Аннотация

Введение. На сегодняшний день наблюдается значительное ухудшение здоровья населения, связанное с образом жизни. Одним из признаков такого ухудшения является возникновение аллергических реакций на определённые компоненты пищи. Молоко и молочные продукты, благодаря содержанию биологически активных веществ, относятся к функциональным продуктам питания, систематического употребление которых способствует улучшению здоровья населения. Наличие аллергенов в молоке (сывороточные и молочные белки, в особенности казеин, молочный сахар) может нанести вред людям, имеющим аллергическую реакцию на перечисленные компоненты. Поэтому актуальной задачей является снижение аллергенных свойств казеинов. Цель работы заключается в осуществлении подбора рабочих параметров протеолиза казеина рядом ферментов – эндопептидаз, а именно трипсином, химотрипсином, термолизином, для получения биопептидов из казеина путем варьирования параметров гидролиза.
Объекты и методы исследования. Гидролизаты казеина – биопептиды, исходным сырьем (субстратом) для которых являлся доступный и ценный белок молока – пищевой казеин. В качестве протеаз были использованы следующие ферменты: трипсин, химотрипсин и термолизин. В работе применялись общепринятые методы.
Результаты и их обсуждение. В ходе проведения гидролиза при температуре 37 ± 2 °С и с использованием различных параметров (фермент, соотношение фермент-субстрата, продолжительность гидролиза) было установлено, что рабочие значения активной кислотности (рН) находились от 7,05 ± 0,2 до 7,44 ± 0,2. Также при увеличении времени протеолиза увеличивается количество свободных аминокислот. Для получения гидролизованных смесей, содержащих пептиды молекулярной массой менее 18 кДа, рационально использовать термолизин при соотношении 1:100 в течение 24,00 ± 0,05 ч, химотрипсин и трипсин при соотношении 1:25 в течение 24,00 ± 0,05 ч. Для получения гидролизата, содержащего большое количество аминокислот, необходимо использовать при протеолизе химотрипсин при соотношении фермент-субстрат 1:25 в течение 24 ч или термолизин при соотношении 1:100.
Выводы. Полученные гидролизаты казеина, содержащие биопептиды, которые являются гипоаллергенными, в сравнении с исходным казеином, в дальнейшем могут использоваться при изготовлении специализированной молочной продукции для диетического, спортивного и детского питания.

Ключевые слова

Гидролиз, протеолиз, казеин, белки, пептиды, аминокислоты, трипсин, химотрипсин, термолизин, аллергия

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Prosekov, A. Yu. Providing food security in the existing tendencies of population growth and political and economic instability in the world / A. Yu. Prosekov, S. A. Ivanova // Foods and Raw Materials. – 2016. – Vol. 4, № 2. – Р. 201–211. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2016-2-201-211.
2. Perspective: advancing understanding of population nutrient-health relations via metabolomics and precision phenotypes / S. Andraos, M. Wake, R. Saffery [et al.] // Advances in Nutrition. – 2019. – Vol. 10, № 6. – Р. 944–952. https://doi.org/10.1093/advances/nmz045.
3. Antioxidant properties of milk and dairy products: a comprehensive review of the current knowledge / I. T. Khan, M. Nadeem, M. Imran [et al.] // Lipids in Health and Disease. – 2019. – Vol. 18, № 1. https://doi.org/10.1186/s12944-019-0969-8.
4. Dairy fats and cardiovascular disease: Do we really need to be concerned? / R. Lordan, A. Tsoupras, B. Mitra [et al.] // Foods. – 2018. – Vol. 7, № 3. https://doi.org/10.3390/foods7030029.
5. Genes and eating preferences, their roles in personalized nutrition / A. Vesnina, A. Prosekov, O. Kozlova [et al.] // Genes. – 2020. – Vol. 11, № 4. https://doi.org/10.3390/genes11040357.
6. Molecular approaches for diagnosis, therapy and prevention of cow´s milk allergy / B. Linhart, R. Freidl, O. Elisyutina [et al.] // Nutrients. – 2019. – Vol. 11, № 7. https://doi.org/10.3390/nu11071492.
7. Cow’s milk allergy: From allergens to new forms of diagnosis, therapy and prevention / H. Hochwallner, U. Schulmeister, I. Swoboda [et al.] // Methods. – 2014. – Vol. 66, № 1. – Р. 22–33. https://doi.org/10.1016/j.ymeth.2013.08.005.
8. Production of hypoallergenic milk from DNA-free beta-lactoglobulin (BLG) gene knockout cow using zinc-finger nucleases mRNA / Z. Sun, M. Wang, S. Han [et al.] // Scientific Reports. – 2018. – Vol. 8, № 1. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32024-x.
9. Nongonierma, A. B. Enhancing bioactive peptide release and identification using targeted enzymatic hydrolysis of milk proteins / A. B. Nongonierma, R. J. FitzGerald // Analytical and Bioanalytical Chemistry. – 2018 – Vol. 410, № 15. – P. 3407–3423. https://doi.org/10.1007/s00216-017-0793-9.
10. Nano-biosensing platforms for detection of cow’s milk allergens: An overview / M. Nehra, M. Lettieri, N. Dilbaghi [et al.] // Sensors. – 2019. – Vol. 20, № 1. https://doi.org/10.3390/s20010032.
11. Rawlings, N. D. Origins of peptidases / N. D. Rawlings, A. Bateman // Biochimie. – 2019. – Vol. 166. – Р. 4–18. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2019.07.026.
12. Anti-inflammatory and antioxidant properties of casein hydrolysate produced using high hydrostatic pressure combined with proteolytic enzymes / F. Bamdad, S. H. Shin, J.-W. Suh [et al.] // Molecules. – 2017. –Vol. 22, № 4. https://doi.org/10.3390/molecules22040609.
13. Ферментативная обработка как инструмент придания функциональных свойств белкам молочной сыворотки / Е. Ю. Агаркова, А. Г. Кручинин, К. А. Рязанцева [и др.] // Аграрно-пищевые инновации. – 2019. – Т. 8, № 4. – С. 81–88. https://doi.org/10.31208/2618-7353-2019-8-81-88.
14. Снижение аллергенных свойств белков молока. Технологические подходы / В. П. Курченко, Т. Н. Головач, В. И. Круглик [и др.] // Молочная промышленность. – 2012. – № 4. – С. 73–75.
15. Пат. 2415943C1 Российская Федерация, МПК C12P21/06, C07K7/08. Биологически активный пептид, полученный из молочного белка / Козлова О. В., Разумникова И. С., Бабич О. О. [и др.]; заявитель и патентообладатель Козлова О. В., Разумникова И. С., Бабич О. О. [и др.]. – № 2010105589/10; заявл. 16.02.2010; опубл. 10.04.2011; Бюл. № 10. – 5 с.
16. Курбанова, М. Г. Исследование влияния фермент-субстратного соотношения на процесс гидролиза сывороточных белков / М. Г. Курбанова, К. А. Шевякова // Вестник современных исследований. – 2017. – Т. 11, № 8–1. – С. 38–40.
17. Закономерности гидролиза сывороточных белков экзо- и эндопротеазами / Т. Н. Головач, Н. В. Гавриленко, Н. К. Жабанос [и др.] // Труды Белорусского государственного университета. Серия: Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. – 2008. – Т. 3, № 1. – С. 85–98.
18. ОФС.1.2.1.0023.15. Электрофорез в полиакриламидном геле [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-2-1-0023-15-elektroforez-v-poliakrilamidnom-gele/. – Дата обращения 03.11.2020.
19. Comparison of the allergenicity and immunogenicity of camel and cow’s milk – A study in brown Norway rats / N. Z. Maryniak, E. B. Hansen, A.-S. R. Ballegaard [et al.] // Nutrients. – 2018. – Vol. 10, № 12. https://doi.org/10.3390/nu10121903.
20. Курбанова, М. Г. Направленный гидролиз белков молока / М. Г. Курбанова, О. О. Бабич, А. Ю. Просеков // Молочная промышленность. – 2010. – № 10. – С. 73–75.
21. Modulation of milk allergenicity by baking milk in foods: A proteomic investigation / S. L. Bavaro, E. De Angelis, S. Barni [et al.] // Nutrients. – 2019. – Vol. 11, № 7. https://doi.org/10.3390/nu11071536.
22. Azdad, O. Reduction of the allergenicity of cow’s milk α-lactalbumin under heat-treatment and enzymatic hydrolysis in Moroccan population / O. Azdad, N. Mejrhit, L. Aarab // European Annals of Allergy and Clinical Immunology. – 2018. – Vol. 50, № 4. – Р. 177–183. https://doi.org/10.23822/EurAnnACI.1764-1489.60.
23. Агаркова, Е. Ю. Ферментативная конверсия как способ получения биологически активных пептидов / Е. Ю. Агаркова, А. Г. Курчинин // Вестник мурманского государственного технического университета. – 2018. – Т. 21, № 3. – С. 412–419. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2018-21-3-412-419.
24. Кручинин, А. Г. Использование протеолиза белков молока при разработке молочных продуктов со сниженной аллергенностью / А. Г. Кручинин, К. А. Рязанцева, Е. Ю. Агаркова // Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова. – 2015. – № 1. – С. 289–291.
25. Яйленко, А. А. Роль макро- и микронутриентов в профилактике и коррекции когнитивных расстройств у детей / А. А. Яйленко // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. – 2020. – Т. 19, № 1. – С. 216–226.
26. Protein digestion of baby foods: Study approaches and implications for infant health / J. Gan, G. M. Bornhorst, B. M. Henrick [et al.] // Molecular Nutrition and Food Research. – 2018. – Vol. 62, № 1. https://doi.org/10.1002/mnfr.201700231.
27. Identification and quantification of phenolic compounds of Western Siberia Astragalus danicus in different regions / O. Babich, A. Prosekov, A. Zaushintsena [et al.] // Heliyon. – 2019. – Vol. 5, № 8. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02245.