Пищеварительные ферментные препараты применяются при недостаточности внешнесекреторной функции поджелудочной железы, при хроническом панкреатите, после операций на желудочно-кишечном тракте. Действующим началом таких средств являются амилаза, липаза и протеаза. Дозировка определяется по липазной активности, измеряемой в единицах действия. Биологически активные добавки с ферментами не являются лекарствами и не заменяют терапию; их эффективность при ряде заявленных показаний не подтверждена клиническими исследованиями.

¶В промышленности

Ферменты широко применяются в пищевой промышленности (хлебопечение, сыроварение, производство соков и пива), в текстильной отрасли (обработка целлюлозных волокон), в производстве моющих средств (протеазы и липазы для удаления белковых и жировых загрязнений), в целлюлозно-бумажной промышленности и в биотопливной отрасли.

¶Биотехнологические аспекты

Современные «суперэнзимы» нередко представляют собой результат направленной эволюции или генной инженерии. Методы белковой инженерии позволяют повысить термостабильность, изменить оптимум pH, увеличить каталитическую активность. Ферменты экстремофилов — микроорганизмов, обитающих в горячих источниках, соляных озёрах, при низких температурах — служат источником ферментов, работающих в жёстких условиях. Такие ферменты востребованы в промышленности, где процессы идут при высоких температурах или в агрессивных средах.

¶Критика и ограничения

Основные критические замечания касаются маркетингового характера термина и отсутствия чёткого определения. Продукты под названием «суперэнзим» могут существенно различаться по составу, активности и качеству. Для ферментных препаратов медицинского назначения требуется доказанная эффективность в клинических исследованиях; для БАД и кормовых добавок требования к доказательной базе ниже. Кроме того, ферменты — белки, и при приёме внутрь они расщепляются в желудке, если не имеют кислотоустойчивой оболочки; это ограничивает их действие при пероральном применении.

Активность ферментов измеряется в стандартизированных единицах, и сопоставление продуктов разных производителей корректно только при указании методики измерения. Отсутствие единой системы маркировки затрудняет сравнение.

¶Регулирование

В Российской Федерации ферментные препараты медицинского назначения регистрируются как лекарственные средства, кормовые добавки — в системе ветеринарного надзора, а БАД — как пищевая продукция. Требования к производству, маркировке и заявленным свойствам различаются в зависимости от категории. В странах Европейского союза кормовые ферменты проходят оценку безопасности Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA).