Hydrolysates of mare's milk proteins. Immunochemical and physico-chemical characteristics

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In recent years, the attention of specialists has been attracted by a significant increase in allergic diseases, especially among children. Enzymatic hydrolysis with the participation of peptidases is considered the most effective measure to reduce the allergenicity of milk proteins. The study of the features of protein proteolysis by various enzymes, aimed at establishing optimal process parameters, is the subject of research in the production of hydrolysates with specified properties: a certain peptide and amino acid profile, reduced antigenic properties. At the same time, for a correct preclinical assessment of the safety and potential effectiveness of specialized food products, it is not enough only to determine the molecular weight distribution of peptide fractions in the composition. A necessary additional and informative indicator of reducing the potential allergenicity of the hydrolysate is the degree of preservation of the antigenic properties of the initial protein (residual antigenicity), determined by immunochemical methods. The preparation and subsequent comprehensive assessment of enzymatic hydrolysates of mare's milk proteins is of considerable interest, since, according to the results of clinical studies, it was suggested that upon allergy to cow's milk proteins mare's milk can be considered hypoallergenic. The purpose of this work was to obtain enzymatic hydrolysates of mare's milk proteins using domestic enzymes and their further physico-chemical and immunochemical characteristics. The object of the study was mare's milk protein obtained from skimmed mare's milk powder as a protein substrate. Two samples of enzymes from various manufacturers of the Russian Federation were used in the work. The results of the conducted studies show that the peptide profiles of hydrolysates vary greatly depending on the enzyme used, however, the multiplicity of antigenicity reduction practically does not depend on the nature of the enzyme, and does not depend on an increase in the enzyme/substrate ratio. The peptide profile and the multiplicity of reducing the antigenicity of hydrolysates of mare's milk proteins are influenced by ultrafiltration treatment of the obtained hydrolysates, which allows reducing the content of antigenic structures in the final product by several orders of magnitude.

About the authors

E. S. Semenova

Scientific Research Institute of Baby Food — a branch Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: dir@niidp.ru
48, Moskovskaya str., Moscow region, 143500, Istra

E. S. Simonenko

Scientific Research Institute of Baby Food — a branch Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: dir@niidp.ru
48, Moskovskaya str., Moscow region, 143500, Istra

S. V. Simonenko

Scientific Research Institute of Baby Food — a branch Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: dir@niidp.ru
48, Moskovskaya str., Moscow region, 143500, Istra

S. N. Zorin

Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: dir@niidp.ru
2/14, Ustyinsky proezd, 109240, Moscow

V. K. Mazo

Federal Research Center of Nutrition, Biotechnology and Food Safety

Email: dir@niidp.ru
2/14, Ustyinsky proezd, 109240, Moscow

References

  1. Ногаллер, А. М., Гущин, И. С., Мазо, В. К., Гмошинский, И. В. (2008). Пищевая аллергия и непереносимость пищевых продуктов. Москва: Медицина, 2008.
  2. Vandenplas, Y., Abkari, A., Bellaiche, M., Benninga, M., Chouraqui, J. P., Çokura, F. et al. (2015). Prevalence and health outcomes of functional gastrointestinal symptoms in infants from birth to 12 months of age. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 61(5), 531–537. https://doi.org/10.1097/MPG.0000000000000949
  3. van Tilburg, M. A. L., Hyman, P. E., Walker, L., Rouster, A., Palsson, O. S., Kim, S. M. et al. (2015). Prevalence of functional gastrointestinal disorders in infants and toddlers. The Journal of Pediatrics, 166(3), 684–689. https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2014.11.039
  4. Балаболкин, И. И. (2003). Современная концепция патогенеза и принципы терапии аллергических заболеваний у детей. Педиатрия. Журнал им. Г. Н. Сперанского, 82(4), 52–57.
  5. Wahn, U. (1998). Environmental factors facilitating allergic sensitization and atopic manifestation in early childhood. Nutrition Research, 18(8), 1363–1371. https://doi.org/10.1016/S0271-5317(98)00115-8
  6. Гмошинский, И. В., Зилова, И. С., Зорин, С. Н., Демкина, Е. Ю. (2012). Мембранные технологии — инновационный метод повышения биологической ценности белка для питания детей раннего возраста. Вопросы современной педиатрии, 11(3), 57–64.
  7. Bahna, S.L. (1987). Milk allergy in infancy. Annals of Allergy, 59(5), 131–136.
  8. Businco, L., Bruno, G., Giampietro, P. G. (1999). Prevention and management of food allergy. Acta Paediatrica, 88(s430), 104–109. https://doi.org/10.1111/j.1651-2227.1999.tb01309.x
  9. Lajnaf, R., Feki, S., Ben Ameur, S., Attia, H., Kammoun, T., Ayadi, M. A. et al. (2023). Recent advances in selective allergies to mammalian milk proteins not associated with Cow's Milk Proteins Allergy. Food and Chemical Toxicology, 178, Article 113929. https://doi.org/10.1016/j.fct.2023.113929
  10. Курченко, В. П., Симоненко, Е. С., Сушинская, Н. В., Головач, Т. Н., Петров, А. Н., Симоненко, С. В. (2021). Идентификация кобыльего молока и его смеси с коровьим молоком методом ВЭЖХ-анализа. Техника и технология пищевых производств, 51(2), 402–412. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-2-402-412
  11. Jastrzębska, E., Wadas, E., Daszkiewicz, T., Pietrzak-Fiećko, R. (2017). Nutritional value and health-promoting properties of mare's milk-a review. Czech Journal of Animal Science, 62(12), 511–518. https://doi.org/10.17221/61/2016-CJAS
  12. Жарин, В. А. (2017). Иммунокоррекция у пациентов с аллергией к белкам коровьего молока. Военная медицина, 2(43), 44–49.
  13. Uniacke-Lowe, T., Huppertz, T., Fox, P. F. (2010). Equine milk proteins: Chemistry, structure and nutritional significance. International Dairy Journal, 20(9), 609–629. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2010.02.007
  14. Barreto, Í. M. L. G., Rangel, A. H. D. N., Urbano, S. A., Bezerra, J. D. S., Oliveira, C. A. D. A. (2019). Equine milk and its potential use in the human diet. Food Science and Technology, 39(Suppl 1), 1–7. https://doi.org/10.1590/fst.11218
  15. Businco, L., Giampietro, P. G., Lucenti, P., Lucaroni, F., Pini, C., Di Felice, G. et al. (2000). Allergenicity of mare’s milk in children with cow’s milk allergy. The Journal of Allergy and Clinical Immunology, 105(5), 1031–1034. http://doi.org/10.1067/mai.2000.106377
  16. Duan, C., Ma, L., Cai, L., Li, X., Ma, F., Chen, J. et al. (2021). Comparison of allergenicity among cow, goat, and horse milks using a murine model of atopy. Food and Function, 12, 5417–5428. https://doi.org/10.1039/D1FO00492A
  17. Fotschki, J., Szyc, A. M., Laparra, J. M., Markiewicz, L. H., Wróblewska, B. (2016). Immune-modulating properties of horse milk administered to mice sensitized to cow milk. Journal of Dairy Science, 99(12), 9395–9404. http://doi.org/10.3168/jds.2016-11499
  18. Chen, Y., Wang, Z., Chen, X., Liu, Y., Zhang, H., Sun, T. (2010). Identification of angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides from koumiss, a traditional fermented mare’s milk. Journal of Dairy Science, 93(3), 884–892. https://doi.org/10.3168/jds.2009-2672
  19. Ricci, I., Artacho, R., Olalla, M. (2010). Milk protein peptides with angiotensin I-converting enzyme inhibitory (ACEI) activity. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 50(5), 390–402. https://doi.org/10.1080/10408390802304198
  20. Kusumaningtyas, E., Widiastuti, R., Kusumaningrum, H. D., Suhartono, M. T. (2018). Bioactivities and analysis of peptides from Sumbawa horse milk generated by bacillus thuringiensis protease. Jurnal Ilmu Ternak dan Veteriner, 21(4), 244–254. https://doi.org/10.14334/jitv.v21i4.1627
  21. Ugwu, C. P., Abarshi, M. M., Mada, S. B., Sanusi, B., Nzelibe, H. C. (2019). Camel and horse milk casein hydrolysates exhibit angiotensin converting enzyme inhibitory and antioxidative effects in vitro and in silico. International Journal of Peptide Research and Therapeutics, 25, 1595–1604. https://doi.org/10.1007/s10989-018-09802-2
  22. Семенова, Е. С., Симоненко, Е. С., Симоненко, С. В., Зорин, С. Н., Петров, Н. А., Мазо, В. К. (2023). Исследование параметров процесса гидролиза белков молока с использованием ферментных препаратов отечественного производства. Пищевые системы, 6(2), 224–232. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2023-6-2-224-232
  23. Зверева, Е. А., Смирнова, Н. И., Жердев, А. В., Дзантиев, Б. Б., Юрова, Е. А., Денисович, Е. Ю. и др. (2013). Разработка методики определения бета-лактоглобулина в молоке и молочных продуктах с применением метода иммуноферментного анализа. Современные проблемы науки и образования, 5, Статья 477.
  24. Головач, Т.Н., Курченко, В.П., Сурвило, Л.И. (2011). Антигенные свойства нативных и термообработанных сывороточных белков и их ферментативных частичных гидролизатов. Труды Белорусского государственного университета, 6(1), 209–223.
  25. Головач, Т. Н., Червяковский, Е. М., Курченко, В. П. (2011). Физико-химическая и иммунохимическая характеристика частичного гидролизата сывороточных белков. Пищевая промышленность: наука и технологии, 1(11), 28–34.
  26. Зорин, С. Н. (2019). Ферментативные гидролизаты пищевых белков для специализированных пищевых продуктов диетического (лечебного и профилактического) питания. Вопросы питания, 88(3) 23–31. https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10026
  27. Симоненко, Е.С., Симоненко, С.В., Гмошинский, И.В., Ригер, Н.А, Шумакова, А. А., Зорин, С.Н. (2024). Влияние лактоферрина и ферментативных гидролизатов белков коровьего и кобыльего молока на анафилактическую чувствительность и цитокиновый профиль крыс. Вопросы питания, 93(2), 31–40. https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-2-31-40
  28. Мунблит, Д. Б., Корсунский, И. А. (2016). Определение специфических IgG-антител к пищевым продуктам в диагностике пищевой аллергии: миф или реальность? РМЖ, 24(18), 1206–1209.
  29. Агафонов, В. Е., Гервазиева, В. Б. (2012). IgG4 антитела к пищевым белкам у больных атопическим дерматитом. Медицинский вестник Северного Кавказа, 3, 66–69.
  30. Bielory, L., Terr, A. I. (2014). Unconventional theories and unproven methods in allergy. Chapter in a book: Middleton's Allergy. Saunders, 2014. http://doi.org/10.1016/B978-0-323-08593-9.00102-9
  31. Kiewiet, M. B. G., Gros, M., van Neerven, R. J. J., Faas, M. M., de Vos, P. (2015). Immunomodulating properties of protein hydrolysates for application in cow's milk allergy. Pediatric Allergy and Immunology, 26(3), 206–217. https://doi.org/10.1111/pai.12354

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Semenova E.S., Simonenko E.S., Simonenko S.V., Zorin S.N., Mazo V.K.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».