Комбінація сефадексів для виділення протеїнових фракцій з сироватки молока

Whey proteins perform important biological functions. They can also be a source of numerous natural bioactive peptides that have a positive effect on various physiological systems of the body. For research and usage of this phenomenon, the question of these proteins isolating with saving of their structure and biological functions is relevant. Considering the significant difference in molecular weights, gel filtration is a promising method. The purpose of the study was the fractionation of milk whey proteins using gel filtration with a combination of different dextran gels. We used in the work milk whey proteins after isoelectric precipitation of casein and isolation of low molecular weight peptides by gel filtration on Sephadex G-25. The first gel filtration of the whey protein preparation was performed on a column with Sephadex G-150. For further fractionation were used three sectors from the first two chromatographic peaks obtained by gel filtration on Sephadex G-150. The first peak contains high molecular fractions of proteins eluting with a volume close to the free volume of the chromatographic column. The second asymmetric peak consists mainly of β-lactoglobulin and α-lactalbumin mixture. The third peak includes low molecular weight polypeptides and peptides that are not fixed in a polyacrylamide gel. The combined chromatographic fractions of three sectors from the first two chromatographic peaks were re-fractionated on a G-100 column. Electrophoretic analysis of chromatographic fractions after repeated chromatography of milk whey proteins confirmed the feasibility of choosing a certain sequence of sephadex. At the same time, the yield of β-lactoglobulin fraction increases by 12 ± 1 %, and α-lactalbumin by 9 ± 1 % compared to the results obtained by repeated gel filtration on one Sephadex (G-100). The degree of purification of β-lactoglobulin and α-lactalbumin, according to the densitometry, was 93 ± 5 % and 77 ± 4 %, respectively.Протеїни сироватки молока виконують важливі біологічні функції. Також вони можуть бути джерелом численних природних біоактивних пептидів, які позитивно впливають на різні фізіологічні системи організму. Для дослідження і використання цього явища актуальним є питання виділення цих протеїнів зі збереженням їхньої структури і біологічних функцій. Основними недоліками класичних методів досліджень протеїнів є складність, багатостадійність, використання токсичних реагентів. Окрім цього, такі умови виділення можуть руйнувати нативну структуру і відповідно призводити до втрати біологічних властивостей. Враховуючи значну різницю в молекулярних масах, перспективним методом є гель-фільтрація. Метою дослідження було фракціонування протеїнів сироватки молока з допомогою гель-фільтрації з комбінацією різних декстранових гелів. В роботі використали протеїни сироватки молока після ізоелектричного осадження казеїну і виділення низькомолекулярних пептидів гель-фільтрацією на сефадексі G-25. Першу гель-фільтрацію препарату протеїнів сироватки проводили на колонці з сефадексом G-150. Для подальшого фракціонування було використано три сектори з двох перших хроматографічних піків, що були отримані гель-фільтрацією на сефадексі G-150. Перший пік містить високомолекулярні фракції протеїнів, що елююються з об’ємом, близьким до вільного об’єму хроматографічної колонки. Другий асиметричний пік складається переважно з суміші β-лактоглобуліну та α-лактальбуміну. Третій пік включає низькомолекулярні поліпептиди і пептиди, які не фіксуються в поліакриламідному гелі. Об’єднані хроматографічні фракції трьох секторів з двох перших хроматографічних піків фракціонували повторно на колонці G-100. Електрофоретичний аналіз хроматографічних фракцій після повторної хроматографії протеїнів сироватки молока підтвердив доцільність вибору певної послідовності сефадексів. При цьому вихід фракції β-лактоглобуліну зростає на 12 ± 1 %, а α-лактальбуміну на 9 ± 1 % порівняно з результатами, отриманими повторною гель-фільтрацією на одному сефадексі (G-100). Ступінь очищення β-лактоглобуліну і  α-лактальбуміну, за даними денситометрії, становив 93 ± 5 % і 77 ± 4 % відповідно

Технологія низькоалергенного молока з гідролізатом білків сироватки

In recent years, there has been a steady increase in the number of various allergic diseases in children and adults. Clinical manifestations of allergic reactions can be observed almost from infancy, which is often associated with nutrition specificity. It is proved that one of the strongest milk allergens are the main whey fractions β-lactoglobulin and α-lactalbumin. One way to reduce allergies is to remove or completely replace whey proteins. Another way to reduce allergenicity is to use whey protein hydrolysates. In most cases, hydrolysates are obtained using cheap active proteolytic preparations. They usually have wide specificity, and the hydrolysates formed by them include short peptides with low allergenicity. Numerous biologically active peptides which have a positive effect on the organism are either lost or the possibility of their formation is reduced in such cases. A valuable source of such biologically active peptides is whey protein-precursors. Therefore, the purpose of the research is to develop a technology of low-allergenic milk with the preservation of natural biologically active peptides from whey proteins. The concentrate of natural casein was obtained in the result of the «milk-pectin-water» system dividing for creating a low-allergenic product. The fractional composition of the casein complex and milk whey proteins was analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis. Whey protein concentrate was used as the substrate to obtain the hydrolysate. Proteolysis was performed with pancreatin at 37 °C and pH 7.9. The composition of the obtained hydrolysate was analyzed by gel filtration on Sephadex G-25. The peptides and polypeptides composition of hydrolysate was characterizated with the help of express electrophoresis. The technology of the proposed dairy product includes addition to a liquid concentrate of natural casein the whey protein hydrolysate obtained in physiological conditions. The results of electrophoretic and chromatographic researches indicate about the absence of main proteins allergens from milk whey in the product. This allows recommending it for the nutrition of people allergic to whey proteins.В останні роки спостерігається невпинне зростання кількості різноманітних алергічних захворювань у дітей і дорослих. Клінічні прояви алергічних реакцій можуть спостерігатися практично з грудного віку, що пов’язано найчастіше з особливостями харчування. Доведено, що одними з найсильніших алергенів молока є основні фракції сироватки β-лактоглобулін та α-лактальбумін. Одним із шляхів зниження алергії є видалення або повна заміна білків сироватки молока. Іншим шляхом зниження алергенності є використання гідролізатів сироваткових білків. В більшості випадків гідролізати отримують з використанням дешевих активних протеолітичних препаратів. Вони зазвичай володіють широкою специфічністю, а утворені за їх допомогою гідролізати включають короткі пептиди із низькою алергенністю. В таких випадках або повністю втрачається, або знижується імовірність утворення численних біологічно активних пептидів, які позитивно впливають на організм. Цінним джерелом таких біологічно активних пептидів є білки-попередники з сироватки молока. Тому метою роботи є розробка технології низькоалергенного молока зі збереженням природніх біологічно активних пептидів із білків сироватки. Для створення низькоалергенного продукту нами було отримано концентрат нативного казеїну в результаті розшарування системи “молоко–пектин–вода”. Фракційний склад білків казеїнового комплексу та сироватки молока аналізували електрофорезом в поліакриламідному гелі. Як субстрат для отримання гідролізату використовували концентрат сироваткових білків. Протеоліз проводили панкреатином при температурі 37 °С та рН 7,9. Склад отриманого гідролізату аналізували гель-фільтрацією на сефадексі G-25. За допомогою експрес-електрофорезу була проведена оцінка гідролізату за складом пептидів та поліпептидів. В технології запропонованого нами молочного продукту, передбачається внесення гідролізату білків сироватки молока, що отриманий у фізіологічних умовах, до рідкого концентрату нативного казеїну. Отримані електрофоретичні та хроматографічні дослідження свідчать про відсутність в отриманому продукті основних білків-алергенів з сироватки молока. Це дозволяє рекомендувати його для харчування людей з алергією на білки сироватки

Isolation and characterization of peptides from blood serum of patients with multiple sclerosis

In order to find novel molecular markers of multiple sclerosis we developed a scheme of oligopeptides’ isolation including their extraction from blood serum with 10 % trichloroacetic acid, followed by precipitation of soluble substances with acetone in ratio 6:1. Oligopeptides were dissolved in water and their characteristics was determined by gel filtration under HPLC conditions and thin layer chromatography. Obtained data have shown that blood serum of MS patients contains two oligopolypeptides with average molecular masses of 300–500 Da. We also studied biological activity of TCA-soluble peptides toward some eukaryotic and prokaryotic cells in comparison with phosphopeptides isolated from casein hydrolysates. It was found that TCA-soluble peptides are capable of effective inhibiting HeLa cells’ proliferation, while their inhibitory effect was expressed toward Jurkat T-cells and was not detectable toward U373 cells. The casein’s phosphopeptides were capable to stimulate proliferation of Jurkat cells and effectively inhibited growth of cells. Neither antibacterial, nor antifungal activities of these oligopeptides were detected

РОЗРОБКА РЕЦЕПТУРИ ОВОЧЕВОГО СОУСУ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕТРАДИЦІЙНОЇ СИРОВИНИ (ПЕРЦЮ ЧІЛІ)

A market of sauce production of Ukraine was analyzed. It was revealed that it was too complex and so chaotically developing, as far as its individual segments have different tendency of production, consumption, imports and exports. A segment of white, red and mustard sauce is at the verge of saturation; at the same time a segment of soy, spicy vegetable and sweet fruit sauces - on the contrary is still dependent on imports. A segment of vegetable spicy sauces today is artificially narrowed and introduced to the market with products from high price segment, therefore it is not very popular among consumers. An expediency of spicy sauce production with the use of alternative raw materials for Ukraine (chili peppers) was justified in the article. The ways to clean up pepper was researched and an optimal method was selected. Therefore the method of cleaning  the pepper will influence the consistency of the finished sauce. Sauce recipe that has been proposed, was based on the use of ingredients, oriented to European cuisine (tomatoes, onions, garlic, lime, ginger, vegetable oil, herbs and spices). A mathematical model of chili sauce formula was defined with a rational correlation of prescription components based on a chemical composition of its ingredients.       Проанализирован рынок соусной продукции Украины, который оказался слишком сложным и таким который хаотически развивается, поскольку отдельные его сегменты имеют разную тенденцию производства, потребления, импорта и экспорта. Сегмент белых, красных и горчичных соусов на грани перенасыщения; а соевых, острых овощных и сладких фруктовых - наоборот остается зависимым от импорта. Высокая цена на овощные острые соусы, на сегодня искусственно сужает их ассортимент, поэтому такая продукция не пользуется большим спросом среди потребителей.В работе обоснована целесообразность производства острых соусов с использованием нетрадиционного для Украины овощного сырья (перца чили). Исследованы способы его очистки и выбран оптимальный, поскольку от него будет зависеть консистенция готового соуса. Рецептура предложенного соуса, базировалась на использовании ингредиентов, которые чаще всего используются в производстве острых соусу в европейской кухне: томаты, лук, чеснок, лайм, имбирь, растительное масло, пряности и специи. В математической модели рецептуры соуса с перца чили, которая была использована, учтено рациональное соотношение рецептурных компонентов и химического состава их ингредиентов.Проаналізовано ринок соусної продукції України, який виявився надто складним та таким, що хаотично розвивається, оскільки окремі його сегменти мають різну тенденцію виробництва, споживання, імпорту та експорту. Сегмент білих, червоних і гірчичних соусів на межі перенасичення; а соєвих, гострих овочевих та солодких фруктових – навпаки залишається залежним від імпорту. Через високу ціну асортимент овочевих гострих соусів на сьогодні штучно звужений, тому не користується великим  попитом серед споживачів. У роботі обґрунтовано доцільність виробництва гострих соусів з використанням нетрадиційної для України овочевої сировини (перцю чілі). Досліджено способи очищення перцю чілі та обрано оптимальний, оскільки від нього буде залежати консистенція готового соусу. Рецептура запропонованого соусу, базувалась на використанні інгредієнтів, які найчастіше використовують при виробництві гострих соусів у європейській кухні: томати, цибуля, часник, лайм, імбир, рослинна олія, прянощі та спеції.  У математичній моделі рецептури соусу з перцю чілі, яка була обрана, враховано раціональне співвідношення рецептурних компонентів та хімічний склад його інгредієнтів. &nbsp

Низькоалергенний ферментований напій, збагачений біоактивними пептидами протеїнів сироватки молока

Whey protein hydrolysates are most often used in the production of hypoallergenic products, as low molecular weight proteolysis products do not cause allergic reactions in consumers. However, it has been found that whey proteins are not only a good source of amino acids, but also a large number of natural biologically active peptides (BAP). They are formed during normal digestion in the gastrointestinal tract. These natural BAP have a positive effect on various functions of the human body regardless of age. When using microbial and plant enzyme preparations, as well as hydrolysis conditions other than physiological, the formation of such biologically active peptides is impossible, and such products lose much of their biological value. The article highlights the results of research on the development of technology of low-allergenic fermented drink enriched with biologically active peptides of whey proteins. To develop the technology of beverage, we proposed to use micellar casein, which is a source of basic milk protein – casein and whey protein hydrolysate, obtained in physiological conditions, as a source of biologically active peptides from whey proteins. Whey protein hydrolysate was added to the product in two ways: to the normalized mixture before and after fermentation. The hydrolysate was added to the product in an amount corresponding to the whey protein content: 0.5 %; 0.7 %; 0.9 %; 1.1 %. It was found that the amount of hydrolysate introduced affects the duration of fermentation of the studied samples. It was noted that until the end of the recommended shelf life, the organoleptic characteristics of samples fermented with hydrolysate remained virtually unchanged, while the consistency of samples in which the hydrolysate was added after fermentation became slightly thinner compared to the day of production. It is also proved that the usage of whey protein hydrolysate helps to reduce the release of whey when filtering a fermented beverage during storage for seven days.У виробництві гіпоалергенних продуктів найчастіше використовують гідролізати протеїнів сироватки, оскільки низькомолекулярні продукти протеолізу не викликають алергічних реакцій у споживачів. Проте встановлено, що протеїни молочної сироватки є не тільки повноцінним джерелом амінокислот, а й великої кількості природних біологічно активних пептидів (БАП). Вони утворюються в процесі нормального травлення в шлунково-кишковому тракті. Ці природні БАП позитивно впливають на різноманітні функції організму людини незалежно від віку. При використанні мікробних та рослинних ферментних препаратів, а також умов гідролізу, відмінних від фізіологічних, утворення таких біологічно активних пептидів є неможливим, а такі продукти втрачають значну частину своєї біологічної цінності. У статті висвітлено результати досліджень з розробки технології низькоалергенного ферментованого напою, збагаченого біологічно активними пептидами протеїнів сироватки молока. Для розроблення технології напою нами запропоновано застосувати міцелярний казеїн, який є джерелом основного білка молока – казеїну, та гідролізат протеїнів сироватки молока, отриманий у фізіологічних умовах, як джерело біологічно активних пептидів із протеїнів сироватки. Гідролізат протеїнів сироватки молока у продукт вносили двома способами: у нормалізовану суміш до сквашування та після його завершення. Гідролізат у продукт вносили у кількості, що відповідає вмісту сироваткових протеїнів: 0,5 %; 0,7 %; 0,9 %; 1,1 %. Встановлено, що кількість внесеного гідролізату впливає на тривалість сквашування досліджуваних зразків. Виявлено, що до завершення рекомендованого терміну зберігання органолептичні показники зразків сквашених із гідролізатом залишались практично незмінними, тимчасом як консистенція взірців, у котрі гідролізат вносили після сквашування, стала дещо рідшою порівняно із днем виготовлення. Доведено також, що внесення гідролізату протеїнів сироватки сприяє зменшенню виділення сироватки при фільтруванні ферментованого напою при його зберіганні протягом семи діб