Laktoferrin (LF): természetes antimikrobiális fehérje

Felülvizsgálat

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

ABSZTRAKT

Bevezetés

Antimikrobiális fehérjék

A tejfehérje körülbelül 20% tejsavófehérjét és 80% kazeint tartalmaz. A biológiai szerepek elsősorban a peptideknek és a tejfehérjéknek köszönhetők. A tejsavófehérjék tartalmazzák a főbb fehérjéket, például az alfa-laktalbumint, a béta-laktoglobulint, a szarvasmarha szérum albumint, az immunglobulinokat, a glikomakropeptideket és a kisebb fehérjéket, azaz a lizozimot, a laktoperoxidázt és a laktoferrint. A tej antimikrobiális perspektívája főként az immunimmunak, mint a laktoperoxidáz, a lizozim, a laktoferrin és az immunglobulin. Ezek a fehérjék elengedhetetlen diétás és táplálkozási lehetőségeket szereznek, különös tekintettel az egészség elősegítésére és a betegségek akadályozására. [9] A tejsavófehérjék feldolgozása számos olyan bioaktív peptidet térít meg, amelyek opiát- és ileum-összehúzódási tevékenységük révén aktiválhatják az emberi test élettani hatásait, főleg az idegrendszerre; a szív- és érrendszerre antitrombotikus és magas vérnyomáscsökkentő tevékenységük révén; az immunrendszerre antimikrobiális és vírusellenes tevékenységük révén; emészthetőségük és hipokoleszterinémiás hatásuk révén. [9] A jelentős tejfehérjék laktoferrint, transzferrint, ferritint, immunglobulinokat, kalmodulin proteint, prolaktint és peptont tartalmaznak. [10]

A laktoperoxidáz a tiocianáttal és a hidrogén-peroxiddal együtt antibakteriális aktivitással rendelkezik. Mámorító természetes antibakteriális rendszert, úgynevezett laktoperoxidáz rendszert alkot. A lizozim elpusztítja a baktériumokat azáltal, hogy glikozidos kötést képez a baktérium sejtfalának, a peptid-glikán két bioaktív alkotóeleme között. Általában gyorsan működik az immunglobulin-A-val vagy a laktoferrinnel kapcsolatban. A lizozim gyulladáscsökkentőként működik, aktívan ellen E.coli és korlátozza a neutrofilek mozgását a sérült szövetbe, a laktoperoxidáz és a fahéj illóolaj szinergetikus hatása is hatékonyan gátolta a teljes flóra növekedését és Salmonella 5 napon át 5 napig 4 0 C-on tárolt nyerstejben [11, 12]

A laktoferrin (LF) számos egészségügyi előnnyel rendelkezik a gombaellenes, baktériumellenes, parazitaellenes, vírusellenes és daganatellenes tulajdonságokkal kapcsolatban. Támogatja a csontnövekedést, védi a bélhámot és serkenti az immunrendszer funkcióinak visszanyerését állatokban. Az LF részt vesz a hepatitis-C kezelésében. Ez javítja az Alzheimer-kórban szenvedő betegek egészségi állapotát is. [13–15]

A gliko-makropeptid, a kappa-kazein peptid, antitrombotikus és antibakteriális hatást mutat. Az α-laktalbumin tumorellenes, vírusellenes és stresszellenes perspektívákat is feltár. Patkányok vérnyomását is csökkenti, és alultáplált gyermekeknél jobb súlygyarapodást okoz. A lizozimot a parodontitis kezelésében, az anyatej-helyettesítő tápszerekben és a fogszuvasodás károsodásában alkalmazzák. A dúsított tejet koraszülöttek etetésére használják, akik egyidejűleg rosszindulatú betegségekben szenvednek. Érdekes, hogy a laktoperoxidáz révén antibakteriális tulajdonságok mutatkoznak. A laktoperoxidáz és a lizozim egyaránt együttes fellépést igényel az LF-mel a baktériumok szaporodásának leküzdésében. Végül a kolosztrumból és a tejből nyert készítmények hatékonyak, biztonságosak, biológiailag könnyen hozzáférhetőek és széles körben alkalmazhatók felnőttek és újszülöttek terápiájában. [16]

Laktoferrin

Források

Termelés

Stanic, Radosavljevic, Stojadinovic és Velickovic [41] különféle ioncserélőket vizsgált a tejsavófehérjék szegregációjára. Ebben a tanulmányban különféle biokémiai módszereket vitattak meg a laktoferrin különféle fajok tejéből történő izolálására. A laktoferrin izolálása a kecske, az elefánt, a juh, az alpaka, a teve, a szürke fóka és az ember tejéből származik. Kationcserélő kromatográfiát használunk a laktoferrin tisztítására SP-Sepharose alkalmazásával. A kromatográfiás izolációban talált laktoferrin azonosításához 10% poliakrilamid-géllel ellátott SDS-PAGE-t használunk. Ezután fagyasztva szárítjuk, majd −20 ° C-on tároljuk. Az ioncserélő kromatográfia UV-VIS detektorral rögzített monolit oszlop alkalmazásával optimalizált hullámhosszon, azaz 280 nm-en használható. Az elúciós oldat ionerőssége 1,5 M NaCl, míg a retenciós és az elúciós oldatok áramlási sebessége 0,25 ml/perc, illetve 0,75 ml/perc. A mért kimutatási határ 0,1 μg/ml laktoferrin volt optimális körülmények között. [42]

Bylund [43] szerint a laktoferrin előállítható a tej kiterjedt előzetes kezelése nélkül azaz. a kazeinek és a zsír eltávolítása kicsapással, centrifugálással, szűréssel és Ca 2 + kelátképzéssel. A feldolgozási hőmérsékletet látszólag a fejési hőmérséklet (35-37 o C) körül tartják. Ilyen körülmények között a laktoferrin befogásának erőteljes kapacitása csaknem 48,6 mg/ml gyanta volt. Doultani, Turhan és Etzel [44] szűrőpapíron átengedte a tejsavót, majd felvette az oszlopra, hogy mozzarella sajt savó segítségével számtalan fehérjeterméket gyűjtsön. Hahn, Schulz, Schaupp és Jungbauer [45] a kereskedelemben kapható kationcserélőket tanulmányozta savas savóból származó fehérje extrahálásához.

Jelenleg a magas tápértékű tejfehérjék melléktermékként figyelhetők meg, és az ipar számára jelentős jövedelmet termelnek, amely tejporból, sajtból és vajból származik. A tejet 4/° C-ra hűtik, de a gyakorlatban gyakran az egyetlen 10 o C. A gazdaságban két napig tartályokban tartják, majd tejfeldolgozó üzembe szállítják. Az egységnyi műveletek, például a krém szétválasztása, pasztőrözés (65-70 ° C), homogenizálás és a standardizálás céljából történő keverés után azt később diszkrét hozammá dolgozzák fel. Számos ilyen eljárás után az LF-et eltávolítják a sovány tejből vagy a tejsavóból, amelyet a sajtgyártás melléktermékeként beszivárgó anyagként állítanak elő. [46] Ti, Yoshida és Ng [47] centrifugálással zsírtalanított sovány tejből előállított oltós savót használtunk. Az inkubálást oltóval egy órán át végeztük. A kazeineket leszűrjük. A centrifugálást 10 000 g-vel 25 percig végeztük, majd az oszlopnak vetettük alá. A savófehérjék, különösen a laktoferrin elkülönítésére aniont, valamint kationcserélő kromatográfiát alkalmaztak. A későbbi hozamcsökkenés figyelemre méltó lehet. 4–8-szor több laktoferrin képes megfogni a kazein savas kicsapásával [48, 49] .

A laktoferrin (LF) ultraszűréssel és gyorsan áramló robusztus kationcserélő kromatográfiás rendszerrel izolálható és tisztítható. Megállapítottuk, hogy az LF molekulatömege 80 400 Da, egyetlen sávot mutatva a nátrium-dodecil-szulfát-poliakrilamid gél elektroforézisben. A tisztaság 94,20%, a kitermelés 82,46% volt. [50] Egy másik vizsgálatban a laktoferrin tisztítása ioncserélő kromatográfiával egy teve (Camelusbactrianus), emberi (Homo sapiens), kecske (Capra hircus), juh (Ovisaries), alpaka (Lama pacos), elefánt ( Elephas Maximus), valamint szürke pecsétből (Halichoerusgrypus) kipróbálták. A laktoferrint a tejfóka kivételével az összes tejben felismerték. Differenciál pásztázó kalorimetriát (DSC) használunk a tisztított laktoferrin hőstabilitásának vizsgálatára. Megállapították, hogy a hLF a leginkább hőálló. Más fajok laktoferrinjei változó fokú hőállóságot nyújtottak. Az elefánt LF-je volt a legkevésbé ellenálló. [51]

Élelmiszer alkalmazások

Biológiai megőrzés

Vizsgálatokat végeznek a laktoferrin sajtba történő beépítéséről különböző szinteken (10, 15 és 20 ppm). Megfigyelték, hogy a termék laktoferrin szintjének növekedésével a baktériumok szaporodása drasztikusan csökkent a kontrollhoz képest, ezáltal növelve a sajt eltarthatóságát. A laktoferrinnel 20 ppm-ig kezelt sajt eltarthatósági ideje 7 napig nőtt szobahőmérsékleten (30 o C), és 15 napig hűtött hőmérsékleten (4 o C) a kontrollhoz képest. Hasonlóképpen, a laktoferrin szintjének növekedésével a sajt keménysége, rugalmassága, ruganyossága és rágóképessége sokkal nagyobb. A 20 ppm laktoferrinnel kezelt minták érzékszervi értékelése környezeti hőmérsékleten 7 napig, hűtési hőmérsékleten 15 napig volt elfogadható. [59]

Antimikrobiális élelmiszerek csomagolása

A kapszulázott laktoferrint az emulzió két típusában tanulmányozták, hogy megvédjék a kétértékű kationok interferenciáját az Lf antimikrobiális aktivitásával. A mikrokapszulák előállításához desztillált vízben lévő LF-et (20% w/v) használtunk. A nátrium-laktátban (3% w/v) vagy nátrium-hidrogén-karbonátban (20 mM) lévő LF-et (20% w/v) is vizsgálták. Az emulgeáláshoz 22% vajzsír, 78% kukoricaolaj és 0,1% poliglicerin-poliricinoleaát olajkeverékét használtuk. A mikrokapszulákat ehető tejsavófehérje-izolátum csomagoló fóliába egyesítettük, hogy megvizsgáljuk az LF antimikrobiális aktivitását. Carnobacterium viridans, húsromlási organizmus. A haladás C. viridans 4 és 10 ° C-on akadályoztuk. A mikrokapszulázott laktoferrin antimikrobiális aktivitása jobb volt, a kapszulázatlan LF pedig alacsonyabb volt. [62]

Az antimikrobiális gyógyszerek csökkentették hatékonyságát a komplex táplálékrendszerekben, mint a mikrobiológiai közegekben. A nizin aktivitása azonban drámai módon javul, ha folyékony közegben vagy élelmiszerekben alkalmazzák, szilárd vagy heterogén termékek helyett, mivel egyenletesebben oszlik el a folyékony rendszerekben. [63] Az LF egy antimikrobiális fehérje, amely természetesen előfordul a szarvasmarha- és az emberi tejben, és nagyon érzékeny az ételekben jóváhagyott kalcium- vagy foszfátszintekre. Az LF egy természetes eredetű antimikrobiális fehérje, amely a szarvasmarha- és az emberi tejben található, hajlamos az élelmiszerekben elősegített kalcium- vagy foszfátszintre. A környezeti tényezők és a feldolgozási technikák befolyásolhatják az antimikrobiális szerek aktivitását. Például a nizinaktivitás 20% -kal csökkent az olvadási folyamat során pasztőrözött technológiai sajt előállításához. Az olvasztott sajt ultrahőkezelése akár 40% -kal is csökkentheti a nizin aktivitást. A hűtött tárolás stabilizálhatja a nizin aktivitását, de a hűtött tárolás után a lebomlás környezeti hőmérsékleten megnő. [64]

Antimikrobiális szállító rendszerek

Terápiás alkalmazások

Állítólag a laktoferrin (Lf) javítja és erősíti az immunrendszert antioxidáns, antibakteriális és rákellenes tulajdonságai révén. [80] A sajt tejsavóból és a fölözött tejből izolált szarvasmarha-laktoferrint (bLF) adnak az élelmiszerekhez, speciális táplálkozási célokra, azaz anyatej-helyettesítő tápszerekhez, diétás ételekhez, tejtermékekhez, joghurtokhoz, joghurt italokhoz és rágógumikhoz. A bLF mint innovatív élelmiszer-összetevő biztonságossága érdekében napi 1,1 g bLF-et írnak elő. 1 mg/ml-rel dúsított anyatej-helyettesítő tápanyagok elősegítették a hasznos mikroflórát, amely tartalmaz bifidobaktériumok és csökkentik clostridium a bélben kis súlyú, mint normális újszülött. [81] Wisgrill, Wessely, Spittler, Förster ‐ Waldl, Berger és Sadeghi [82] úgy vélekedtek, hogy LF megölt E-coli a serdülők bélében. A szarvasmarha Lf-t szintén kiállítják az E-coli fertőzés megtisztítására szarvasmarhákban.

Az Lf immunmoduláló hatása

Vírusellenes tulajdonságok

A laktoferrin potenciálisan felhasználható a csontkárosodás elleni védekezésre. Rágcsálókban az LF-pótlás étrendi hatását figyelték meg a csontproblémák kezelésében posztmenopauzális állapotban. Egy másik, nőknél végzett vizsgálat során azt vizsgálták, hogy az ivóvízbe adott laktoferrin gátolja-e a csontok felszívódását. A liposzomális-laktoferrin hatékony terápiás szer lehet a csont alveoláris eltűnésének csökkentésére parodontitiszben szenvedő betegeknél. Fischer, Debbabi, Blais, Dubarry, Rautureau, Boyaka és Tome [127] erős bizonyítékot szolgáltattak a csontok egészségének elősegítésére a Lactoferrin alkalmazásával; étrend-kiegészítő.

Következtetés

Köszönetnyilvánítás

A szerzők hálásak a Gambiai Egyetemnek és a Pakisztáni Faisalabadi Egyetem Házi és Élelmiszertudományi Intézetének. A szerzők elismerését fejezik ki a King Saud Egyetemen megrendezett Nemzetközi Tudományos Partnerségi Program (ISPP) iránt is azért, mert finanszírozta ezt a kutatási munkát a 0023 sz. Projektből.