vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2018-63-4-409-418vestib-392Research ArticleСтатьиХарактеристика биологически активных гидролизатов белков молочной сыворотки и молозиваDescription of biologically active protein hydrolysates of whey and colostrumГоловачТ. Н.HalavachТ. M.

Головач Татьяна Николаевна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Tatsiana M. Halavach – Ph. D. (Biol.), Senior researcher.

4, Nezavisimosti Avе., 220030, Minsk.

halavachtn@gmail.comТарунЕ. И.TarunE. I.

Тарун Екатерина Ивановна – кандидат химических наук, доцент.

ул. Долгобродская, 23/1, 220070, Минск.

Ekaterina I. Tarun – Ph. D. (Chem.), Assistant Professor.

23/1, Dolgobrodskaya Str., 220070, Minsk.

ktarun@tut.byДудчикН. В.DudchikN. V.

Дудчик Наталья Владимировна – доктор биологических наук, доцент, заведующий лабораторией.

ул. Академическая, 8, 220012, Минск.

Natalia V. Dudchik – D. Sc. (Biol.), Assistant Professor, Head of the Laboratory.

8, Akademicheskaya Str., 220012, Minsk.

n_dudchik@tut.byРомановичР. В.RomanovichR. V.

Романович Роман Витальевич – студент.

пр. Независимости, 4, 220030, Минск.

Roman V. Romanovich  – Student.

4, Nezavisimosti Avе., 220030, Minsk.

muninn@tut.byБубраИ. А.BubraI. A.

Бубра Илона Александровна – студент.

пр.  Независимости,  4, 220030, Минск.

Ilona A. Bubra – Student.

4, Nezavisimosti Avе., 220030, Minsk.

ilona.bubra96@gmail.comКурченкоВ. П.KurchenkoV. P.

Курченко Владимир Петрович – кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией.

пр.  Независимости,  4,  220030, Минск.

Vladimir P. Kurchenko – Ph. D. (Biol.), Assistant Professor, Head of the Laboratory.

4, Nezavisimosti Avе., 220030, Minsk.

kurchenko@tut.byБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityМеждународный государственный экологический институт имени А.Д. Сахарова Белорусского государственного университетаInternational Sakharov Environmental Institute of Belarusian State UniversityНаучно-практический центр гигиеныScientific Practical Centre of Hygiene201829102018634409418Copyright © Головач Т.Н., Тарун Е.И., Дудчик Н.В., Романович Р.В., Бубра И.А., Курченко В.П., 20182018Головач Т.Н., Тарун Е.И., Дудчик Н.В., Романович Р.В., Бубра И.А., Курченко В.П.Halavach Т.M., Tarun E.I., Dudchik N.V., Romanovich R.V., Bubra I.A., Kurchenko V.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/392

Изучены антиоксидантные, антимутагенные и антигенные свойства частичных гидролизатов молочной сыворотки и молозива, полученных с применением бактериальной эндопептидазы (алкалазы). Установлено, что глубина протеолиза, качественный и количественный состав белкового компонента образцов обусловливают уровень их антирадикальной активности и степень снижения индуцированного мутирования. По данным ДСН-электрофореза, гидролизат молочной сыворотки содержит расщепленные белки-аллергены, тогда как в гидролизате молозива обнаружена высокомолекулярная фракция (>10 кДа) частично расщепленных иммуноглобулинов. Протеолиз β-лактоглобулина, обладающего высоким аллергенным потенциалом, подтвержден результатами реакции иммунопреципитации. С применением ORAC-метода показано возрастание антиоксидантного действия гидролизованных молочной сыворотки и молозива в 2,8 и 5,0 раза соответственно. Эффект снижения индуцированного мутирования для гидролизата молочной сыворотки при тестировании составил 15,7–49,2 % для штамма Salmonella typhimurium ТА 98 и 18,8–52,1 % для штамма ТА 100, что превышает показатели гидролизата молозива. Получены образцы гипоаллергенных гидролизатов молочной сыворотки и молозива с подтвержденными антиоксидантными и антимутагенными свойствами.

Antioxidant, antimutagenic and antigenic properties of partial hydrolysates of whey and colostrum obtained using bacterial endopeptidase (alcalase) have been investigated. It was found that the depth of proteolysis, qualitative and quantitative composition of protein component of samples determined the level of their antiradical and antimutagenic activity. According to SDS-electrophoresis whey hydrolysate contains cleaved allergen proteins, whereas colostrum hydrolysate possesses a high molecular weight fraction (>10 kDa) of partially digested immunoglobulins. Proteolysis of β-lactoglobulin, which has a high allergenic potential, is confirmed by results of immunoprecipitation reaction. In accordance with the ORAC method antioxidant action of hydrolysed whey and colostrum increased by 2.8 and 5.0 times, respectively. Antimutagenic effect for whey hydrolysate was 15.7–49.2 % when tested on the strain Salmonella typhimurium TA 98 and 18.8–52.1 % for strain TA 100. It exceeded values of colostrum hydrolysate. Samples of whey and colostrum hypoallergenic hydrolysates with confirmed antioxidant and antimutagenic properties have been obtained.

молочная сывороткамолозивоферментативный гидролизалкалазачастичный гидролизатбелково-пептидный составантиоксидантная активностьантимутагенный эффектантигенные свойстваβ-лактоглобулинwheycolostrumenzymatic hydrolysisalcalasepartial hydrolysateprotein and peptide profileantioxidant activityantimutagenic effectantigenic propertiesβ-lactoglobulinReferencesSchaafsma, G. Safety of protein hydrolysates, fractions thereof and bioactive peptides in human nutrition / G. Schaafsma // Eur. J. Clin. Nutr. – 2009. – Vol. 63, N 10. – P. 1161–1168. https://doi.org/10.1038/ejcn.2009.56Schaafsma G. Safety of protein hydrolysates, fractions thereof and bioactive peptides in human nutrition. European Journal of Clinical Nutrition, 2009, vol. 63, no. 10, pp. 1161–1168. https://doi.org/10.1038/ejcn.2009.56Sánchez, A. Bioactive peptides: a review / A. Sánchez, A. Vázquez // J. Food Safety. – 2017. – Vol. 1, N 1. – P. 29–46. https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyx006Sánchez A., Vázquez A. Bioactive peptides: a review. Journal of Food Safety, 2017, vol. 1, no. 1, pp. 29–46. https://doi. org/10.1093/fqsafe/fyx006Conte, F. A study on the quality of bovine colostrum: physical, chemical and safety assessment / F. Conte, S. Scarantino // Int. Food Res. J. – 2013. – Vol. 20, N 2. – P. 925–931.Conte F., Scarantino S. A study on the quality of bovine colostrum: physical, chemical and safety assessment. International Food Research Journal, 2013, vol. 20, no. 2, pp. 925–931.El-Agamy, E. I. The challenge of cow milk protein allergy / E. I. El-Agamy // Small Rumin. Res. – 2007. – Vol. 68, N 1–2. – P. 64–72. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.016El-Agamy E. I. The challenge of cow milk protein allergy. Small Ruminant Research, 2007, vol. 68, no. 1–2, pp. 64–72. https://doi.org/10.1016/j.smallrumres.2006.09.016Wal, J.-M. Bovine milk allergenicity / J.-M. Wal // Ann. Allergy Asthma Immunol. – 2004. – Vol. 93, N 5. – P. S2–S11. https://doi.org/10.1016/s1081-1206(10)61726-7Wal J.-M. Bovine milk allergenicity. Annals of Allergy, Asthma and Immunology, 2004, vol. 93, no. 5, pp. S2–S11. https://doi.org/10.1016/s1081-1206(10)61726-7Antioxidant capacity of cow milk, whey and deproteinized milk / A. Zulueta [et al.] // Int. Dairy J. – 2009. – Vol. 19, N 6–7. – P. 380–385. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.02.003Zulueta A., Maurizi A., Frígola A., Esteve M. J., Coli R., Burini G. Antioxidant capacity of cow milk, whey and deproteinized milk. International Dairy Journal, 2009, vol. 19, no. 6–7, pp. 380–385. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.02.003Effect of probiotics on antioxidant and antimutagenic activities of crude peptide extract from yogurt / B. N. P. Sah [et al.] // Food Chem. – 2014. – Vol. 156, N 1. – P. 264–270. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.01.105Sah B. N. P., Vasiljevic T., McKechnie S., Donkor O. N. Effect of probiotics on antioxidant and antimutagenic activities of crude peptide extract from yogurt. Food Chemistry, 2014, vol. 156, no. 1, pp. 264–270. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.01.105Остерман, Л. А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот: электрофорез и ультрацентрифугирование / Л. А. Остерман. – М. : Наука, 1981. – 288 с.Osterman L. A. Methods for studying proteins and nucleic acids: electrophoresis and ultracentrifugation. Moscow, Nauka Publ., 1981. 288 p. (in Russian).Тарун, Е. И. Сравнение антиоксидантных активностей галловой, кофейной и хлорогеновой кислот / Е. И. Тарун // Тр. БГУ. Физиологические, биохимические и молекулярные основы функционирования биосистем. – 2014. – Т. 9, ч. 1. – С. 186–191.Tarun E. I. Comparison of antioxidant activities of gallic, coffee and chlorogenic acids. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo universiteta. Fiziologicheskie, biokhimicheskie i molekulyarnye osnovy funktsionirovaniya biosistem [Proceedings of the Belarusian State University. Physiological, biochemical and molecular bases of functioning of biosystems], 2014, vol. 9, pt. 1, pp. 186–191 (in Russian).Дудчик, Н. В. Количественная оценка антимутагенной активности растительной композиции в краткосрочном тесте / Н. В. Дудчик // Здоровье и окружающая среда. – 2014. – Т. 1, № 24. – С. 218–221.Dudchik N. V. Quantitative evaluation of antimutagenic activity of plant composition in a short-term test. Zdorov’e i okruzhayushchaya sreda [Health and Environment], 2014, vol. 1, no. 24, pp. 218–221 (in Russian).Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц ; пер. с англ. Ю. А. Данилова ; под ред. Н. Е. Бузикашвили, Д. В. Самойлова. – М. : Практика, 1999. – 459 с.Glantz S. A. Primer of Biostatistics. 4th ed. New York, McGraw-Hill Inc., 1997. 473 p. (Russ. ed.: Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika. Moscow, Praktika Publ., 1998. 459 p.).Иммунологические методы / Х. Амброзиус [ и др.] ; под ред. Г. Фримеля ; пер. с нем. А. П. Тарасова. – М. : Медицина, 1987. – 472 с.Friemel H. (ed.). Immunologische Arbeitsmethoden. 3. Aufl. Jena, VEB Gustav Fischer Verlag, 1984. 522 S. (Russ. ed.: Frimel’ G. (red.). Immunologicheskie metody. Moscow, Meditsina Publ., 1987. 472 p.Halavach, T. M. Enzymatic hydrolysis of milk proteins as a basis of specialized food products biotechnology / T. M. Halavach, V. P. Kurchenko, A. I. Albulov // Nauka i Studia. – 2016. – Vol. 3. – P. 1196–1207.Halavach T. M., Kurchenko V. P., Albulov A. I. Enzymatic hydrolysis of milk proteins as a basis of specialized food products biotechnology. Nauka i Studia, 2016, vol. 3, pp. 1196–1207.Способ получения гидролизата белков молока (варианты): пат. 16161 Респ. Беларусь, МПК А 23 J 3/34, А 23 J 1/20, С 12 N 1/20 / Т. Н. Головач, Н. К. Жабанос, Н. Н. Фурик, В. П. Курченко; заявитель РУП «Институт мясо-молочной промышленности». – N а 20101723; заявл. 2010.11.30; опубл. 2012.08.30 // Афіцыйны бюл. / Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці. – 2012. – N 4. – С. 58–59.Golovach T. N., Zhabanos N. K., Furik N. N., Kurchenko V. P. Method for preparation of milk protein hydrolysate (variants). Patent Republic of Belarus, no. 16161, 2012 (in Russian).O’Keeffe, M. B. Antioxidant effects of enzymatic hydrolysates of whey protein concentrate on cultured human endothelial cells / M. B. O’Keeffe, R. J. FitzGerald // Int. Dairy J. – 2014. – Vol. 36, N 2. – P. 128–135. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2014.01.013O’Keeffe M. B., FitzGerald R. J. Antioxidant effects of enzymatic hydrolysates of whey protein concentrate on cultured human endothelial cells. International Dairy Journal, 2014, vol. 36, no. 2, pp. 128–135. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2014.01.013Reducing and radical-scavenging activities of whey protein hydrolysates prepared with Alcalase / X. Peng [et al.] // Int. Dairy J. – 2010. – Vol. 20, N 5. – P. 360–365. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.019Peng X., Kong B., Xia X., Liu Q. Reducing and radical-scavenging activities of whey protein hydrolysates prepared with Alcalase. International Dairy Journal, 2010, vol. 20, no. 5, pp. 360–365. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.019Identification of bioactive peptides after digestion of human milk and infant formula with pepsin and pancreatin / B. Hernández-Ledesma [et al.] // Int. Dairy J. – 2007. – Vol. 17, N 1. – P. 42–49. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2005.12.012Hernández-Ledesma B., Quirós A., Amigo L., Recio I. Identification of bioactive peptides after digestion of human milk and infant formula with pepsin and pancreatin. International Dairy Journal, 2007, vol. 17, no. 1, pp. 42–49. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2005.12.012The dual effects of Maillard reaction and enzymatic hydrolysis on the antioxidant activity of milk proteins / N. S. Oh [et al.] // J. Dairy Sci. – 2013. – Vol. 96, N 8. – P. 4899–4911. https://doi.org/10.3168/jds.2013-6613Oh N. S., Lee H. A., Lee J. Y., Joung J. Y., Lee K. B., Kim Y., Lee K. W., Kim S. H. The dual effects of Maillard reaction and enzymatic hydrolysis on the antioxidant activity of milk proteins. Journal of Dairy Science, 2013, vol. 96, no. 8, pp. 4899–4911. https://doi.org/10.3168/jds.2013-6613β-Casein hydrolysate generated by the cell envelope-associated proteinase of Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis CRL 581 protects against trinitrobenzene sulfonic acid-induced colitis in mice / M. B. E. Turbay [et al.] // J. Dairy Sc. – 2012. – Vol. 95, N 3. – P. 1108–1118. https://doi.org/10.3168/jds.2011-4735Turbay M. B. E., de Moreno de LeBlanc A., Perdigón G., Savoy de Giori G., Hebert E. M. β-Casein hydrolysate generated by the cell envelope-associated proteinase of Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis CRL 581 protects against trinitrobenzene sulfonic acid-induced colitis in mice. Journal of Dairy Science, 2012, vol. 95, no. 3, pp. 1108–1118. https://doi.org/10.3168/jds.2011-4735

The authors declare that there are no conflicts of interest present.