RU2815764C2 - Complexes of proteins with high isoelectric point with casein - Google Patents
Complexes of proteins with high isoelectric point with casein Download PDFInfo
- Publication number
- RU2815764C2 RU2815764C2 RU2020122182A RU2020122182A RU2815764C2 RU 2815764 C2 RU2815764 C2 RU 2815764C2 RU 2020122182 A RU2020122182 A RU 2020122182A RU 2020122182 A RU2020122182 A RU 2020122182A RU 2815764 C2 RU2815764 C2 RU 2815764C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casein
- protein
- temperature
- isoelectric point
- solution
- Prior art date
Links
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 title claims abstract description 84
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 84
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 title claims abstract description 83
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 title claims abstract description 48
- 239000005018 casein Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 102000011632 Caseins Human genes 0.000 claims abstract description 94
- 108010076119 Caseins Proteins 0.000 claims abstract description 94
- 102000010445 Lactoferrin Human genes 0.000 claims abstract description 68
- 108010063045 Lactoferrin Proteins 0.000 claims abstract description 68
- CSSYQJWUGATIHM-IKGCZBKSSA-N l-phenylalanyl-l-lysyl-l-cysteinyl-l-arginyl-l-arginyl-l-tryptophyl-l-glutaminyl-l-tryptophyl-l-arginyl-l-methionyl-l-lysyl-l-lysyl-l-leucylglycyl-l-alanyl-l-prolyl-l-seryl-l-isoleucyl-l-threonyl-l-cysteinyl-l-valyl-l-arginyl-l-arginyl-l-alanyl-l-phenylal Chemical compound C([C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(O)=O)C1=CC=CC=C1 CSSYQJWUGATIHM-IKGCZBKSSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 235000021242 lactoferrin Nutrition 0.000 claims abstract description 68
- 229940078795 lactoferrin Drugs 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 235000021247 β-casein Nutrition 0.000 claims abstract description 42
- 235000013305 food Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 235000010335 lysozyme Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 102000016943 Muramidase Human genes 0.000 claims abstract description 12
- 108010014251 Muramidase Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 108010062010 N-Acetylmuramoyl-L-alanine Amidase Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 239000004325 lysozyme Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229960000274 lysozyme Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 101710191666 Lactadherin Proteins 0.000 claims abstract description 8
- 102100039648 Lactadherin Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 15
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 9
- 230000003920 cognitive function Effects 0.000 claims description 7
- 230000028993 immune response Effects 0.000 claims description 7
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims description 7
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 claims description 7
- 206010012735 Diarrhoea Diseases 0.000 claims description 6
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 6
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 claims description 5
- 235000021249 α-casein Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 abstract description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 51
- 235000013350 formula milk Nutrition 0.000 description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 36
- 238000001218 confocal laser scanning microscopy Methods 0.000 description 19
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 9
- 235000020256 human milk Nutrition 0.000 description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 9
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 8
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 7
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 210000004251 human milk Anatomy 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 6
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 6
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 6
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 6
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 6
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229940021722 caseins Drugs 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 4
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 4
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 4
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000001046 green dye Substances 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 230000007407 health benefit Effects 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000003070 Statistical process control Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 229940071162 caseinate Drugs 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 235000020218 follow-on milk formula Nutrition 0.000 description 3
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 235000013406 prebiotics Nutrition 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 229940080237 sodium caseinate Drugs 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 2
- 102000003886 Glycoproteins Human genes 0.000 description 2
- 108090000288 Glycoproteins Proteins 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000012865 aseptic processing Methods 0.000 description 2
- 235000008452 baby food Nutrition 0.000 description 2
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000000774 hypoallergenic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 2
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 2
- 239000006041 probiotic Substances 0.000 description 2
- 235000018291 probiotics Nutrition 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 2
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108050000244 Alpha-s1 casein Proteins 0.000 description 1
- 102000009366 Alpha-s1 casein Human genes 0.000 description 1
- 108050001786 Alpha-s2 casein Proteins 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 101000798100 Bos taurus Lactotransferrin Proteins 0.000 description 1
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 241000283086 Equidae Species 0.000 description 1
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 1
- 101000798114 Homo sapiens Lactotransferrin Proteins 0.000 description 1
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 description 1
- 102000008133 Iron-Binding Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010035210 Iron-Binding Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000008192 Lactoglobulins Human genes 0.000 description 1
- 108010060630 Lactoglobulins Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 102000007474 Multiprotein Complexes Human genes 0.000 description 1
- 108010085220 Multiprotein Complexes Proteins 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- 241000288906 Primates Species 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 235000019728 animal nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229940072440 bovine lactoferrin Drugs 0.000 description 1
- 210000004899 c-terminal region Anatomy 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000021277 colostrum Nutrition 0.000 description 1
- 210000003022 colostrum Anatomy 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 235000020247 cow milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006196 drop Substances 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 235000011868 grain product Nutrition 0.000 description 1
- 238000000703 high-speed centrifugation Methods 0.000 description 1
- 102000050459 human LTF Human genes 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 208000018773 low birth weight Diseases 0.000 description 1
- 231100000533 low birth weight Toxicity 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 238000006241 metabolic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000006180 nutrition needs Nutrition 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000000529 probiotic effect Effects 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000036186 satiety Effects 0.000 description 1
- 235000019627 satiety Nutrition 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
- 235000021484 savory snack Nutrition 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 1
- 235000000053 special nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000009469 supplementation Effects 0.000 description 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 1
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
- -1 β-casein Chemical compound 0.000 description 1
- 235000021246 κ-casein Nutrition 0.000 description 1
Abstract
Description
Область применения изобретенияScope of the invention
В настоящем изобретении предложен способ получения комплексов белков с высокой изоэлектрической точкой с казеином, включающий определенную последовательность стадий нагревания, охлаждения и выдерживания. Кроме того, предложены комплексы, полученные таким способом, и их применение, в частности их применение в методах терапии.The present invention provides a method for preparing complexes of proteins with a high isoelectric point with casein, including a certain sequence of stages of heating, cooling and aging. In addition, complexes obtained in this way and their use, in particular their use in therapeutic methods, are proposed.
Предпосылки создания изобретенияPrerequisites for creating the invention
Некоторые биоактивные белки, такие как лактоферрин, лизоцим или лактадгерин, были идентифицированы как оказывающие благоприятное воздействие на здоровье, и поэтому были предприняты попытки использовать такие белки в питательных продуктах или фармацевтических продуктах. Вместе с тем такие белки очень чувствительны к агрессивным видам обработки, таким как воздействие высокой температуры, и включение таких белков в промышленные продукты оказалось затруднительным. Следовательно, существует потребность в разработке стабилизированных форм таких белков.Several bioactive proteins, such as lactoferrin, lysozyme or lactadherin, have been identified as having beneficial effects on health, and therefore attempts have been made to use such proteins in nutritional products or pharmaceutical products. However, such proteins are very sensitive to aggressive processing, such as high temperature, and the incorporation of such proteins into industrial products has proven difficult. Therefore, there is a need to develop stabilized forms of such proteins.
Например, лактоферрин представляет собой компонент человеческого грудного молока. Он также присутствует в продуктах, таких как детская смесь, но в значительно более низких концентрациях, чем в человеческом грудном молоке. В связи с этим ранее было описано дополнение детской смеси лактоферрином, полученным от крупного рогатого скота. Лактоферрин крупного рогатого скота (bLf) представляет собой связывающий железо гликопротеин массой приблизительно 77 кДа и состоит из единой полипептидной цепи примерно из 700 аминокислот. Человеческий лактоферрин представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 80 кДа, который проявляет высокую аффинность к железу. Гомология последовательности между человеческим Lf и Lf крупного рогатого скота составляет около 70%, а их трехмерная (3D) структура очень сходна, но не идентична.For example, lactoferrin is a component of human breast milk. It is also present in foods such as infant formula, but in significantly lower concentrations than in human breast milk. In this regard, supplementation of infant formula with lactoferrin obtained from cattle has been previously described. Bovine lactoferrin (bLf) is an iron-binding glycoprotein of approximately 77 kDa and consists of a single polypeptide chain of approximately 700 amino acids. Human lactoferrin is an 80 kDa glycoprotein that exhibits high affinity for iron. The sequence homology between human Lf and bovine Lf is about 70%, and their three-dimensional (3D) structure is very similar but not identical.
Lf представляет собой сильнокатионный белок с высокой изоэлектрической точкой (pI), приблизительно 8,9. Известно, что при нейтральном рН (~pH 7) Lf связывается с другими анионными белками, такими как β-лактоглобулин, казеин и альбумин. По этой причине при добавлении лактоферрина в процессе влажного смешивания детской смеси белки под действием температуры и pH будут подвергаться денатурации в результате развертывания и рефолдингу, что приводит к нестабильности белка и увеличению вязкости. Это явление очень осложняет добавление лактоферрина во влажном состоянии (т.е. до сушки) в продукт, такой как детская смесь.Lf is a highly cationic protein with a high isoelectric point (pI) of approximately 8.9. At neutral pH (~pH 7), Lf is known to bind to other anionic proteins such as β-lactoglobulin, casein and albumin. For this reason, when lactoferrin is added during wet mixing of infant formula, the proteins will be denatured by unfolding and refolding by temperature and pH, resulting in protein instability and increased viscosity. This phenomenon makes it very difficult to add lactoferrin in a wet state (i.e. before drying) to a product such as infant formula.
Таким образом, было описано добавление лактоферрина в продукты, такие как детская смесь, в твердой форме путем сухого смешивания после получения порошковой основы продукта. Тем не менее такой способ проблематичен, поскольку лактоферрин, добавляемый в твердой форме, должен быть стерильным. Для достижения требуемого уровня стерильности лактоферрин необходимо подвергать методикам стерилизации. Большинство методик стерилизации предусматривает использование высокой температуры, что может приводить к денатурации лактоферрина. Доступны и другие методики стерилизации, такие как мембранная фильтрация, но они могут быть дорогостоящими и требовать специального оборудования. Кроме того, для добавления стерильного лактоферрина в конечный продукт требуется специальное и точное оборудование для асептического дозирования.Thus, it has been described adding lactoferrin to products, such as infant formula, in solid form by dry blending after preparing the powder base of the product. However, this method is problematic because lactoferrin added in solid form must be sterile. To achieve the required level of sterility, lactoferrin must be subjected to sterilization techniques. Most sterilization techniques involve the use of high temperature, which can lead to denaturation of lactoferrin. Other sterilization techniques, such as membrane filtration, are available, but they can be expensive and require specialized equipment. In addition, special and precise aseptic dispensing equipment is required to add sterile lactoferrin to the final product.
Таким образом, для решения этих проблем было бы крайне желательно разработать альтернативные формы лактоферрина, что позволит добавлять лактоферрин вместе с другими ингредиентами детской смеси во влажную смесь и подвергать композицию детской смеси асептической обработке или распылительной сушке.Thus, to address these issues, it would be highly desirable to develop alternative forms of lactoferrin that would allow lactoferrin to be added along with other infant formula ingredients to wet formula and subjected to aseptic processing or spray drying of the infant formula composition.
В качестве альтернативы добавлению в нативной форме было описано добавление лактоферрина в пищевые продукты в форме комплексов. В WO2012/045801 описаны коацерваты комплексов, содержащие лактоферрин и по меньшей мере один другой белок с изоэлектрической точкой ниже pH 7,0, которые можно использовать для замедления ферментативного расщепления белка и для улучшения метаболических реакций, воспалительной реакции кишечника, чувства насыщения и потребления пищи у человека. Тем не менее в этом документе не рассмотрена проблема стабилизации лактоферрина в процессе обработки продукта, подобного детской смеси, и, в частности, не указано, что описанные коацерваты будут достаточно стабильными для добавления во влажную смесь при производстве детской смеси.As an alternative to addition in native form, addition of lactoferrin to foods in the form of complexes has been described. WO2012/045801 describes coacervates of complexes containing lactoferrin and at least one other protein with an isoelectric point below pH 7.0, which can be used to slow the enzymatic breakdown of protein and to improve metabolic reactions, inflammatory bowel response, satiety and food intake in person. However, this document does not address the issue of stabilizing lactoferrin during processing of a product such as infant formula, and in particular does not indicate that the coacervates described will be stable enough to be added to wet formula during the production of infant formula.
Противоположно заряженные белки в растворе (которые являются коллоидами) при определенных значениях pH, ионной силы и стехиометрии самопроизвольно взаимодействуют с образованием комплексов. Такие комплексы могут оставаться растворимыми или вызывать разделение жидких фаз в растворе. В последнем случае образуются коацерваты комплексов. «Более концентрированная фаза в коллоидном компоненте представляет собой коацерват, а другая фаза представляет собой равновесный раствор» (IUPAC, 1997). Обе фазы остаются в равновесии, а следовательно, считаются несовместимыми. И растворимые комплексы, и коацерваты очень чувствительны к свойствам среды и по существу обратимы под действием изменения pH, ионной силы или температуры, а следовательно, во время обработки пищевого продукта могут разрушаться. Такая обратимость белковых комплексов описана в литературе. Например, в публикации Anema et al. Coacervates of lysozyme and β-casein; Journal of Colloid and Interface Science 398 (2013): 255–261, сообщают, что комплексы лактоферрина или лизоцима и β-казеина являются обратимыми, а именно под действием изменения pH и ионной силы (например, добавления NaCl).Oppositely charged proteins in solution (which are colloids) at certain pH, ionic strength, and stoichiometry spontaneously interact to form complexes. Such complexes may remain soluble or cause separation of liquid phases in solution. In the latter case, coacervates of complexes are formed. “The more concentrated phase in the colloidal component is the coacervate and the other phase is the equilibrium solution” (IUPAC, 1997). Both phases remain in equilibrium and are therefore considered incompatible. Both soluble complexes and coacervates are very sensitive to the properties of the environment and are essentially reversible by changes in pH, ionic strength or temperature, and therefore can be destroyed during food processing. Such reversibility of protein complexes is described in the literature. For example, Anema et al. Coacervates of lysozyme and β-casein; Journal of Colloid and Interface Science 398 (2013): 255–261 report that complexes of lactoferrin or lysozyme and β-casein are reversible, namely by changes in pH and ionic strength (e.g., addition of NaCl).
Было описано, как увеличить устойчивость коацерватов комплексов путем использования поперечносшивающих агентов. Однако поперечносшивающие агенты было бы нежелательно добавлять в продукты для чувствительных потребителей, таких как младенцы и дети младшего возраста, где ингредиенты, которые можно использовать, ограничены очень строгими нормативами.It has been described how to increase the stability of coacervate complexes through the use of cross-linking agents. However, cross-linking agents would not be advisable to be added to products for sensitive consumers, such as infants and young children, where the ingredients that can be used are limited by very strict regulations.
В WO2012/045801 коацерваты комплексов лактоферрина и белка, имеющего изоэлектрическую точку ниже 7, индуцируют воздействием pH. Однако комплексы, такие как описано в этом документе, недостаточно стабильны, чтобы выдерживать агрессивные условия обработки, такие как высокая температура, что делает их непригодными для обработки с другими ингредиентами продукта, такого как детская смесь.In WO2012/045801, coacervates of complexes of lactoferrin and a protein having an isoelectric point below 7 are induced by pH. However, complexes such as those described herein are not stable enough to withstand harsh processing conditions such as high temperature, making them unsuitable for processing with other ingredients of a product such as infant formula.
Кроме того, в работе Anema et al. Co-acervates of lactoferrin and caseins; Soft Matter 8 (2012): 4471–4478, было исследовано образование коацерватов лактоферрина и казеинов, а именно β-казеина, индуцированное путем доведения рН до 6,55 при различных температурах. Тем не менее в этом документе вообще не затрагивается вопрос обратимости полученных коацерватов, которые могут быть повреждены, когда их подвергают агрессивной обработке, такой как стерилизация или сушка.Moreover, Anema et al. Co-acervates of lactoferrin and caseins; Soft Matter 8 (2012): 4471–4478, the formation of coacervates of lactoferrin and caseins, namely β-casein, induced by adjusting the pH to 6.55 at different temperatures was investigated. However, this document does not address at all the issue of reversibility of the resulting coacervates, which may be damaged when subjected to aggressive processing such as sterilization or drying.
В работе Li Quanyang et al. Formation of lactoferrin/sodium caseinate complexes and their adsorption behaviour at the air/water interface; Food Chemistry, 232 (2017); 697–703, описан способ, включающий нагревание с последующим мгновенным охлаждением раствора казеината натрия и лактоферрина. Недостаток описанного в этом документе способа состоит в том, что он не подходит для образования комплексов с мицеллярным казеином. Желательно обеспечить способ, позволяющий также образовывать комплексы с мицеллярным казеином.In the work of Li Quanyang et al. Formation of lactoferrin/sodium caseinate complexes and their adsorption behavior at the air/water interface; Food Chemistry, 232 (2017); 697–703, a method is described that involves heating followed by instantaneous cooling of a solution of sodium caseinate and lactoferrin. The disadvantage of the method described in this document is that it is not suitable for the formation of complexes with micellar casein. It is desirable to provide a method that also allows the formation of complexes with micellar casein.
В работе Pan et al. Self-assembly of β-casein and lysozyme; Journal of Colloid and Interface Science, 316(2) (2007), 405–412, описан способ образования комплексов β-казеина и лизоцима, включающий регулирование pH в подходящем диапазоне от 4,0 до 6,0 или от 9,0 до 12,0 с последующей обработкой нагреванием при 80 °C в течение 30 минут и охлаждением. Этот способ приводит к образованию наночастиц, нестабильных при pH 3,0 и 12,0 и агрегированных в присутствии 0,15 М NaCl. Только прививание декстрана на β-казеин посредством реакции Майяра позволило стабилизировать наночастицы при нейтральном рН и солевом растворе. Желательно обеспечить способ получения более стабильных комплексов, способных выдерживать такие условия без добавления в комплекс дополнительного компонента, такого как декстран. Это особенно важно в детской смеси, причем желательно, чтобы перечень ингредиентов был как можно короче, и нормативные ограничения при этом очень строги.The work of Pan et al. Self-assembly of β-casein and lysozyme; Journal of Colloid and Interface Science, 316(2) (2007), 405–412, describes a method for forming β-casein and lysozyme complexes involving adjusting the pH to a suitable range of 4.0 to 6.0 or 9.0 to 12 ,0 followed by heating at 80 °C for 30 minutes and cooling. This method results in the formation of nanoparticles that are unstable at pH 3.0 and 12.0 and aggregate in the presence of 0.15 M NaCl. Only grafting of dextran onto β-casein via the Maillard reaction allowed the nanoparticles to be stabilized at neutral pH and saline. It would be desirable to provide a method for producing more stable complexes that can withstand such conditions without adding an additional component, such as dextran, to the complex. This is especially important in infant formula, where it is desirable to keep the list of ingredients as short as possible, and regulatory restrictions are very strict.
Лактоферрин и/или другие чувствительные белки, такие как лизоцимы, желательно обеспечить в форме, которая придает им достаточную устойчивость к агрессивным условиям обработки, таким как тепловая стерилизация или сушка, что позволяет избежать необходимости в альтернативных способах стерилизации и асептического дозирования, осложняющих производство продуктов с чувствительными белками, подобными лактоферрину, и увеличивающих его стоимость. Дополнительно желательно иметь возможность образовывать комплексы со всеми типами казеина, включая мицеллярный казеин.Lactoferrin and/or other sensitive proteins, such as lysozymes, are preferably provided in a form that provides them with sufficient resistance to harsh processing conditions, such as heat sterilization or drying, thereby avoiding the need for alternative sterilization and aseptic dosing methods that complicate the production of products with sensitive proteins similar to lactoferrin and increasing its cost. Additionally, it is desirable to be able to form complexes with all types of casein, including micellar casein.
Преимуществом настоящего изобретения является то, что оно решает вышеупомянутые проблемы.An advantage of the present invention is that it solves the above problems.
Изложение сущности изобретенияSummary of the invention
В первом аспекте в изобретении предложен способ получения комплексов белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, с казеином, включающий стадии:In a first aspect, the invention provides a method for preparing complexes of a protein having an isoelectric point of at least 7 with casein, comprising the steps of:
a. обеспечения раствора белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, и казеина при pH в диапазоне от 6,5 до 7,5;a. providing a solution of protein having an isoelectric point of at least 7 and casein at a pH in the range of 6.5 to 7.5;
b. линейного повышения температуры от температуры денатурации белка, имеющего изоэлектрическую точку 7 или более, до температуры в диапазоне от 85 до 95 °C;b. a linear increase in temperature from the denaturation temperature of a protein having an isoelectric point of 7 or more to a temperature in the range of 85 to 95 °C;
c. выдерживания раствора при температуре от 85 до 95 °C в течение по меньшей мере 30 секунд; иc. keeping the solution at a temperature of 85 to 95 °C for at least 30 seconds; And
d. линейного снижения температуры с 85–95 °C до температуры ниже 5 °C в течение периода по меньшей мере 30 минут;d. a linear decrease in temperature from 85–95 °C to a temperature below 5 °C over a period of at least 30 minutes;
e. выдерживания раствора при температуре ниже 5 °C в течение по меньшей мере 15 минут.e. keeping the solution at a temperature below 5 °C for at least 15 minutes.
Во втором аспекте в изобретении предложены комплексы белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, с казеином, получаемые или полученные способом изобретения.In a second aspect, the invention provides complexes of a protein having an isoelectric point of at least 7 with casein, produced or produced by the method of the invention.
В третьем аспекте в изобретении предложен продукт, содержащий комплексы изобретения.In a third aspect, the invention provides a product containing the complexes of the invention.
В четвертом аспекте в изобретении предложен способ получения продукта изобретения. In a fourth aspect, the invention provides a method for producing the product of the invention.
В пятом аспекте в изобретении предложены комплексы изобретения для применения в терапии.In a fifth aspect, the invention provides complexes of the invention for use in therapy.
В пятом аспекте изобретение относится к комплексам изобретения для применения в способеIn a fifth aspect, the invention relates to complexes of the invention for use in a method
a) предотвращения, уменьшения и/или лечения инфекций;a) preventing, reducing and/or treating infections;
b) модулирования, стимуляции и/или поддержания иммунного ответа;b) modulating, stimulating and/or maintaining the immune response;
c) стимуляции и/или поддержания роста полезной кишечной флоры;c) stimulating and/or maintaining the growth of beneficial intestinal flora;
d) стимуляции и/или поддержания когнитивной функции;d) stimulation and/or maintenance of cognitive function;
е) стимуляции и/или поддержания здорового роста младенца или ребенка младшего возраста; илиf) stimulating and/or maintaining healthy growth of an infant or young child; or
f) стимуляции более мягкого стула у младенца.f) stimulating softer stools in the infant.
Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials
Фиг. 1. Изображение коацерватов, полученных в примере 1, с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Фотографическое изображение получено посредством карты срезов образца по оси Z с использованием 63 линз объектива. Коацерваты имеют вид однородных сферических частиц с пористой структурой.Fig. 1. Image of coacervates obtained in example 1 using confocal laser scanning microscopy (CLSM). The photographic image was obtained by mapping the sample slices along the Z axis using 63 objective lenses. Coacervates have the form of homogeneous spherical particles with a porous structure.
Фиг. 2. A: КЛСМ-изображение коацерватов, полученных в примере 1, после центрифугирования. Изображение гранулы после центрифугирования, полученное с использованием 20 линз объектива. B: снимок раствора коацерватов после центрифугирования. Осадок коацерватов четко виден.Fig. 2. A: CLSM image of coacervates obtained in example 1 after centrifugation. Image of a bead after centrifugation, obtained using 20 objective lenses. B: Image of the coacervate solution after centrifugation. The precipitate of coacervates is clearly visible.
Фиг. 3. КЛСМ-изображение коацерватов, полученных в примере 1 до (A) и после (B) охлаждения в течение 24 часов, с использованием 20 линз объектива. Коацерваты четко видны на обоих изображениях, хотя коацерваты после охлаждения в течение одной ночи имеют меньший размер.Fig. 3. CLSM image of the coacervates obtained in Example 1 before (A) and after (B) cooling for 24 hours, using 20 objective lenses. Coacervates are clearly visible in both images, although the coacervates are smaller in size after cooling overnight.
Фиг. 4. КЛСМ-изображение композиции, полученной в примере 2 (сравнительном), с использованием 20 линз объектива. В надосадочной жидкости (A) и в осадке (B) коацерваты не видны.Fig. 4. CLSM image of the composition obtained in example 2 (comparative), using 20 objective lenses. No coacervates are visible in the supernatant (A) or sediment (B).
Фиг. 5. КЛСМ-изображение композиции, полученной в примере 3 (сравнительном), с использованием 20 линз объектива. В надосадочной жидкости (A) и в осадке (B) коацерваты не видны.Fig. 5. CLSM image of the composition obtained in example 3 (comparative), using 20 objective lenses. No coacervates are visible in the supernatant (A) or sediment (B).
Фиг. 6. КЛСМ-изображение композиции, полученной в примере 4 (сравнительном), с использованием 20 линз объектива. В надосадочной жидкости (A) и в осадке (B) коацерваты не видны.Fig. 6. CLSM image of the composition obtained in example 4 (comparative), using 20 objective lenses. No coacervates are visible in the supernatant (A) or sediment (B).
Фиг. 7. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения коацерватов в додецилсульфате натрия (ДСН). Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 7. Light microscopy image of the coacervates from Example 5 after dilution of the coacervates in sodium dodecyl sulfate (SDS). The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 8. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после того, как они были подвергнуты высокоскоростному центрифугированию. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 8. Light microscopy image of the coacervates from Example 5 after they have been subjected to high speed centrifugation. The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 9. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения водой и доведения pH до 3,5. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 9. Light microscopy image of coacervates from Example 5 after dilution with water and pH adjustment to 3.5. The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 10. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения водой и доведения pH до 3,5 и последующего нагревания при 70 °C в течение 15 минут. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 10. Light microscopy image of coacervates from Example 5 after dilution with water and pH adjustment to 3.5 and subsequent heating at 70°C for 15 minutes. The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 11. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения водой и доведения pH до 11. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 11. Light microscopy image of the coacervates from Example 5 after dilution with water and pH adjustment to 11. The coacervates are still visible as uniform spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 12. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения водой и доведения pH до 10 и последующего нагревания при 70 °C в течение 15 минут. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз.Fig. 12. Light microscopy image of coacervates from Example 5 after dilution with water and pH adjustment to 10 and subsequent heating at 70°C for 15 minutes. The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are enlarged 10 times.
Фиг. 13. Изображение коацерватов из примера 5 с помощью световой микроскопии после разведения 100 мМ NaCl. Коацерваты все еще видны как однородные сферические частицы. Коацерваты увеличены в 10 раз (A) и 20 раз (B) соответственно.Fig. 13. Light microscopy image of coacervates from Example 5 after dilution with 100 mM NaCl. The coacervates are still visible as homogeneous spherical particles. Coacervates are magnified 10-fold (A) and 20-fold (B), respectively.
Фиг. 14. Изображение коацерватов из примера 6 с помощью световой микроскопии. Коацерваты видны как однородные сферические частицы. На более крупном снимке коацерваты увеличены в 10 раз, а на более мелком снимке представлены в 4-кратном увеличении.Fig. 14. Light microscopy image of coacervates from Example 6. Coacervates are visible as homogeneous spherical particles. In the larger image, the coacervates are magnified 10x, and in the smaller image they are presented at 4x magnification.
Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention
ОпределенияDefinitions
В настоящем документе следующие термины имеют приведенные ниже определения.As used herein, the following terms have the definitions below.
Термин «младенец» означает ребенка в возрасте до 12 месяцев.The term "infant" means a child under 12 months of age.
Выражение «ребенок младшего возраста» означает ребенка в возрасте от одного года до семи лет.The expression "young child" means a child between one and seven years of age.
Выражение «питательная композиция» означает композицию, которой питается субъект. Данная питательная композиция обычно предназначена для перорального или внутривенного применения и обычно включает в себя источник липидов или жира и источник белка.The expression “nutritional composition” means a composition that is fed to a subject. The nutritional composition is typically for oral or intravenous administration and typically includes a lipid or fat source and a protein source.
В конкретном варианте осуществления композиция настоящего изобретения представляет собой гипоаллергенную питательную композицию. Выражение «гипоаллергенная питательная композиция» означает питательную композицию, которая с низкой вероятностью вызовет аллергические реакции.In a specific embodiment, the composition of the present invention is a hypoallergenic nutritional composition. The expression “hypoallergenic nutritional composition” means a nutritional composition that has a low likelihood of causing allergic reactions.
В конкретном варианте осуществления композиция настоящего изобретения представляет собой «искусственную питательную композицию». Выражение «искусственная питательная композиция» означает смесь, полученную с помощью химических и/или биологических средств, которые могут быть химически идентичны смеси природного происхождения, присутствующей в молоке млекопитающих (т.е. искусственная композиция не является грудным молоком).In a specific embodiment, the composition of the present invention is an “artificial nutritional composition.” The expression “artificial nutritional composition” means a formula produced by chemical and/or biological means that may be chemically identical to the naturally occurring formula found in mammalian milk (i.e., the artificial composition is not breast milk).
Выражение «детская смесь» при использовании в настоящем документе относится к продукту питания, который специально предназначен для употребления в пищу младенцами в течение первых месяцев жизни и сам по себе удовлетворяет потребности в питании этой категории лиц (статья 2(c) Директивы Европейской комиссии 91/321/EEC 2006/141/EC от 22 декабря 2006 г. о детских смесях и смесях для прикармливаемых детей). Оно также относится к питательной композиции, предназначенной для младенцев, как определено в Codex Alimentarius (Codex STAN 72-1981) и Infant Specialities (включая статью Food for Special Medical Purpose). Выражение «детская смесь» охватывает как «начальную детскую смесь», так и «смесь последующего уровня» или «смесь для прикармливаемых детей».The expression "infant formula" as used in this document refers to a food product which is specifically intended for consumption by infants during the first months of life and which in itself meets the nutritional needs of this category of persons (Article 2(c) of European Commission Directive 91/ 321/EEC 2006/141/EC of 22 December 2006 on infant and complementary formulas). It also refers to a nutritional composition intended for use by infants as defined in the Codex Alimentarius (Codex STAN 72-1981) and Infant Specialties (including the article Food for Special Medical Purpose). The expression "infant formula" covers both "infant formula" and "follow-up formula" or "weaning formula".
«Смесь последующего уровня» или «смесь для прикармливаемых детей» дают, начиная с 6-го месяца. Она составляет главный жидкий элемент в постепенно увеличивающемся разнообразии рациона для данной категории лиц.“Follow-up formula” or “formula for complementary infants” is given starting from the 6th month. It constitutes the main liquid element in the gradually increasing variety of diets for this category of people.
Выражение «детское питание» означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами или детьми младшего возраста в течение первых лет жизни.The expression "infant food" means a food product specifically intended for consumption by infants or young children during the first years of life.
Выражение «детская композиция на зерновой основе» означает продукт питания, специально предназначенный для употребления в пищу младенцами или детьми младшего возраста в течение первых лет жизни.The expression “cereal-based infant composition” means a food product specifically intended for consumption by infants or young children during the first years of life.
Термин «обогатитель» относится к жидким или твердым питательным композициям, подходящим для смешивания с грудным молоком или детской смесью.The term "fortifier" refers to liquid or solid nutritional compositions suitable for mixing with breast milk or infant formula.
Выражения «в возрасте дней/недель/месяцев/лет» и «дней/недель/месяцев/лет после рождения» могут использоваться как взаимозаменяемые.The expressions “days/weeks/months/years” and “days/weeks/months/years after birth” can be used interchangeably.
Под «материнским молоком» следует понимать грудное молоко или молозиво матери.“Mother's milk” refers to the mother's breast milk or colostrum.
«Олигосахарид» представляет собой сахаридный полимер, содержащий небольшое число (как правило, от трех до десяти) простых сахаров (моносахаридов).An "oligosaccharide" is a saccharide polymer containing a small number (usually three to ten) simple sugars (monosaccharides).
Термин «пребиотик» означает субстрат, селективно утилизируемый микроорганизмами-хозяевами, придающими полезный для здоровья эффект (Согласованное экспертное заключение: совместное заключение Международной научной ассоциации по пробиотикам и пребиотикам (ISAPP) по определению и сфере применения пребиотиков, Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2017, 14, 491–502).The term “prebiotic” means a substrate selectively utilized by host microorganisms that confer health benefits (Consensus: International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) Joint Opinion on the Definition and Scope of Prebiotics, Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 2017, 14, 491–502).
Термин «пробиотик» означает живые микроорганизмы, которые при введении в соответствующих количествах обеспечивают организму-хозяину полезный для здоровья эффект (Всемирная организация по продовольствию (FAO) / Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), 2002). Клетки микроорганизмов по существу представляют собой бактерии или дрожжи.The term “probiotic” refers to live microorganisms that, when administered in appropriate quantities, provide a health benefit to the host (World Food Organization (FAO)/World Health Organization (WHO), 2002). Microbial cells are essentially bacteria or yeast.
Если не указано иное, все процентные содержания даны по массе.Unless otherwise stated, all percentages are by weight.
Способ получения комплексовMethod for obtaining complexes
В настоящем изобретении предложен конкретный способ получения комплексов казеина и белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7. Полученные комплексы могут представлять собой растворимые комплексы или коацерваты. Предпочтительно комплексы представляют собой коацерваты.The present invention provides a specific method for preparing casein-protein complexes having an isoelectric point of at least 7. The resulting complexes may be soluble complexes or coacervates. Preferably the complexes are coacervates.
Способ включает в себя определенную последовательность стадий нагревания, выдерживания и охлаждения. Комплексы, полученные данным конкретным способом, являются особенно устойчивыми, и могут сохраняться, несмотря на изменения в окружающей среде, и могут быть подвергнуты жестким условиям, таким как изменение pH, нагревание, приложение механического напряжения, изменение ионной силы и добавление поверхностно-активных веществ, как будет показано в примерах.The method includes a certain sequence of stages of heating, holding and cooling. The complexes obtained by this particular method are particularly stable and can be maintained despite changes in the environment and can be subjected to harsh conditions such as pH changes, heat, application of mechanical stress, changes in ionic strength and the addition of surfactants. as will be shown in the examples.
Любой белок, имеющий изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, может образовывать комплексы с казеином при использовании способа настоящего изобретения. В предпочтительном аспекте изобретения белок имеет изоэлектрическую точку по меньшей мере 8, предпочтительно по меньшей мере 8,5, наиболее предпочтительно изоэлектрическую точку 8,9. Такие белки являются предпочтительными, поскольку чем выше изоэлектрическая точка, тем более сильной катионностью они будут обладать при нейтральном рН, а следовательно, тем проще они будут взаимодействовать с казеинами при естественном pH.Any protein having an isoelectric point of at least 7 can form complexes with casein using the method of the present invention. In a preferred aspect of the invention, the protein has an isoelectric point of at least 8, preferably at least 8.5, most preferably an isoelectric point of 8.9. Such proteins are preferred because the higher the isoelectric point, the more cationic they will be at neutral pH, and therefore the more easily they will interact with caseins at natural pH.
В частности, преимущественные белки, имеющие изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, включают лактоферрин, лактадгерин и лизоцим. Такие белки особенно предпочтительны благодаря полезным для здоровья эффектам, связанным с их потреблением. Например, лактоферрин был описан как играющий полезную роль в предотвращении, уменьшении и/или лечении инфекций, модулировании, стимуляции и/или поддержании иммунного ответа, стимуляции и/или поддержании роста полезной кишечной флоры, стимуляции и/или поддержании когнитивной функции, стимуляции и/или поддержании здорового роста младенца или ребенка младшего возраста; или стимуляции мягкого стула у младенца.In particular, advantageous proteins having an isoelectric point of at least 7 include lactoferrin, lactadherin and lysozyme. Such proteins are particularly preferred due to the health benefits associated with their consumption. For example, lactoferrin has been described as having a beneficial role in preventing, reducing and/or treating infections, modulating, stimulating and/or maintaining the immune response, stimulating and/or maintaining the growth of beneficial intestinal flora, stimulating and/or maintaining cognitive function, stimulating and/or or maintaining the healthy growth of an infant or young child; or stimulation of soft stools in an infant.
Для цели настоящего изобретения подходят все типы казеинов. Тем не менее β-казеин, κ-казеин и α-s1-казеин предпочтительны для добавления в продукты для младенцев и детей младшего возраста, такие как детская смесь, смесь для прикармливаемых детей, детские каши, детское питание и молочная смесь для детей от 1 до 3 лет, поскольку они естественным образом присутствуют в человеческом грудном молоке. тогда как α-s2-казеин обнаруживается в коровьем молоке, но не в грудном молоке.All types of caseins are suitable for the purpose of the present invention. However, β-casein, κ-casein and α-s1-casein are preferred for addition to foods for infants and young children, such as infant formula, infant formula, infant cereals, baby food and formula for children aged 1 year and older. up to 3 years of age as they are naturally present in human breast milk. whereas α-s2-casein is found in cow's milk but not in breast milk.
Казеин, и в частности β-казеин, обладает уникальными свойствами, позволяющими образовывать комплексы. В частности, сильно гидрофильный N-концевой домен и сильно гидрофобный C-концевой домен последовательности β-казеина позволяют ему образовывать агрегаты, подобные поверхностно-активным веществам. Данный конкретный контраст в последовательности β-казеина придает этому белку свойства, особенно полезные для цели настоящего изобретения. Поскольку одна десятая аминокислот на N-конце белка содержит одну треть общего заряда, и при pI 5, на N-конце при нейтральном pH образуется высокая плотность отрицательных зарядов, что дает этому белку возможность сильно связываться с белками, которые являются катионными при этом pH.Casein, and β-casein in particular, has unique properties that allow it to form complexes. In particular, the highly hydrophilic N-terminal domain and highly hydrophobic C-terminal domain of the β-casein sequence allow it to form surfactant-like aggregates. This particular contrast in the sequence of β-casein gives this protein properties particularly useful for the purpose of the present invention. Since one-tenth of the amino acids at the N-terminus of a protein contain one-third of the total charge, and at a pI of 5, a high density of negative charges is formed at the N-terminus at neutral pH, giving this protein the ability to bind strongly to proteins that are cationic at that pH.
В предпочтительном аспекте казеин представлен в форме мицеллярного казеина. В питательных композициях, таких как детская смесь, молочные смеси для детей от 1 до 3 лет, мицеллярный казеин обладает особыми преимуществами перед казеинатом. Поведение мицеллярного казеина отличается по сравнению с казеинатом, таким как, например, казеинат натрия. Особым преимуществом способа настоящего изобретения является то, что он позволяет образовывать комплексы со всеми типами казеина, как определено выше, включая мицеллярный казеин.In a preferred aspect, the casein is in the form of micellar casein. In nutritional compositions such as infant formula and milk formulas for children aged 1 to 3 years, micellar casein has particular advantages over caseinate. The behavior of micellar casein is different compared to caseinate, such as sodium caseinate. A particular advantage of the method of the present invention is that it allows the formation of complexes with all types of casein, as defined above, including micellar casein.
В предпочтительном аспекте изобретения белок, имеющий изоэлектрическую точку выше 7, представляет собой лактоферрин, а казеин представляет собой β-казеин.In a preferred aspect of the invention, the protein having an isoelectric point greater than 7 is lactoferrin and the casein is β-casein.
На первой стадии способа изобретения (стадия (a)) обеспечивают раствор белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, и казеина. Этот раствор получают способом, известным специалисту в данной области, путем растворения обоих белков в водной среде. В предпочтительном аспекте изобретения раствор, полученный на стадии a), содержит белок, имеющий изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, и казеин в массовом соотношении от более 1 : 10 до менее 10 : 1. В предпочтительном аспекте изобретения массовое отношение белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, к казеину составляет по меньшей мере 1 : 9, предпочтительно по меньшей мере 1 : 8, более предпочтительно по меньшей мере 1 : 7, еще более предпочтительно по меньшей мере 1 : 6 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 1 : 5. В другом предпочтительном аспекте изобретения массовое отношение белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, к казеину составляет максимум 9 : 1, предпочтительно максимум 8 : 1, более предпочтительно по меньшей мере 7 : 1, еще более предпочтительно по меньшей мере 6 : 1 и наиболее предпочтительно максимум 5 : 1. Например, массовое отношение белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, к казеину может преимущественно составлять от 1 : 9 до 9 : 1, предпочтительно от 1 : 8 до 8 : 1, более предпочтительно от 1 : 7 до 7 : 1, еще более предпочтительно от 1 : 5 до 5 : 1. В особенно предпочтительном варианте осуществления массовое отношение белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, к казеину составляет от 1 : 5 до 4 : 1, предпочтительно от 1 : 5 до 3 : 1, более предпочтительно от 1 : 5 до 2 : 1, наиболее предпочтительно от 1 : 5 до 1 : 1.In the first step of the method of the invention (step (a)), a solution of a protein having an isoelectric point of at least 7 and casein is provided. This solution is prepared in a manner known to one skilled in the art by dissolving both proteins in an aqueous medium. In a preferred aspect of the invention, the solution obtained in step a) contains a protein having an isoelectric point of at least 7, and casein in a weight ratio of greater than 1:10 to less than 10:1. In a preferred aspect of the invention, the weight ratio of the protein having an isoelectric point is at least 7, to casein is at least 1:9, preferably at least 1:8, more preferably at least 1:7, even more preferably at least 1:6 and most preferably at least 1:5 In another preferred aspect of the invention, the weight ratio of protein having an isoelectric point of at least 7 to casein is at most 9:1, preferably at most 8:1, more preferably at least 7:1, even more preferably at least 6:1 and most preferably a maximum of 5:1. For example, the weight ratio of protein having an isoelectric point of at least 7 to casein may advantageously be from 1:9 to 9:1, preferably from 1:8 to 8:1, more preferably from 1 : 7 to 7: 1, even more preferably from 1: 5 to 5: 1. In a particularly preferred embodiment, the weight ratio of protein having an isoelectric point of at least 7 to casein is from 1: 5 to 4: 1, preferably from 1:5 to 3:1, more preferably 1:5 to 2:1, most preferably 1:5 to 1:1.
Предпочтительно pH раствора белков доводят до значения в диапазоне от 6,5 до 7,5. Предпочтительно pH составляет от 6,5 до 7,3, предпочтительно он составляет от 6,5 до 7,2, предпочтительно он составляет от 6,6 до 7,1, более предпочтительно он составляет от 6,7 до 7,0, более предпочтительно от 6,7 до 6,9, наиболее предпочтительно 6,8.Preferably, the pH of the protein solution is adjusted to a value in the range of 6.5 to 7.5. Preferably the pH is from 6.5 to 7.3, preferably it is from 6.5 to 7.2, preferably it is from 6.6 to 7.1, more preferably it is from 6.7 to 7.0, more preferably 6.7 to 6.9, most preferably 6.8.
В предпочтительном аспекте изобретения раствор имеет общее содержание белка от 3 до 10% по массе в расчете на общую массу раствора.In a preferred aspect of the invention, the solution has a total protein content of from 3 to 10% by weight, based on the total weight of the solution.
На необязательной стадии перед дальнейшей обработкой раствора белки можно кондиционировать при температуре денатурации белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7. Такую необязательную стадию кондиционирования выполняют путем нагревания раствора белка при температуре денатурации белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, и путем выдерживания раствора при этой температуре в течение по меньшей мере 2 минут, предпочтительно по меньшей мере 3 минут. Несмотря на то что эта стадия не является обязательной для образования комплексов, их образование стимулирует частичная денатурация белка, имеющего изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, достигаемая на данной фазе кондиционирования. В ходе этой стадии под действием развертывания структуры белка различные группы становятся доступными для взаимодействия с казеином. В предпочтительном аспекте такую стадию кондиционирования выполняют при температуре от 60 до 70°C. Такой температурный диапазон, в частности, подобран для лактоферрина. Наиболее предпочтительная температура для кондиционирования лактоферрина составляет 65°C.In an optional step, before further processing the solution, the proteins can be conditioned at the denaturation temperature of a protein having an isoelectric point of at least 7. This optional conditioning step is performed by heating the protein solution at the denaturation temperature of a protein having an isoelectric point of at least 7, and by maintaining the solution at this temperature for at least 2 minutes, preferably at least 3 minutes. Although this step is not necessary for the formation of complexes, their formation is stimulated by the partial denaturation of a protein having an isoelectric point of at least 7, achieved during this conditioning phase. During this stage, under the influence of the unfolding of the protein structure, various groups become available for interaction with casein. In a preferred aspect, this conditioning step is performed at a temperature of from 60 to 70°C. This temperature range, in particular, is selected for lactoferrin. The most preferred temperature for conditioning lactoferrin is 65°C.
На второй существенной стадии способа раствор нагревают до температуры в диапазоне от 85 до 95°C, предпочтительно в диапазоне от 86 до 94°C, более предпочтительно в диапазоне от 87 до 93°C, более предпочтительно в диапазоне от 88 до 92°C, еще более предпочтительно в диапазоне от 89 до 91°C и наиболее предпочтительно 90°C. Время, необходимое для нагревания раствора до такой температуры, не имеет решающего значения для успешного образования комплексов. В принципе, чем дольше время линейного повышения, тем лучше образование комплексов. Таким образом, максимальное время для стадии линейного повышения температуры определяется наилучшим коэффициентом экономической эффективности. Такая оптимальная продолжительность времени линейного повышения может изменяться, например, в зависимости от обрабатываемого объема и может быть определена специалистом в данной области базовым методом проб и ошибок. Тем не менее оптимальные результаты получают при линейном повышении температуры в течение периода от 1 минуты до 1 часа, предпочтительно от 1 до 30 минут.In the second essential step of the method, the solution is heated to a temperature in the range from 85 to 95°C, preferably in the range from 86 to 94°C, more preferably in the range from 87 to 93°C, more preferably in the range from 88 to 92°C, even more preferably in the range of 89 to 91°C and most preferably 90°C. The time required to heat the solution to this temperature is not critical to the successful formation of complexes. In principle, the longer the ramp time, the better the complex formation. Thus, the maximum time for the temperature ramp stage is determined by the best cost-effectiveness ratio. Such optimal ramp time may vary, for example, depending on the volume being processed, and can be determined by a person skilled in the art through basic trial and error. However, optimal results are obtained by increasing the temperature linearly over a period of 1 minute to 1 hour, preferably 1 to 30 minutes.
Затем раствор выдерживают при такой температуре в течение периода по меньшей мере 30 секунд, предпочтительно по меньшей мере 1 минуты. Предпочтительно не выдерживать раствор при такой температуре в течение более чем 10 минут, более предпочтительно в течение более чем 5 минут.The solution is then maintained at this temperature for a period of at least 30 seconds, preferably at least 1 minute. It is preferable not to keep the solution at this temperature for more than 10 minutes, more preferably for more than 5 minutes.
После такого периода выдерживания температуру линейно снижают до температуры ниже 5°C. Чтобы обеспечить образование комплексов, важно линейно снижать температуру в течение достаточно длительного периода времени. Приемлемым является период по меньшей мере 30 минут. Предпочтительно температуру линейно снижают в течение периода 1 час. Предпочтительно температуру линейно снижают в течение периода максимум 10 часов, более предпочтительно в течение периода максимум 5 часов, еще более предпочтительно в течение периода максимум 3 часа. Такое ограничение продолжительности этой стадии линейного снижения в рамках способа нацелено на сохранение экономической жизнеспособности способа. Температуру линейно снижают до температуры 5°C или ниже, предпочтительно менее 5°C, более предпочтительно до температуры 4°C или ниже. Тем не менее на такой стадии выдерживания отрицательные температуры непригодны, поскольку водный раствор белков будет замерзать, и процесс образования комплексов прекратится. Кроме того, замораживание будет обеспечивать концентрацию ионной среды вокруг белков, приводя к нежелательной дополнительной денатурации или структурным изменениям белков. Таким образом, температуру предпочтительно линейно снижают до температуры от 5 до 1°C, предпочтительно от менее 5°C до 1°C, более предпочтительно от менее 5 °C до 2°C, наиболее предпочтительно от 4 до 2°C.After this holding period, the temperature is reduced linearly to below 5°C. To ensure complex formation, it is important to decrease the temperature linearly over a sufficiently long period of time. A period of at least 30 minutes is acceptable. Preferably, the temperature is reduced linearly over a period of 1 hour. Preferably, the temperature is reduced linearly over a period of maximum 10 hours, more preferably over a period of maximum 5 hours, even more preferably over a period of maximum 3 hours. This limitation of the duration of this ramp-down stage within the process is intended to maintain the economic viability of the process. The temperature is reduced linearly to a temperature of 5°C or lower, preferably less than 5°C, more preferably to a temperature of 4°C or lower. However, at this stage of aging, negative temperatures are unsuitable, since the aqueous solution of proteins will freeze and the process of complex formation will stop. In addition, freezing will concentrate the ionic environment around the proteins, leading to undesirable additional denaturation or structural changes of the proteins. Thus, the temperature is preferably reduced linearly to a temperature of from 5 to 1°C, preferably from less than 5°C to 1°C, more preferably from less than 5°C to 2°C, most preferably from 4 to 2°C.
Особым преимуществом линейного снижения температуры в течение продолжительного периода времени, как описано выше, является то, что оно позволяет создавать комплексы из казеина во всех формах, и в частности также с мицеллярным казеином. Медленное охлаждение существенно для разрушения мицелл и обеспечения доступности белков для взаимодействия с белком, имеющим изоэлектрическую точку по меньшей мере 7. Способ, предусматривающий внезапное охлаждение, обладает меньшими преимуществами, чем настоящий способ, поскольку он не подходит для образования комплексов из мицеллярного казеина и будет действенным только с казеинатом.A particular advantage of linear temperature reduction over an extended period of time, as described above, is that it allows the creation of casein complexes in all forms, and in particular also with micellar casein. Slow cooling is essential to break up the micelles and make the proteins available for interaction with a protein having an isoelectric point of at least 7. The flash cooling method is less advantageous than the present method as it is not suitable for complexing micellar casein and will not work. only with caseinate.
Затем после линейного снижения температуры до вышеуказанных значений раствор выдерживают при такой температуре, чтобы дать время для завершения образования комплексов. Раствор предпочтительно выдерживают при такой температуре в течение по меньшей мере 20 минут, предпочтительно в течение 30 минут. Такая минимальная продолжительность необходима для успешного образования комплексов. Время, в течение которого раствор выдерживают при таких температурах, не имеет конкретных ограничений. Как будет доказано в примерах, раствор можно хранить в холодильнике в течение нескольких дней. При этом на практике продолжительность времени выдерживания ограничена экономическими соображениями. Чрезмерная продолжительность стадии выдерживания сделает этот способ экономически нежизнеспособным. Таким образом, предпочтительно выдерживать раствор при такой температуре в течение максимум 1 дня, предпочтительно максимум 10 часов, более предпочтительно максимум 5 часов, наиболее предпочтительно максимум 3 часов.Then, after decreasing the temperature linearly to the above values, the solution is maintained at a temperature to allow time for complex formation to complete. The solution is preferably maintained at this temperature for at least 20 minutes, preferably for 30 minutes. This minimum duration is necessary for successful complex formation. There is no specific limitation on the time the solution is kept at these temperatures. As will be demonstrated in the examples, the solution can be stored in the refrigerator for several days. However, in practice, the length of holding time is limited by economic considerations. Excessive duration of the aging stage will make this method economically unviable. Thus, it is preferable to keep the solution at this temperature for a maximum of 1 day, preferably a maximum of 10 hours, more preferably a maximum of 5 hours, most preferably a maximum of 3 hours.
КомплексыComplexes
Комплексы, предпочтительно коацерваты, полученные или получаемые способом настоящего изобретения, отличаются от комплексов, полученных стандартным способом, заключающимся только в регулировании pH раствора белка при определенной температуре, ионной силе и стехиометрическом соотношении. Последовательные стадии нагревания, охлаждения и выдерживания белковых композиций при определенных температурах в течение определенных периодов времени, как описано выше, приводят к значительным изменениям в структуре комплексов, что делает комплексы более устойчивыми по сравнению с комплексами предшествующего уровня техники, а именно к нагреванию, модификациям pH, механическому напряжению и присутствию поверхностно-активных веществ. Таким образом, комплексы, полученные или получаемые способом в соответствии с любым из вышеописанных вариантов осуществления, также являются предметом настоящего изобретения.The complexes, preferably coacervates, obtained or obtained by the method of the present invention differ from the complexes obtained by the standard method, which consists only of adjusting the pH of the protein solution at a certain temperature, ionic strength and stoichiometric ratio. The successive steps of heating, cooling and holding protein compositions at specific temperatures for specific periods of time, as described above, lead to significant changes in the structure of the complexes, which makes the complexes more stable compared to prior art complexes, namely, heat, pH modifications , mechanical stress and the presence of surfactants. Thus, complexes obtained or obtained by the method in accordance with any of the above-described embodiments are also the subject of the present invention.
Предпочтительными комплексами в соответствии с настоящим изобретением являются комплексы, предпочтительно коацерваты, лактоферрина и казеина, еще более предпочтительно комплексы лактоферрина и β-казеина, наиболее предпочтительно коацерваты лактоферрина и β-казеина.Preferred complexes according to the present invention are complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and casein, even more preferably complexes of lactoferrin and β-casein, most preferably coacervates of lactoferrin and β-casein.
Продукты, содержащие комплексыProducts containing complexes
Комплексы настоящего изобретения могут преимущественно быть добавлены во все виды продуктов, в которые желательно добавлять казеин и/или белок, имеющий изоэлектрическую точку по меньшей мере 7, такой как, например, лактоферрин, лактадгерин и/или лизоцим.The complexes of the present invention can advantageously be added to all types of products to which it is desirable to add casein and/or a protein having an isoelectric point of at least 7, such as, for example, lactoferrin, lactadherin and/or lysozyme.
Продукт может представлять собой любой тип продукта, в который можно включать комплексы, такой как продукт в форме пищевого или питьевого продукта, продукт для кормления животных, питательная добавка для людей или животных, фармацевтическая композиция или косметическая композиция. Продукт может иметь твердую, жидкую или полужидкую форму.The product may be any type of product into which complexes may be included, such as a product in the form of a food or drink product, an animal nutrition product, a nutritional supplement for humans or animals, a pharmaceutical composition or a cosmetic composition. The product may be in solid, liquid or semi-liquid form.
Пищевые и питьевые продукты включают все продукты, предназначенные для употребления людьми перорально с целью получения питания и/или удовольствия. Это может, например, быть питательная композиция, такая как композиция для младенцев и/или детей младшего возраста, для беременных или кормящих женщин или для женщин, желающих забеременеть, для людей, которым необходимо специальное питание из-за неблагоприятного состояния здоровья, или для пожилых людей. Более предпочтительно питательную композицию выбирают из детской смеси, детских каш, смеси последующего уровня, молочных смесей для детей от 1 до 3 лет или молочных продуктов для беременных и кормящих женщин или для женщин, желающих забеременеть. Другие примеры пищевых и питьевых продуктов включают молочные продукты, такие как продукты на основе молока или йогурты, супы, соусы, сладкие и несладкие снэки, напитки в порошке и продукты из зерновых. Как правило, молочные продукты преимущественно содержат комплексы настоящего изобретения, поскольку казеин уже естественным образом присутствует в таких ингредиентах.Food and drink products include all products intended for human consumption orally for nutrition and/or pleasure. This may, for example, be a nutritional composition such as a composition for infants and/or young children, for pregnant or lactating women or women wishing to become pregnant, for people who require special nutrition due to an adverse health condition, or for the elderly of people. More preferably, the nutritional composition is selected from infant formula, infant cereal, follow-on formula, infant formula for children 1 to 3 years of age, or dairy products for pregnant and lactating women or women wishing to become pregnant. Other examples of food and drink products include dairy products such as milk-based products or yoghurts, soups, sauces, sweet and savory snacks, powdered beverages and cereal products. In general, dairy products advantageously contain the complexes of the present invention because casein is already naturally present in such ingredients.
Продукт может также быть представлен в форме пищевого продукта для животных или питательной добавки для животных. Предпочтительно животное представляет собой млекопитающее. Примеры животных включают приматов (например, людей), коров, овец, коз, лошадей, собак, кошек, кроликов, крыс, мышей, рыб, птиц и т.п.The product may also be presented in the form of an animal food or animal nutritional supplement. Preferably the animal is a mammal. Examples of animals include primates (eg, humans), cows, sheep, goats, horses, dogs, cats, rabbits, rats, mice, fish, birds, and the like.
Питательные добавки, как правило, присутствуют в форме жидкости, геля, порошка либо таблетки или капсулы. Порошковые добавки, как правило, охватывают добавки, предназначенные для растворения в воде либо посыпания пищевого продукта или добавления в напиток. Такие добавки предназначены для обеспечения употребляющего их субъекта дополнительными питательными веществами и/или полезным для здоровья эффектом, а также другими полезными ингредиентами, такими как, например, лактоферрин, лактадгерин и/или лизоцим. Добавку в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для обеспечения питательными веществами и/или эффектом, полезным для здоровья людей, а также животных, как определено выше. Питательные добавки включают, например, порошковые добавки для добавления в грудное молоко, например для преждевременно родившихся младенцев или младенцев с низким весом при рождении. Они также включают добавки для беременных или кормящих женщин или для женщин, желающих забеременеть.Nutritional supplements are typically available in liquid, gel, powder, or tablet or capsule form. Powdered additives generally cover additives intended to be dissolved in water or sprinkled on a food product or added to a beverage. Such supplements are intended to provide the user with additional nutrients and/or health benefits, as well as other beneficial ingredients such as, for example, lactoferrin, lactadherin and/or lysozyme. The additive in accordance with the present invention can be used to provide nutrients and/or effects beneficial to the health of humans as well as animals, as defined above. Nutritional supplements include, for example, powdered supplements for addition to breast milk, for example for premature or low birth weight infants. They also include supplements for women who are pregnant or breastfeeding, or for women wanting to become pregnant.
Фармацевтические продукты включают, например, продукты в форме капель, сиропов, порошка, таблетки или капсулы, предназначенные для лечения профилактики неблагоприятного медицинского состояния у нуждающегося в этом субъекта.Pharmaceutical products include, for example, products in the form of drops, syrups, powder, tablets or capsules intended for the treatment and prevention of an adverse medical condition in a subject in need thereof.
Косметические композиции, как правило, предназначены для эстетического воздействия на организм и могут быть для местного применения или введения пероральным путем.Cosmetic compositions are generally intended to have an aesthetic effect on the body and may be for topical or oral administration.
Продукт настоящего изобретения предпочтительно содержит комплексы настоящего изобретения в терапевтически эффективном количестве.The product of the present invention preferably contains the complexes of the present invention in a therapeutically effective amount.
В предпочтительном варианте осуществления продукт настоящего изобретения представляет собой детскую смесь, детскую композицию на зерновой основе, смесь последующего уровня или молочную смесь для детей от 1 до 3 лет, содержащую комплексы, предпочтительно коацерваты, лактоферрина и казеина, более предпочтительно комплексы лактоферрина и β-казеина, наиболее предпочтительно коацерваты лактоферрина и β-казеина. В таких продуктах комплексы предпочтительно присутствуют в количестве, обеспечивающем от 0,5 до 10 г, предпочтительно от 1 до 10 г, более предпочтительно от 2 до 7 г лактоферрина на литр продукта.In a preferred embodiment, the product of the present invention is an infant formula, infant cereal composition, follow-up formula or infant formula for children 1 to 3 years of age containing complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and casein, more preferably complexes of lactoferrin and β-casein , most preferably coacervates of lactoferrin and β-casein. In such products, the complexes are preferably present in an amount providing from 0.5 to 10 g, preferably from 1 to 10 g, more preferably from 2 to 7 g of lactoferrin per liter of product.
Все типы продуктов в соответствии с изобретением можно готовить и производить согласно знаниям специалиста в данной области. Преимуществом комплексов настоящего изобретения является то, что они достаточно устойчивы для обработки вместе с другими ингредиентами продуктов.All types of products in accordance with the invention can be prepared and produced according to the knowledge of a person skilled in the art. An advantage of the complexes of the present invention is that they are stable enough to be processed together with other product ingredients.
Например, при производстве высушенного распылением продукта, такого как детская смесь, молочная смесь для детей от 1 до 3 лет или смесь последующего уровня в порошковой форме, комплексы достаточно устойчивы для добавления во влажную смесь и сушки распылением вместе с другими ингредиентами продукта. Это является преимуществом с точки зрения экономичности способа, поскольку устраняет необходимость в асептическом дозировании и сухом смешивании чувствительных белков, подобных лактоферрину, лактадгерину и/или лизоциму. Дополнительно введение комплексов во влажную смесь является преимуществом с точки зрения структуры продукта. В частности, комплексы будут однородно смешиваться с другими ингредиентами. Напротив, применение сухих смешанных порошков может приводить к получению неоднородных продуктов в связи с различием в свойствах смешанных порошков, таким как, например, различие в плотности или размере частиц. Неоднородность может приводить к неточному дозированию белков.For example, when producing a spray-dried product such as infant formula, 1- to 3-year-old infant formula, or a follow-on formula in powder form, the complexes are stable enough to be added to a wet formula and spray-dried with other product ingredients. This is advantageous from a process economic point of view, as it eliminates the need for aseptic dosing and dry mixing of sensitive proteins like lactoferrin, lactadherin and/or lysozyme. Additionally, the introduction of complexes into the wet mixture is advantageous in terms of product structure. In particular, the complexes will mix homogeneously with other ingredients. In contrast, the use of dry blended powders may result in non-uniform products due to differences in the properties of the blended powders, such as differences in density or particle size. Heterogeneity can lead to inaccurate protein dosing.
Таким образом, способ получения продукта, выбранного из детской смеси, смеси последующего уровня или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет в порошковой форме, включающий приготовление концентрата продукта, содержащего комплексы в соответствии с настоящим изобретением и указанный концентрат продукта, высушенный распылением, также является предметом настоящего изобретения. Приготовление влажной смеси и распылительную сушку осуществляют согласно общим знаниям специалиста в данной области.Thus, a method of producing a product selected from an infant formula, a follow-on formula, or an infant formula for children 1 to 3 years of age in powder form, comprising preparing a product concentrate containing the complexes of the present invention and said spray-dried product concentrate, also is the subject of the present invention. Preparation of the wet mixture and spray drying are carried out according to the general knowledge of one skilled in the art.
В другом аспекте в изобретении предложен способ получения продукта, выбранного из жидкой детской смеси, смеси последующего уровня или молочной смеси для детей от 1 до 3 лет, включающий смешивание комплексов настоящего изобретения с жидкой основой продукта и асептическую обработку основы продукта, содержащей комплексы. Приготовление жидкой основы продукта и асептическую обработку осуществляют согласно общим знаниям специалиста в данной области.In another aspect, the invention provides a method for preparing a product selected from a liquid infant formula, a follow-up formula, or an infant formula for children 1 to 3 years of age, comprising mixing the complexes of the present invention with a liquid product base and aseptically treating the product base containing the complexes. Preparation of the liquid product base and aseptic processing are carried out according to the general knowledge of a person skilled in the art.
Первое медицинское применениеFirst medical use
Преимуществом комплексов, предпочтительно коацерватов, или продукта, содержащего комплексы, предпочтительно содержащего коацерваты, как описано выше, является то, что их можно применять в терапии. Таким образом, в изобретении также предложены такие комплексы и такие продукты для применения в терапии. В особенно предпочтительном аспекте в изобретении предложены комплексы, предпочтительно коацерваты лактоферрина, лактадгерина или лизоцима и казеина, и продукты, содержащие такие комплексы или коацерваты, для применения в терапии. Еще более предпочтительно такие комплексы представляют собой комплексы, предпочтительно коацерваты лактоферрина и казеина, предпочтительно лактоферрина и β-казеина.The advantage of complexes, preferably coacervates, or a product containing complexes, preferably containing coacervates, as described above, is that they can be used in therapy. Thus, the invention also provides such complexes and such products for use in therapy. In a particularly preferred aspect, the invention provides complexes, preferably coacervates of lactoferrin, lactadherin or lysozyme and casein, and products containing such complexes or coacervates, for use in therapy. Even more preferably, such complexes are complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and casein, preferably lactoferrin and β-casein.
В настоящем документе под терапией подразумевают вылечивание или предотвращение заболевания или нарушения функции организма, и она также охватывает профилактическое лечение, т. е. предотвращение неблагоприятного медицинского состояния. В настоящем документе под терапией подразумевают также осуществление медицинской и ветеринарной терапии.As used herein, therapy refers to the treatment or prevention of a disease or dysfunction, and also includes prophylactic treatment, ie, the prevention of an adverse medical condition. In this document, therapy also includes the implementation of medical and veterinary therapy.
Иными словами, настоящее изобретение относится к методу лечения субъекта, включающему введение субъекту терапевтически эффективного количества комплекса или продукта в соответствии с настоящим изобретением.In other words, the present invention relates to a method of treating a subject, comprising administering to the subject a therapeutically effective amount of a complex or product in accordance with the present invention.
В другом варианте осуществления изобретение относится к применению комплексов или продукта в соответствии с настоящим изобретением для производства лекарственного средства.In another embodiment, the invention relates to the use of complexes or product in accordance with the present invention for the production of a medicinal product.
Дополнительные виды медицинского примененияAdditional Medical Uses
В настоящем изобретении предложены комплексы, предпочтительно коацерваты, лактоферрина и казеина или продукт, содержащий такие комплексы, как описано выше, для применения в рамках следующих конкретных терапевтических способов:The present invention provides complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and casein or a product containing such complexes as described above, for use in the following specific therapeutic modalities:
a) предотвращение, уменьшение и/или лечение инфекций;a) preventing, reducing and/or treating infections;
b) модулирование, стимуляция и/или поддержание иммунного ответа;b) modulating, stimulating and/or maintaining the immune response;
c) стимуляция и/или поддержание роста полезной кишечной флоры;c) stimulation and/or maintenance of the growth of beneficial intestinal flora;
d) стимуляция и/или поддержание когнитивной функции;d) stimulation and/or maintenance of cognitive function;
е) стимуляция и/или поддержание здорового роста младенца или ребенка младшего возраста; илиf) promoting and/or maintaining healthy growth of an infant or young child; or
f) стимуляция мягкого стула у младенца.f) stimulation of soft stools in the infant.
В предпочтительном варианте осуществления в изобретении предложены комплексы, предпочтительно коацерваты, лактоферрина и β-казеина или продукт, содержащий такие комплексы, как описано выше, для применения в рамках следующих конкретных терапевтических способов:In a preferred embodiment, the invention provides complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and β-casein or a product containing such complexes as described above, for use in the following specific therapeutic modalities:
a) предотвращение, уменьшение и/или лечение инфекций;a) preventing, reducing and/or treating infections;
b) модулирование, стимуляция и/или поддержание иммунного ответа;b) modulating, stimulating and/or maintaining the immune response;
c) стимуляция и/или поддержание роста полезной кишечной флоры;c) stimulation and/or maintenance of the growth of beneficial intestinal flora;
d) стимуляция и/или поддержание когнитивной функции;d) stimulation and/or maintenance of cognitive function;
е) стимуляция и/или поддержание здорового роста младенца или ребенка младшего возраста; илиf) promoting and/or maintaining healthy growth of an infant or young child; or
f) стимуляция мягкого стула у младенца.f) stimulation of soft stools in the infant.
В предпочтительном варианте осуществления в изобретении предложена детская смесь, смесь для прикармливаемых детей или молочная смесь для детей от 1 до 3 лет, содержащая комплексы, предпочтительно коацерваты, лактоферрина и β-казеина, как описано выше, для применения в рамках следующих конкретных терапевтических способов:In a preferred embodiment, the invention provides an infant formula, infant formula or infant formula for children aged 1 to 3 years, containing complexes, preferably coacervates, of lactoferrin and β-casein, as described above, for use in the following specific therapeutic modalities:
a) предотвращение, уменьшение и/или лечение инфекций;a) preventing, reducing and/or treating infections;
b) модулирование, стимуляция и/или поддержание иммунного ответа; b) modulating, stimulating and/or maintaining the immune response;
c) стимуляция и/или поддержание роста полезной кишечной флоры;c) stimulation and/or maintenance of the growth of beneficial intestinal flora;
d) стимуляция и/или поддержание когнитивной функции;d) stimulation and/or maintenance of cognitive function;
е) стимуляция и/или поддержание здорового роста младенца или ребенка младшего возраста; илиf) promoting and/or maintaining healthy growth of an infant or young child; or
f) стимуляция мягкого стула у младенца.f) stimulation of soft stools in the infant.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью следующих примеров.The present invention will now be described in more detail using the following examples.
Пример 1: приготовление и обнаружение комплексов в соответствии с настоящим изобретениемExample 1: Preparation and detection of complexes according to the present invention
Маточные растворы лактоферрина (источник: Westland Milk Products (HY03; 98,9% белка; от Westand) и мицеллярного β-казеина (источник: Ultranor Beta (Y044; 75% белка; от Kerry) при концентрации белка 5,5% масс./масс. готовили и оставляли для солюбилизации на 2 часа при перемешивании с помощью магнитной мешалки Stuart Stirrer Multiposition SB 162-3 со скоростью 3. Затем, чтобы получить смесь в массовом соотношении 1 : 1 (β-cn : Lf), соответствующие объемы каждого маточного раствора взвешивали и смешивали вместе в течение 2 минут с помощью пастеровской пипетки. Затем pH доводили до 6,8 с использованием 0,1 М HCl / NaOH, и раствор непосредственно помещали в реометр (AR2000ex, от TA Instruments) для обработки нагреванием. В чашу для образцов реометра отвешивали 28 г (±0,05 г) смеси. Затем образец подвергали обработке с помощью устройства статистического контроля процесса (SPC) в режиме нагревания - охлаждения - выдерживания, как описано ниже в таблице 1.Stock solutions of lactoferrin (source: Westland Milk Products (HY03; 98.9% protein; from Westand) and micellar β-casein (source: Ultranor Beta (Y044; 75% protein; from Kerry) at a protein concentration of 5.5% wt. /wt was prepared and left to solubilize for 2 hours while stirring using a Stuart Stirrer Multiposition SB 162-3 magnetic stirrer at speed 3. Then, to obtain a mixture in a mass ratio of 1: 1 (β-cn: Lf), the corresponding volumes of each The stock solution was weighed and mixed together for 2 minutes using a Pasteur pipette.The pH was then adjusted to 6.8 using 0.1 M HCl/NaOH, and the solution was directly placed into a rheometer (AR2000ex, from TA Instruments) for heat treatment. 28 g (±0.05 g) of the mixture was weighed into the rheometer sample cup.The sample was then subjected to a Statistical Process Control (SPC) heat-cool-hold mode as described below in Table 1.
Таблица 1. Журнал обработки с помощью SPC в режиме нагревания - охлаждения - выдерживанияTable 1. Log of processing using SPC in the heating - cooling - holding mode
Нормальное усилие: 0
Угловая скорость предварительного сдвига: 16,78 (рад/с) в течение 1 минуты
Равновесное состояние: 2 минутыInitial temperature: 65.0°C
Normal force: 0
Pre-shear angular velocity: 16.78 (rad/s) for 1 minute
Equilibrium state: 2 minutes
Продолжительность: 1 минута и 20 секунд
Угловая скорость: 16,78 (рад/с)Temperature: 65°C
Duration: 1 minute and 20 seconds
Angular velocity: 16.78 (rad/s)
Продолжительность линейного изменения: 2 минуты и 4 секунды
Угловая скорость: 16,78 (рад/с)Ramp from 65 to 87°C
Ramp duration: 2 minutes and 4 seconds
Angular velocity: 16.78 (rad/s)
Продолжительность линейного изменения: 1 минута и 20 секунд
Механическое воздействие (Па): 0,1080Ramp from 87 to 90°C
Ramp duration: 1 minute and 20 seconds
Mechanical impact (Pa): 0.1080
Продолжительность: 1 минута
Угловая скорость: 16,78 (рад/с)Temperature: 90°C
Duration: 1 minute
Angular velocity: 16.78 (rad/s)
Продолжительность линейного изменения: 1 час
Угловая скорость: 16,78 (рад/с)Ramp from 90 to 4°C
Ramp duration: 1 hour
Angular velocity: 16.78 (rad/s)
Продолжительность: 30 минут
Угловая скорость: 16,78 (рад/с)Temperature: 4°C
Duration: 30 minutes
Angular velocity: 16.78 (rad/s)
Полученный раствор анализировали методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ) с использованием конфокального лазерного сканирующего микроскопа Leica TCS SP5 (Leica Microsystems, Heildelberg GmbH, Мангейм, Германия). Небольшое количество образца помещали на предметное стекло. Образцы окрашивали путем добавления пипеткой 10 мкл красителя «нильский зеленый» (0,001 г/100 мл) на поверхность образца. Сверху помещали покровное стекло. Получали 3D-изображения посредством карт срезов комплексов по оси z. Карты срезов по оси Z получают путем визуализации множества плоскостей образцов, в результате чего можно создать 3D-изображение.The resulting solution was analyzed by confocal laser scanning microscopy (CLSM) using a Leica TCS SP5 confocal laser scanning microscope (Leica Microsystems, Heildelberg GmbH, Mannheim, Germany). A small amount of sample was placed on a glass slide. Samples were stained by pipetting 10 μL of Nile green dye (0.001 g/100 mL) onto the surface of the sample. A cover glass was placed on top. 3D images were obtained by mapping slices of the complexes along the z axis. Z-slice maps are obtained by visualizing multiple sample planes, resulting in a 3D image.
В ходе КЛСМ-анализа было выявлено, что образовывались комплексы β-казеина и лактоферрина. На Фиг. 1 показано фотографическое изображение, полученное посредством карты срезов образца по оси Z с использованием 63 линз объектива. Коацерваты образуют сферические частицы равномерной формы. Коацерваты также характеризуются пористой структурой со множеством вакуолей, которые отмечены на фигуре белыми стрелками.CLSM analysis revealed that complexes of β-casein and lactoferrin were formed. In FIG. Figure 1 shows a photographic image obtained by mapping the sample slices along the Z axis using 63 objective lenses. Coacervates form spherical particles of uniform shape. Coacervates are also characterized by a porous structure with many vacuoles, which are indicated in the figure by white arrows.
Затем образец центрифугировали при относительном ускорении центрифуги (RCF) 8000 в течение 5 минут при 20°C. Можно увидеть четкое разделение между слоем осадка (коацерват) и слоем надосадочной жидкости (фаза равновесного разведения), как показано на Фиг. 2B. И осадок (гранула), и надосадочная жидкость были подвергнуты КЛСМ-анализу, как описано выше. На Фиг. 2A представлено КЛСМ-изображение гранулы с 20 линзами объектива. Коацерваты вновь четко видны как сферические частицы.The sample was then centrifuged at relative centrifugal force (RCF) 8000 for 5 minutes at 20°C. A clear separation can be seen between the sediment layer (coacervate) and the supernatant layer (equilibrium dilution phase), as shown in FIG. 2B. Both the sediment (pellet) and the supernatant were subjected to CLSM analysis as described above. In FIG. Figure 2A shows a CLSM image of a granule with 20 objective lenses. The coacervates are again clearly visible as spherical particles.
Затем композицию подвергали 24-часовому охлаждению при 4°C. Слой осадка, содержащий коацерваты, анализировали посредством КЛСМ до (Фиг. 3A) и после (Фиг. 3B) дня охлаждения. Несмотря на то что на обоих изображениях представлены отдельные и имеющие четкую форму коацерваты, явно видно различие в размере, указывающее на то, что коацерваты уменьшаются в размере по мере увеличения времени выдерживания при низкой температуре. Такое уменьшение в размере связано со снижением частоты встречаемости вакуолей внутри структуры коацерватов.The composition was then subjected to 24 hour cooling at 4°C. The sediment layer containing coacervates was analyzed by CLSM before (Figure 3A) and after (Figure 3B) the cooling day. Although both images show distinct and distinctly shaped coacervates, there is a clear difference in size, indicating that the coacervates decrease in size as the time at low temperature increases. This decrease in size is associated with a decrease in the frequency of vacuoles within the coacervate structure.
Как будет показано в следующих сравнительных примерах, образование коацерватов представляет собой результат комбинации последовательных стадий нагревания, медленного охлаждения и выдерживания при низкой температуре. Воздействие на композицию β-казеина и лактоферрина только медленного охлаждения и выдерживания при 4°C, а также только обработки нагреванием не привело к успешному получению коацерватов.As will be shown in the following comparative examples, the formation of coacervates is the result of a combination of successive steps of heating, slow cooling and holding at low temperature. Subjecting the β-casein and lactoferrin composition to slow cooling and holding at 4°C alone, as well as heat treatment alone, did not successfully produce coacervates.
Пример 2: композиция лактоферрина и β-казеина без обработки нагреванием или охлаждением (сравнительный)Example 2: Lactoferrin and β-casein composition without heating or cooling treatment (comparative)
Маточные растворы лактоферрина (источник: Westland Milk Products (HY03; 98,9% белка) и мицеллярного β-казеина (источник: Ultranor Beta (Y044; 75% белка) при концентрации белка 5,5% масс./масс. готовили путем растворения белка в воде. Раствор лактоферрина и β-казеина в массовом соотношении 1 : 1 готовили путем смешивания двух маточных растворов. Затем pH доводили до 6,8. Такой раствор кондиционировали при 65 °C в течение приблизительно 3 минут.Stock solutions of lactoferrin (source: Westland Milk Products (HY03; 98.9% protein) and micellar β-casein (source: Ultranor Beta (Y044; 75% protein) at a protein concentration of 5.5% w/w were prepared by dissolving protein in water. A solution of lactoferrin and β-casein in a mass ratio of 1:1 was prepared by mixing the two stock solutions. The pH was then adjusted to 6.8. This solution was conditioned at 65 °C for approximately 3 minutes.
Полученный раствор анализировали с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Небольшое количество образца помещали на предметное стекло. Образцы окрашивали путем добавления пипеткой 10 мкл красителя «нильский зеленый» (0,001 г/100 мл) на поверхность образца. Сверху помещали покровное стекло.The resulting solution was analyzed using confocal laser scanning microscopy (CLSM). A small amount of sample was placed on a glass slide. Samples were stained by pipetting 10 μL of Nile green dye (0.001 g/100 mL) onto the surface of the sample. A cover glass was placed on top.
Комплексы лактоферрина и β-казеина не образовывались. В частности, как видно на Фиг. 4, в образце не было обнаружено коацерватов.Complexes of lactoferrin and β-casein were not formed. In particular, as seen in FIG. 4, no coacervates were found in the sample.
Пример 3: медленное охлаждение композиции лактоферрина и β-казеина (сравнительный)Example 3: Slow cooling of lactoferrin and β-casein composition (comparative)
Маточные растворы лактоферрина (источник: Westland Milk Products (HY03; 98,9% белка) и мицеллярного β-казеина (источник: Ultranor Beta (Y044; 75% белка) при концентрации белка 5,5% масс./масс. готовили путем растворения белка в воде. Раствор лактоферрина и β-казеина в массовом соотношении 1 : 1 готовили путем смешивания двух маточных растворов. Затем pH доводили до 6,8. Такой раствор кондиционировали при 65 °C в течение приблизительно 3 минут.Stock solutions of lactoferrin (source: Westland Milk Products (HY03; 98.9% protein) and micellar β-casein (source: Ultranor Beta (Y044; 75% protein) at a protein concentration of 5.5% w/w were prepared by dissolving protein in water. A solution of lactoferrin and β-casein in a mass ratio of 1:1 was prepared by mixing the two stock solutions. The pH was then adjusted to 6.8. This solution was conditioned at 65 °C for approximately 3 minutes.
Затем температуру линейно снижали с 65 °C до 4 °C в течение 1 часа. Затем раствор выдерживали при 4 °C в течение 30 минут. Полученный раствор анализировали с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Небольшое количество образца помещали на предметное стекло. Образцы окрашивали путем добавления пипеткой 10 мкл красителя «нильский зеленый» (0,001 г/100 мл) на поверхность образца. Сверху помещали покровное стекло.The temperature was then decreased linearly from 65°C to 4°C over 1 hour. The solution was then kept at 4 °C for 30 minutes. The resulting solution was analyzed using confocal laser scanning microscopy (CLSM). A small amount of sample was placed on a glass slide. Samples were stained by pipetting 10 μL of Nile green dye (0.001 g/100 mL) onto the surface of the sample. A cover glass was placed on top.
Комплексы лактоферрина и β-казеина не образовывались. В частности, как видно на Фиг. 5, в образце не было обнаружено коацерватов.Complexes of lactoferrin and β-casein were not formed. In particular, as seen in FIG. 5, no coacervates were found in the sample.
Пример 4: обработка композиции лактоферрина и β-казеина нагреванием (сравнительный)Example 4: Heat treatment of lactoferrin and β-casein composition (comparative)
Маточные растворы лактоферрина (источник: Westland Milk Products (HY03; 98,9% белка) и мицеллярного β-казеина (источник: Ultranor Beta (Y044; 75% белка) при концентрации белка 5,5% масс./масс. готовили путем растворения белка в воде. Раствор лактоферрина и β-казеина в массовом соотношении 1 : 1 готовили путем смешивания двух маточных растворов. Затем pH доводили до 6,8. Такой раствор кондиционировали при 65°C в течение приблизительно 3 минут.Stock solutions of lactoferrin (source: Westland Milk Products (HY03; 98.9% protein) and micellar β-casein (source: Ultranor Beta (Y044; 75% protein) at a protein concentration of 5.5% w/w were prepared by dissolving protein in water. A solution of lactoferrin and β-casein in a mass ratio of 1:1 was prepared by mixing the two stock solutions. The pH was then adjusted to 6.8. This solution was conditioned at 65°C for approximately 3 minutes.
Затем температуру линейно повышали с 65°C до 90°C. Впоследствии раствор выдерживали при 90 °C в течение 1 минуты, а затем температуру линейно снижали с 90 до 10°C в течение 5 минут. Затем его выдерживали при 10°C в течение 5 минут. Полученный раствор анализировали с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Небольшое количество образца помещали на предметное стекло. Образцы окрашивали путем добавления пипеткой 10 мкл красителя «нильский зеленый» (0,001 г/100 мл) на поверхность образца. Сверху помещали покровное стекло.The temperature was then increased linearly from 65°C to 90°C. Subsequently, the solution was kept at 90 °C for 1 min, and then the temperature was linearly decreased from 90 to 10 °C over 5 min. It was then kept at 10°C for 5 minutes. The resulting solution was analyzed using confocal laser scanning microscopy (CLSM). A small amount of sample was placed on a glass slide. Samples were stained by pipetting 10 μL of Nile green dye (0.001 g/100 mL) onto the surface of the sample. A cover glass was placed on top.
Комплексы лактоферрина и β-казеина не образовывались. В частности, как видно на Фиг. 6, в образце не было обнаружено коацерватов.Complexes of lactoferrin and β-casein were not formed. In particular, as seen in FIG. 6, no coacervates were found in the sample.
Пример 5: оценка устойчивости комплексовExample 5: assessing the stability of complexes
Устойчивость коацерватов, полученных, как описано в примере 1, оценивали путем воздействия на такие коацерваты различных видов обработки и последующей оценки того, присутствуют ли еще коацерваты на изображениях под световым микроскопом. The stability of the coacervates prepared as described in Example 1 was assessed by exposing such coacervates to various treatments and then assessing whether the coacervates were still present in light microscope images.
В первом опыте гранулу коацерватов, полученную в примере 1, разводили в 0,1%-м растворе додецилсульфата натрия (ДСН). На Фиг. 7 показано, что даже после контакта с этим ионным поверхностно-активным веществом коацерваты оставались стабильными.In the first experiment, the coacervate granule obtained in example 1 was diluted in a 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS) solution. In FIG. Figure 7 shows that even after contact with this ionic surfactant, the coacervates remained stable.
Во втором эксперименте гранулу коацерватов, полученную в примере 1, разводили 0,02 н. раствором HCl, а затем центрифугировали при RCF 20 000 в течение 20 минут при 4°C. Несмотря на кислотную обработку и центрифугирование, коацерваты оставались стабильными, как можно увидеть на Фиг. 8, где показаны коацерваты, присутствующие в грануле.In the second experiment, the coacervate granule obtained in example 1 was diluted with 0.02 N. HCl solution and then centrifuged at RCF 20,000 for 20 minutes at 4°C. Despite acid treatment and centrifugation, the coacervates remained stable, as can be seen in Fig. 8, which shows the coacervates present in the granule.
В третьем эксперименте стабильность коацерватов в кислой среде оценивали путем разведения гранулы коацерватов, полученной в примере 1, в воде и доведения pH до 3,5. На Фиг. 9 показано, что коацерваты все еще присутствуют. На Фиг. 10 также показано, что коацерваты по-прежнему сохраняются после последующей обработки нагреванием при 70°C в течение 15 минут при pH 3,5.In the third experiment, the stability of the coacervates in an acidic environment was assessed by diluting the coacervate granule obtained in Example 1 in water and adjusting the pH to 3.5. In FIG. Figure 9 shows that coacervates are still present. In FIG. 10 also shows that coacervates are still preserved after subsequent heat treatment at 70°C for 15 minutes at pH 3.5.
В четвертом эксперименте исследовали влияние основного pH. Гранулу коацерватов, полученную в примере 1, разводили в воде и доводили pH до 10. На Фиг. 11 показано, что коацерваты остаются стабильными. На Фиг. 12 показано, что это также происходит в случае нагревания коацерватов до 70°C в течение 15 минут после регулирования pH.In the fourth experiment, the effect of basal pH was examined. The coacervate granule obtained in Example 1 was diluted in water and adjusted to pH 10. In FIG. Figure 11 shows that the coacervates remain stable. In FIG. 12 shows that this also occurs when the coacervates are heated to 70°C for 15 minutes after adjusting the pH.
В пятом эксперименте была проведена оценка влияния ионной силы на стабильность коацерватов путем разведения гранулы коацерватов, полученной в примере 1, в 100 мМ NaCl. В таких условиях коацерваты также оставались стабильными, как показано на Фиг. 13. На Фиг. 13A коацерваты увеличены в 10 раз, а на Фиг. 13B - в 20 раз.In the fifth experiment, the effect of ionic strength on the stability of coacervates was assessed by diluting the coacervate granule obtained in Example 1 in 100 mM NaCl. Under these conditions, the coacervates also remained stable, as shown in Fig. 13. In FIG. 13A the coacervates are magnified 10 times, and in FIG. 13B - 20 times.
Результаты этих экспериментов показывают, что коацерваты, полученные способом настоящего изобретения, по существу более стабильны, чем коацерваты, образованные, как описано в литературе предшествующего уровня техники. Действительно, было описано, что такие коацерваты предшествующего уровня техники, которые образуют путем регулирования рН раствора лактоферрина и β-казеина, нестабильны, в частности при нагревании или под действием изменения pH. В настоящем примере показано, что коацерваты настоящего изобретения неожиданно остаются стабильными в широком диапазоне pH и могут выдерживать нагревание, жесткое механическое напряжение, а также не растворяются в присутствии поверхностно-активных веществ.The results of these experiments indicate that coacervates produced by the method of the present invention are substantially more stable than coacervates formed as described in the prior art literature. Indeed, it has been described that such coacervates of the prior art, which are formed by adjusting the pH of a solution of lactoferrin and β-casein, are unstable, in particular when heated or under the influence of a change in pH. The present example demonstrates that the coacervates of the present invention surprisingly remain stable over a wide pH range and can withstand heat, severe mechanical stress, and do not dissolve in the presence of surfactants.
Пример 6: влияние массового соотношения лактоферрина и β-казеина на образование комплексовExample 6: Effect of the mass ratio of lactoferrin and β-casein on the formation of complexes
Пример 1 повторяли, используя в качестве исходного раствор лактоферрина и β-казеина в массовом соотношении 1 : 5 и раствор лактоферрина и β-казеина в массовом соотношении 1 : 10. За исключением изменения такого соотношения, способ был идентичен описанному в примере 1.Example 1 was repeated using as a starting solution a solution of lactoferrin and β-casein in a mass ratio of 1:5 and a solution of lactoferrin and β-casein in a mass ratio of 1:10. Except for changing this ratio, the method was identical to that described in Example 1.
На Фиг. 14 видно, что коацерваты образуются при массовом отношении лактоферрина к β-казеину 1 : 5, даже несмотря на то что имеют меньший размер, чем полученные при массовом отношении 1 : 1. На Фиг. 14 на мелком снимке показано 4-кратное увеличение зоны, обозначенной черной стрелкой.In FIG. 14 shows that coacervates are formed at a mass ratio of lactoferrin to β-casein of 1:5, even though they are smaller in size than those obtained at a mass ratio of 1:1. In FIG. 14, a small photograph shows a 4x magnification of the area indicated by the black arrow.
Напротив, при массовом отношении лактоферрина к β-казеину 1 : 10 коацерваты не образовывались.On the contrary, at a mass ratio of lactoferrin to β-casein of 1:10, no coacervates were formed.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17206619 | 2017-12-12 | ||
EP17206619.3 | 2017-12-12 | ||
PCT/EP2018/084311 WO2019115507A1 (en) | 2017-12-12 | 2018-12-11 | Complexes of high isoelectric point proteins with casein |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020122182A RU2020122182A (en) | 2022-01-04 |
RU2815764C2 true RU2815764C2 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012045801A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Nestec S.A. | Lactoferrin based complex coacervates and their uses |
RU2625962C2 (en) * | 2012-09-21 | 2017-07-20 | Рокетт Фрер | Complex of at least one vegetable protein and at least one milk protein |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012045801A1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-04-12 | Nestec S.A. | Lactoferrin based complex coacervates and their uses |
RU2625962C2 (en) * | 2012-09-21 | 2017-07-20 | Рокетт Фрер | Complex of at least one vegetable protein and at least one milk protein |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LI QUANYANG et al. Formation of lactoferrin/sodium caseinate complexes and their adsorption behaviour at the air/water interface, FOOD CHEMISTRY, ELSEVIER LTD, NL, (20170413), vol. 232, p. 697 - 703. Skelte G Anema et al. Protein composition of different sized casein micelles in milk after the binding of lactoferrin or lysozyme, J Agric Food Chem. 2013 Jul 24; 61(29):7142-9, doi: 10.1021/jf401270h. Epub 2013 Jul 16. Skelte G Anema et al. Interaction of lactoferrin and lysozyme with casein micelles, Biomacromolecules. 2011 Nov 14;12(11):3970-6. doi: 10.1021/bm200978k. Epub 2011 Oct 7. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Drapala et al. | Improving thermal stability of hydrolysed whey protein-based infant formula emulsions by protein–carbohydrate conjugation | |
Murphy et al. | Physical stability of infant milk formula made with selectively hydrolysed whey proteins | |
Fenelon et al. | Whey proteins in infant formula | |
Raei et al. | Nano-encapsulation of isolated lactoferrin from camel milk by calcium alginate and evaluation of its release | |
AU2017276670B2 (en) | Heat sterilized high protein enteral compositions with whey protein which comprises whey protein micelles and a source of casein | |
Alrosan et al. | Recent updates on lentil and quinoa protein-based dairy protein alternatives: Nutrition, technologies, and challenges | |
Crowley et al. | Potential applications of non‐bovine mammalian milk in infant nutrition | |
Zhang et al. | Formulation of infant formula with different casein fractions and their effects on physical properties and digestion characteristics | |
EP3723496B1 (en) | Complexes of high isoelectric point proteins with casein | |
AU2017276668B2 (en) | Heat sterilized high protein enteral compositions with whey protein which comprises whey protein micelles and a source of casein | |
RU2815764C2 (en) | Complexes of proteins with high isoelectric point with casein | |
AU2022203852B2 (en) | Heat sterilized high protein spoonable nutritional compositions with whey protein which comprises whey protein micelles and a source of casein | |
CN101842026B (en) | Bone-strengthening food material | |
JP2022507831A (en) | Dairy products and processes | |
Elkot | Characterization and healthier properties of whey proteins of camel milk: A review | |
Yao et al. | Milk fat globule membrane: composition, production and its potential as encapsulant for bioactives and probiotics | |
AU2019100971A4 (en) | Lactoferrin and sialic acid-modulated milk powder and preparation method thereof | |
NL2022324B1 (en) | Liquid composition comprised of a micellar casein concentrate | |
Deepa et al. | Donkey milk: chemical make-up, biochemical features, nutritional worth, and possible human health benefits-current state of scientific knowledge. | |
KR102536585B1 (en) | Liquid milk composition | |
JP2021065164A (en) | Nutritive composition for infants | |
RU2575178C2 (en) | Composition, containing thermolabile milk proteins and method for obtaining thereof | |
Brumini | Investigation on donkey milk protein fractions: in vitro antimicrobial, antiviral and anti-proliferative activities and casein separation by cation exchange chromatography | |
Ali et al. | INVITED REVIEW: Camel Milk and Gut Health: Understanding Digestibility and the Impact on Gut Microbiota | |
NZ756828B2 (en) | Lactoferrin and sialic acid-modulated milk powder and preparation method thereof |