Карбонильные производные белков молока и кисломолочных продуктов
Автор: Загоруля Иван Павлович, Высокогорский Валерий Евгеньевич, Лазарева Оксана Николаевна, Подольникова Юлия Александровна
Рубрика: Прикладная биохимия и биотехнологии
Статья в выпуске: 2 т.5, 2017 года.
Бесплатный доступ
При исследовании спонтанной окислительной деструкции белков ряженки и варенца выявлено повышение содержания карбонильных производных белков ряженки в сравнении с показателями молока при длинах волн: 356 нм, 370 нм, 430 нм, 530 нм в 1,51; 1,64; 1,43; 1,95 раза соответственно. Максимальное значение продуктов спонтанной окислительной модификации белков ряженки установлено при длине волны 530 нм, минимальное - при 430 нм. Повышение карбонильных производных белков варенца в сравнении с показателями молока обнаружено при 356 нм - в 1,60 раза, 370 нм - в 1,78 раз, 430 нм - в 1,52 раза, 530 нм - 1,69 раза. Максимальное значение продуктов спонтанной окислительной модификации белков варенца установлено при длине волны 370 нм, минимальное аналогично ряженке - при 430 нм. При изучении металл-катализированной окислительной деструкции выявлено повышение карбонильных производных белков ряженки при длинах волн 356 нм, 370 нм, 430 нм, 530 нм в 2,11; 2,08; 1,86; 1,73 раза в сравнении с данными молока соответственно. Подобное повышение обнаружено при исследовании металл-катализированной окислительной деструкции белков варенца при всех длинах волн: в 2,01 раза при 356 нм, в 2,24 раза при 370 нм, в 2,01 раза при 430 нм, в 1,42 раза при 530 нм в сравнении с показателями молока. Максимальное значение продуктов металл-катализированной окислительной модификации белков ряженки установлено при длине волны 356 нм, минимальное - при длине волны 530 нм. В варенце максимальное значение продуктов металл-катализированной окислительной модификации белков установлено при длине волны 370 нм, минимальное - при 530 нм. Показатели карбонильных производных белков, как и показатели хемилюминесцентного анализа молочных продуктов указывают на наиболее интенсивное протекание процессов свободнорадикального окисления в ряженке и варенце в сравнении с показателями молока.
Молоко, кисломолочные продукты, свободнорадикальное окисление, карбонильные производные, спонтанная окислительная деструкция белков, металл-катализированная окислительная деструкция белков
Короткий адрес: https://sciup.org/147160839
IDR: 147160839 | DOI: 10.14529/food170202
Текст научной статьи Карбонильные производные белков молока и кисломолочных продуктов
Сохранение пищевой и биологической ценности продуктов питания – одна из важнейших задач в производстве молочных продуктов [1]. Молоко является неотъемлемым компонентом питания; пищевая и биологическая ценность данного продукта обеспечивается в том числе и антиоксидантными свойствами [2]. Продукты с высокими антиоксидантными свойствами постоянно необходимы в рационе человека [3–5]. Однако антиокис-лительные свойства молока крупного рогатого скота отличаются в разных природноклиматических зонах [6, 7] и зависят от вида животных [8, 9]. Изменяются антиоксидантные свойства молочных продуктов и в зависимости от технологического режима их производства [5, 10–12]. Долгое время наряду с показателями хемилюминесценции активно исследуемыми маркёрами окислительного стресса были показатели перекисного окисления липидов [13, 14]. Однако окислительной деструкции подвергаются не только липиды, но и белки, и как показывает ряд исследований, карбонильные производные белков являются маркёрами окислительного стресса [15–19].
Цель работы – сравнение интенсивности окислительной модификации белков молока и кисломолочных продуктов: варенца и ряженки.
Объекты и методы исследований
В качестве объектов исследования служили пастеризованное молоко, ряженка и варенец (производитель ООО «ВНИМИ-Сибирь»), с массовой долей жира 2,5 %.
Результаты и их обсуждение
При исследовании спонтанной окислительной модификации выявлено повышение содержания карбонильных производных белков ряженки в сравнении с показателями молока при 356 нм, 370 нм, 430 нм, 530 нм в 1,51, 1,64, 1,43, 1,95 раза соответственно (табл. 1).
Аналогично повышение карбонильных производных белков варенца в сравнении с показателями молока выявлено при длинах волн: 356 нм, 370 нм, 430 нм, 530 нм в 1,60, 1,78, 1,52, 1,69 раз соответственно. Максимальное значение продуктов спонтанной окислительной модификации белков ряженки установлено при длине волны 530 нм, что соответствует кетон-динитрофенилгидразонам основного характера, минимальное – при 430 нм, что соответствует альдегид-динитрофе-нилгидразонам основного характера. Однако в варенце максимальное значение продуктов спонтанной окислительной модификации белков установлено при длине волны 370 нм, что соответствует кетон-динитрофенил-гидразонам нейтрального характера, минимальное – аналогично данным ряженки при 430 нм.
При изучении металл-катализированной окислительной деструкции выявлено повышение карбонильных производных белков ряженки при длинах волн 356 нм, 370 нм, 430 нм, 530 нм в 2,11; 2,08; 1,86; 1,73 раза в сравнении с показателями молока соответственно (табл. 2).
Подобное повышение выявлено и при исследовании металл-катализированной окислительной деструкции белков варенца при всех длинах волн: в 2,01 – при 356 нм, в 2,24 раза – при 370 нм, в 2,02 раза – при 430 нм, в 1,42
Таблица 1
Содержание продуктов спонтанной окислительной модификации белков (Е.О.П. / 1 мл, М ± m)
Продукты |
Длина волны |
|||
АДНФГ нейтр. (356 нм) |
КДНФГ нейтр. (370 нм) |
АДНФГ осн. (430 нм) |
КДНФГ осн. (530 нм) |
|
Молоко |
2,70 ± 0,10 |
2,52 ± 0,09 |
2,78 ± 0,09 |
0,77 ± 0,08 |
Ряженка |
4,08 ± 0,08 (Р = 0,021) |
4,14 ± 0,16 (Р = 0,020) |
3,97 ± 0,21 (Р = 0,029) |
1,50 ± 0,24 (Р = 0,025) |
Варенец |
4,33 ± 0,11 (Р = 0,018) |
4,49 ± 0,14 (Р = 0,015) |
4,22 ± 0,28 (Р = 0,022) |
1,30 ± 0,24 (Р = 0,033) |
Примечание: Значения Р в сравнении с показателями молока.
Таблица 2
Содержание продуктов металл-катализированной окислительной модификации белков (Е.О.П. / 1 мл, М ± m)
Продукты |
Длина волны |
|||
АДНФГ нейтр. (356 нм) |
КДНФГ нейтр. (370 нм) |
АДНФГ осн. (430 нм) |
КДНФГ осн. (530 нм) |
|
Молоко |
3,74 ± 0,07 |
3,56 ± 0,08 |
3,80 ± 0,20 |
1,72 ± 0,07 |
Ряженка |
7,88 ± 0,12 (Р = 0,013) |
7,43 ± 0,26 (Р = 0,015) |
7,08 ± 0,19 (Р = 0,020) |
2,97 ± 0,22 (Р = 0,018) |
Варенец |
7,54 ± 0,08 (Р = 0,016) |
7,99 ± 0,08 (Р = 0,012) |
7,63 ± 0,26 (Р = 0,018) |
2,44 ± 0,25 (Р = 0,021) |
Примечание: Значения Р в сравнении с показателями молока.
раза – при 530 нм в сравнении с данными молока.
Максимальное значение продуктов ме-талл-катализированной окислительной модификации белков ряженки установлено при длине волны 356 нм, что соответствует альде-гид-динитрофенилгидразонам нейтрального характера, минимальное – при длине волны 530 нм, что соответствует кетон-динитро-фенилгидразонам основного характера. Однако в варенце максимальное значение продуктов металл-катализированной окислительной модификации белков установлено при длине волны 370 нм, что соответствует кетон-динитрофенилгидразонам нейтрального характера, минимальное – аналогично показателям ряженки при 530 нм.
Полученные результаты подтверждают результаты хемилюминесцентного анализа варенца и ряженки [21], в которых наблюдалось достоверное изменение всех исследуемых показателей хемилюминесценции по сравнению с молоком. Значительное увеличение показателей хемилюминесценции ряженки и варенца свидетельствуют об активации процессов свободнорадикального окисления при индукции их железом в большей степени, чем при индукции этих процессов в молоке. Одновременное уменьшение латентного периода может указывать на снижение антиокис-лительной активности ряженки и варенца.
Различия в показателях исследуемых молочных продуктов могут быть обусловлены степенью температурного воздействия, так как при производстве варенца и ряженки молоко пастеризуют дольше и температура пастеризации несколько выше, чем при производстве пастеризованного молока.
Заключение
На основе результатов исследования показателей спонтанной и металл-катализи-рованной окислительной деструкции белков ряженки и варенца можно сделать вывод, что в данных кисломолочных продуктах более высокая активизация свободнорадикальных процессов в сравнении с молоком. Показатели карбонильных производных белков, как и показатели хемилюминесцентного анализа молочных продуктов, указывают на наиболее интенсивное протекание процессов свободнорадикального окисления в ряженке и варенце, в сравнении с показателями молока. Установленные различия показателей в молочных продуктах указывают на возможность исполь- зования их в качестве маркеров окислительного стресса и должны учитываться при разработке способов оценки биологической ценности молочных продуктов.
Список литературы Карбонильные производные белков молока и кисломолочных продуктов
- Гаврилова, Н.Б. Повышение качества и хранимоспособности продуктов функционального назначения/Н.Б. Гаврилова, О.В. Пасько, С.А. Хитрик//Молочная промышленность. -2009. -№ 9. -С. 60-61.
- Мамцев, А.Н. Изменение скорости реакций свободнорадикального окисления липидов на технологических этапах производства молока/А.Н. Мамцев, Е.Е. Пономарев//Вестник Башкирского университета. -2009. -№ 1. -С. 54-56.
- Verity, M.A. Role of reactive oxygen species (ROS) in neuronal degeneration: modulation by protooncogene expression/M.A. Verity, D.E. Bredesen, T. Sarafian//Ann. N.Y. Acad. Sci. -1995. -V. 765. -P. 340.
- Wei, E.P. Mechanisms of cerebral vasodilation by superoxide, hydrogen peroxide, and peroxynitrite/E.P. Wei, H.A. Kontos, J.S. Beckman//Am. J. Physiol. -1996. -V. 40, № 3. -P. H1262-1266.
- Дубинина, Е.Е. Свободнорадикальные процессы при старении, нейродегенеративных заболеваниях и других патологических состояниях/Е.Е. Дубинина, А.В. Пустыгина//Биомедицинская химия. -2007. -Т. 53, № 4. -С. 351-372.
- Высокогорский, В.Е. Антиокислительные свойства молока в разных зонах омской области/В.Е. Высокогорский, Т.Д. Воронов, П.В. Веселов//Молочная промышленность. -2009. -№ 10. -С. 73-74.
- Подольникова, Ю.А. Окислительная модификация белков молока крупного рогатого скота при воздействии факторов урбанизации в различные периоды года/Ю.А. Подольникова, В.Е. Высокогорский, Т.Д Воронова, О.З. Мкртчан, О.Н. Лазарева//Вестник алтайской науки. 2015. -№ 1 (23). -С. 470-474.
- Высокогорский, В.Е. Антиокислительная активность коровьего и козьего молока/В.Е. Высокогорский, П.В. Веселов//Молочная промышленность. -2009. -№ 7. -С. 86.
- Miutra, H. Possible exploitation of milk protein genetic polymorphisms to improve dairy traits in sheep and goats: a review/H. Miutra, J.J. Bosnjak, C. Tripaldi//Small Rumin. Res. -1998. -Vol. 27. -P. 185-195.
- Высокогорский, В.Е. Хемилюминесцентный анализ пастеризованного молока/В.Е. Высокогорский, Г.В. Игнатьева//Пищевая промышленность. -2012. -№ 10. -С. 34-35.
- Высокогорский, В.Е. Антиоксидантные свойства творога/В.Е. Высокогорский, Г.В. Игнатьева//Молочная промышленность. -2012. -№ 1. -С. 74-75.
- Оценка состояния метаболического статуса работающего населения, проживающего в условиях промышленного города/С.И. Красиков //Интеллект. Инновации. Инвестиции. -2010. -№ 1. -С. 85-91.
- Высокогорский, В.Е. Пероксидация липидов и окислительная модификация белков молока и крови коров, больных послеродовым эндометритом/В.Е. Высокогорский, Т.Д. Воронова, Н.А. Погорелова//Фундаментальные исследования. -2014. -№ 3. -С. 81-85.
- Шахристова, Е.В. Свободнорадикальное окисление белков и липидов в адипоцитах в условиях окислительного стресса/Е.В. Шахристова//Молекулярная медицина. -2014. -№ 1. -С. 84-90.
- Zitnanova I. Protein carbonyls as a biomarker of foetal-neonatal hypoxic stress/I. Zitnanova, K. Sumegova, M. Simko, A. Maruniakova, Z. Chovanova, M. Chavko, Z. Durackova//Clinical Biochemistry. -2007. -Vol. 40. -P. 567-570.
- Giulivi C. Tyrosine oxidation products: analysis and biological relevance/C. Giulivi, N.J. Traaseth, K.J.A. Davies//Amino acids. -2003. -Vol. 25. -P. 227-232.
- Stadtman, E.R. Oxidation of methionine residues of proteins: biological consequences/E.R. Stadtman, J. Moskovitz, R.L. Levine//Antioxidants & Redox Signaling. -2003. -№ 5. -Р. 577-582.
- Дубинина, Е.Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод ее определения/Е.Е. Дубинина, С.О. Бурмистров, Д.А. Ходов//Вопр. мед. химии. -1995. -№ 1. -С. 24-26.
- Stadtman, E.R. Metal-catalyzed oxidation of proteins. Physiological consequences/E.R. Stadtman, C.N. Oliver//J. Biol. Chem. -1991. -V. 266. -Р. 2005-2008.
- Хемилюминесцентные методы оценки функционального состояния животных: методические рекомендации. -М.: Издательская группа «БДЦ -пресс», 2005. -40 с.
- Лазарева, О.Н. Интенсивность свободнорадикальных процессов молока и молочных продуктов по данным хемилюминесцентного анализа/О.Н. Лазарева, В.Е. Высокогорский, Т.Д. Воронова//Хранение и переработка сельхозсырья. -2010. -№ 3. -С. 19-21.