خواص کاربردی شیر
ب - خواص کاربردی و تغذیه ای پروتئین های شیر
در ترکیب شیر آنزیم های بسیار زیادی موجود می باشد که منشاء برخی از آن ها سلول های غدد پستانی و برخی دیگر منشاء میکروبی دارند، که کاربرد بیولوژیکی بسیاری از آنها تا کنون ناشناخته باقی مانده است. با توجه به اطلاعات محدود که توسط تکنیک ها و روش های مختلف ( استفاده از سوبستراهای مختلف) جمع آوری شده است تنها امکان مقایسه کیفی میان تعداد محدودی از آنزیم ها میان گونه های مختلف وجود دارد. فسفاتاتاز قلیایی(ALP) یک شاخص حرارتی برای صحت و کفایت فرآیند پاستوریزاسیون در شیر گاو می باشد و در شیر سایر پستانداران نیز وجود دارد با این حال به دلیل تفاوت در فعالیت (بعنوان مثال شیر گاو، فعالیت پایین تر در شیر بز در مقایسه با شیر گاو و فعالیت 35 تا350 بار پایین تر در شیر اسب ،اما فعالیت بالاتر در شیر گوسفند در مقایسه با شیر گاو) و سرعت غیرفعالسازی حرارتی آن ( روند غیرفعالسازی آهسته تر در شیر بز و گوسفند و روند سریع تر در شیر اسب در مقایسه با شیر گاو) منفی شدن آزمون فسافاتاز قلیایی جهت ارزیابی و سنجش کفایت پاستوریزاسیون به نظر نمی رسد روشی کاربردی و دقیق باشد.
زانتین اکسیدوردوکتاز (XOR)پروتئین اصلی غشاء گلبول های چربی شیر می باشد که نقش حفاظتی در روده نوزادان ایفا می کند و تکمیل کننده آنزیم های اندوژن سلول های اپیتلیوم روده است. فعالیت این آنزیم در شیر گاو نسبت به شیر سایر گونه نظیر بزو گوسفند ، نسبتاً بالاتر می باشد که در آن عنصر مولیبدنیوم (Mo)وجود دارد که عنصری کمیاب و ضروری برای فعالیت های بدن می باشد(بعنوان مثال 98درصد از ملکول های شیر انسان فاقد Moمی باشد) .گزارش شده است که پلاسمین، یک آنزیم پروتئولیک، در شیر اسب از فعالیت بالاتری نسبت به شیر گاو برخوردار است. فعالیت لیپولیتیکی در شیر اسب، گاو و بوفالو یکسان است اما در شیر بز و انسان کمتر می باشد . سایر اجزاء پروتئینی شیر که با فواید سلامت بخش در ارتباط اند شامل ایمونوگلوبین ها و فاکتورهای رشد می باشند. نقش عمده و اساسی ایمونوگلوبولین ها حفاظت از نوزادان در مقابل عفونت ها می باشد. میزان این پروتئین در آغوز (کلستروم) بسیار بالا است که در طول دوره شیردهی سطح آن بطور چشمگیری کاهش پیدا می کند. میزان لاکتوگلوبولین در شیر اسب و خصوصاً شیر بوفالو، شتر و لاما بسیار بالاتر از میزان آن در شیر گوسفند، گاو، بز و انسان می باشد. همچنین نسبت متوسط پروتئین های لاکتوگلوبولین نیز در گونه های مختلف متفاوت می باشد. بعنوان مثال ایمونوگلوبولین G در کلستروم شیر اسب و در شیر و کلستروم گاو غالب می باشد اما ایمونوگلوبولین A اصلی ترین ایمونوگلوبولین در شیر اسب بالغ و همچنین شیر و کلستروم انسان می باشد.
فعالیت ایمونوگلوبولینی شیر گاو در طی فرآیند حرارتی پاستوریزاسیون 72 درجه سانتی گراد/15ثانیه به میزان 10تا 30درصد از دست می رود در حالیکه فرآیند UHT (138درجه سانتی گراد/ 4ثانیه) بخش اعظم فعالیت ایمنی خاص شیر را نابود می کند. با این حال تعیین میزان اتلاف حرارتی ایمونوگلوبولین ها و یا مقایسه میزان از دست رفتن آن در اثر فرآیند حرارتی در شیر گونه های مختلف به دلیل تاثیر ترکیب شیمیایی، pH و سایر فاکتور های موثر بر سطح ایمونوگلوبولین در طول فرایند حرارتی، بین گونه های مختلف بسیار مشکل و پیچیده می باشد. بطور کلی مطالعات نشان داده اند که اتصالات نواحی آنتی ژنی ایمونوگلوبین ها ثبات حرارتی بیشتری نسبت به سایر نواحی مولکولی دارد و IgG بیشترین و IgA کمترین پایداری حرارتی را دارند.
فاکتور های رشد ، مانند فاکتورهای رشد اپیدرمال، فاکتورهای رشد شبه انسولین 1 و 2، فاکتورهای رشد انتقال دهنده بتا 1 و بتا 2 و فاکتورهای رشد فیبروبلاست 1 و 2 نقش مهمی در رشد و نمو دارند و در شیر، خون، تخم مرغ و اکثر بافت های بیشتر گونه های حیوانی موجود می باشند. همچنین بعنوان عامل مضر برای سلامت مورد بحث هستند. بعنوان مثال ارتباط مثبتی(مستقیم) بین سطح فاکتور رشد شبه انسولین 1 خون و خطر بروز سرطان پروستات، سینه و روده بزرگ مشاهده شده است اما نیاز به تحقیق بیشتری بر روی ارتباط میان جذب اکسیژنی فاکتور رشد (به عنوان مثال از شیر یا فرآورده های لبنی)و سطوح فاکتور رشد خون و خطر سرطان مورد نیاز می باشد. داده های در دسترس بر میزان فاکتور رشد شیر عمدتاً مربوط به شیر انسان و گاو هستند، میزان فاکتور رشد شیر نه تنها به نوع گونه های مختلف حیوانی بلکه به زمان شیردوشی و تعداد زایمان نیز بستگی دارد. IgSهمانند فاکتورهای رشد، تا حدی فعالیت خودشان را بعد از پاستوریزاسیون حفظ می کنند اما پس از فرآیند UHTبطور کامل نابود می شوند. علاوه بر حرات ، مراحل مختلف هضم نیز سبب غیر فعال شدن فاکتورهای رشد می گردند.
در مقایسه با ترکیب کل اسید آمینه که اساساً میان گونه های گونه های مختلف مشترک اند، بطور قابل ملاحظه ای ترکیب اسیدهای آمینه آزاد متفاوت می باشد. بعنوان مثال شیر انسان دارای3020 میکرومول بر لیتر اسیدهای آمینه آزاد در مقایسه یا شیر گاو(578 میکرومول بر لیتر) و شیر اسب (1960میکرومول بر لیتر) است. اسید های آمینه آزاد که به آسانی جذب می شوند نسبت به اسیدهای آمینه متصل به پروتئین، عمدتاً شامل اسیدهای آمینه غیر ضرروی گلوتامات، گلایسین، آسپارتام و آلانین می باشد. گلوتامات و گلوتامین یک منبع آلفا کتوگلوتاریک اسید در چرخه اسید سیتریک هستند و همچنین بعنوان انتقال دهنده های عصبی در مغز عمل می کنند. میزان گلوتامات و گلوتامین آزاد به ترتیب حدودا 1184 میکرومول بر لیتر در شیر انسان، 568 میکرومول بر لیتر و 117میکرومول بر لیتر در شیر اسب و شیر گاو می باشند. اسید آمینه آزاد تائورین ( یک آمینوسولفونیک اسید مشتق شده از متیونین و سیستئین) و کارنیتین( سنتز شده از لیزین و متیونین) به صورت اسیدهای آمینه متصل به پروتئین نمایان نمی شوند. تائورین و کارنیتین دو اسید آمینه ضروری جهت نوزادان می باشند که در بدن آنها تولید نمی شوند. تائورین بعنوان یک پایدارکننده غشاء و تعدیل کننده رشد عمل می کند و در تشکیل اسیدهای صفراوی نقش مهمی دارد و تسهیل کننده هضم و جذب چربی می باشد. شیر انسان بطور چشمگیری حاوی تائورین بیشتری (300میکرومول بر لیتر) در مقایسه با شیر گوسفند (140میکرومول بر لیتر)، شیر اسب(300میکرومول بر لیتر) و شیر گاو (10میکرومول بر لیتر) می باشد.
میزان کارنیتین که در انتقال اسید های چرب، کتوژنسیس و گرمازایی نقش مهمی ایفا می کند در شیر گاو (200-160میکرومول بر لیتر) بالاتر از شیر انسان (80-30میکرومول بر لیتر) می باشد. اسید آمینه آزاد 10 تا 20درصد بخش نیتروژن غیر پروتئینی را تشکیل می دهد
اسید آمینه آزاد 10-20% بخش پروتئین غیر نیتروژنی را تشکیل می دهد. بخش پروتئین غیر نیتروژنی علاوه بر قسمت اعظم اوره، پپتیداز و آمونیوم را نیز تشکیل می دهد. همچنین شامل برخی پلی آمین ها و نوکلئوتیدها می باشد که آنها می توانند مکمل بیوسنتز انسان باشد ( به عنوان مثال طی رشد زمانیکه نیاز کودک به پلی آمین ها افزایش می یابد). شیر گاو به طور متوسط دارای یک بخش کوچکتری پروتئین غیر نیتروژنی نسبت به شیر انسان، اسب و بز می باشد. به طور مشابه پلی آمین شیر و مقادیر نوکلئوتیدها بطور چشمگیری میان گونه ها متفاوت است و حتی میان نژادهای یک گونه هم متفاوت اند. طی حرارت دیدن مقدار سیستئن و گوانین افزایش می یابد. درحالیکه میزان آدنورین کاهش می یابد. این عمدتاً مربوط به فعالیت کاتالیکی افزایش یافته آدنوزین دآمیناز می باشد .
در ترکیب شیر آنزیم های بسیار زیادی موجود می باشد که منشاء برخی از آن ها سلول های غدد پستانی و برخی دیگر منشاء میکروبی دارند، که کاربرد بیولوژیکی بسیاری از آنها تا کنون ناشناخته باقی مانده است. با توجه به اطلاعات محدود که توسط تکنیک ها و روش های مختلف ( استفاده از سوبستراهای مختلف) جمع آوری شده است تنها امکان مقایسه کیفی میان تعداد محدودی از آنزیم ها میان گونه های مختلف وجود دارد. فسفاتاتاز قلیایی(ALP) یک شاخص حرارتی برای صحت و کفایت فرآیند پاستوریزاسیون در شیر گاو می باشد و در شیر سایر پستانداران نیز وجود دارد با این حال به دلیل تفاوت در فعالیت (بعنوان مثال شیر گاو، فعالیت پایین تر در شیر بز در مقایسه با شیر گاو و فعالیت 35 تا350 بار پایین تر در شیر اسب ،اما فعالیت بالاتر در شیر گوسفند در مقایسه با شیر گاو) و سرعت غیرفعالسازی حرارتی آن ( روند غیرفعالسازی آهسته تر در شیر بز و گوسفند و روند سریع تر در شیر اسب در مقایسه با شیر گاو) منفی شدن آزمون فسافاتاز قلیایی جهت ارزیابی و سنجش کفایت پاستوریزاسیون به نظر نمی رسد روشی کاربردی و دقیق باشد.
زانتین اکسیدوردوکتاز (XOR)پروتئین اصلی غشاء گلبول های چربی شیر می باشد که نقش حفاظتی در روده نوزادان ایفا می کند و تکمیل کننده آنزیم های اندوژن سلول های اپیتلیوم روده است. فعالیت این آنزیم در شیر گاو نسبت به شیر سایر گونه نظیر بزو گوسفند ، نسبتاً بالاتر می باشد که در آن عنصر مولیبدنیوم (Mo)وجود دارد که عنصری کمیاب و ضروری برای فعالیت های بدن می باشد(بعنوان مثال 98درصد از ملکول های شیر انسان فاقد Moمی باشد) .گزارش شده است که پلاسمین، یک آنزیم پروتئولیک، در شیر اسب از فعالیت بالاتری نسبت به شیر گاو برخوردار است. فعالیت لیپولیتیکی در شیر اسب، گاو و بوفالو یکسان است اما در شیر بز و انسان کمتر می باشد . سایر اجزاء پروتئینی شیر که با فواید سلامت بخش در ارتباط اند شامل ایمونوگلوبین ها و فاکتورهای رشد می باشند. نقش عمده و اساسی ایمونوگلوبولین ها حفاظت از نوزادان در مقابل عفونت ها می باشد. میزان این پروتئین در آغوز (کلستروم) بسیار بالا است که در طول دوره شیردهی سطح آن بطور چشمگیری کاهش پیدا می کند. میزان لاکتوگلوبولین در شیر اسب و خصوصاً شیر بوفالو، شتر و لاما بسیار بالاتر از میزان آن در شیر گوسفند، گاو، بز و انسان می باشد. همچنین نسبت متوسط پروتئین های لاکتوگلوبولین نیز در گونه های مختلف متفاوت می باشد. بعنوان مثال ایمونوگلوبولین G در کلستروم شیر اسب و در شیر و کلستروم گاو غالب می باشد اما ایمونوگلوبولین A اصلی ترین ایمونوگلوبولین در شیر اسب بالغ و همچنین شیر و کلستروم انسان می باشد.
فعالیت ایمونوگلوبولینی شیر گاو در طی فرآیند حرارتی پاستوریزاسیون 72 درجه سانتی گراد/15ثانیه به میزان 10تا 30درصد از دست می رود در حالیکه فرآیند UHT (138درجه سانتی گراد/ 4ثانیه) بخش اعظم فعالیت ایمنی خاص شیر را نابود می کند. با این حال تعیین میزان اتلاف حرارتی ایمونوگلوبولین ها و یا مقایسه میزان از دست رفتن آن در اثر فرآیند حرارتی در شیر گونه های مختلف به دلیل تاثیر ترکیب شیمیایی، pH و سایر فاکتور های موثر بر سطح ایمونوگلوبولین در طول فرایند حرارتی، بین گونه های مختلف بسیار مشکل و پیچیده می باشد. بطور کلی مطالعات نشان داده اند که اتصالات نواحی آنتی ژنی ایمونوگلوبین ها ثبات حرارتی بیشتری نسبت به سایر نواحی مولکولی دارد و IgG بیشترین و IgA کمترین پایداری حرارتی را دارند.
فاکتور های رشد ، مانند فاکتورهای رشد اپیدرمال، فاکتورهای رشد شبه انسولین 1 و 2، فاکتورهای رشد انتقال دهنده بتا 1 و بتا 2 و فاکتورهای رشد فیبروبلاست 1 و 2 نقش مهمی در رشد و نمو دارند و در شیر، خون، تخم مرغ و اکثر بافت های بیشتر گونه های حیوانی موجود می باشند. همچنین بعنوان عامل مضر برای سلامت مورد بحث هستند. بعنوان مثال ارتباط مثبتی(مستقیم) بین سطح فاکتور رشد شبه انسولین 1 خون و خطر بروز سرطان پروستات، سینه و روده بزرگ مشاهده شده است اما نیاز به تحقیق بیشتری بر روی ارتباط میان جذب اکسیژنی فاکتور رشد (به عنوان مثال از شیر یا فرآورده های لبنی)و سطوح فاکتور رشد خون و خطر سرطان مورد نیاز می باشد. داده های در دسترس بر میزان فاکتور رشد شیر عمدتاً مربوط به شیر انسان و گاو هستند، میزان فاکتور رشد شیر نه تنها به نوع گونه های مختلف حیوانی بلکه به زمان شیردوشی و تعداد زایمان نیز بستگی دارد. IgSهمانند فاکتورهای رشد، تا حدی فعالیت خودشان را بعد از پاستوریزاسیون حفظ می کنند اما پس از فرآیند UHTبطور کامل نابود می شوند. علاوه بر حرات ، مراحل مختلف هضم نیز سبب غیر فعال شدن فاکتورهای رشد می گردند.
در مقایسه با ترکیب کل اسید آمینه که اساساً میان گونه های گونه های مختلف مشترک اند، بطور قابل ملاحظه ای ترکیب اسیدهای آمینه آزاد متفاوت می باشد. بعنوان مثال شیر انسان دارای3020 میکرومول بر لیتر اسیدهای آمینه آزاد در مقایسه یا شیر گاو(578 میکرومول بر لیتر) و شیر اسب (1960میکرومول بر لیتر) است. اسید های آمینه آزاد که به آسانی جذب می شوند نسبت به اسیدهای آمینه متصل به پروتئین، عمدتاً شامل اسیدهای آمینه غیر ضرروی گلوتامات، گلایسین، آسپارتام و آلانین می باشد. گلوتامات و گلوتامین یک منبع آلفا کتوگلوتاریک اسید در چرخه اسید سیتریک هستند و همچنین بعنوان انتقال دهنده های عصبی در مغز عمل می کنند. میزان گلوتامات و گلوتامین آزاد به ترتیب حدودا 1184 میکرومول بر لیتر در شیر انسان، 568 میکرومول بر لیتر و 117میکرومول بر لیتر در شیر اسب و شیر گاو می باشند. اسید آمینه آزاد تائورین ( یک آمینوسولفونیک اسید مشتق شده از متیونین و سیستئین) و کارنیتین( سنتز شده از لیزین و متیونین) به صورت اسیدهای آمینه متصل به پروتئین نمایان نمی شوند. تائورین و کارنیتین دو اسید آمینه ضروری جهت نوزادان می باشند که در بدن آنها تولید نمی شوند. تائورین بعنوان یک پایدارکننده غشاء و تعدیل کننده رشد عمل می کند و در تشکیل اسیدهای صفراوی نقش مهمی دارد و تسهیل کننده هضم و جذب چربی می باشد. شیر انسان بطور چشمگیری حاوی تائورین بیشتری (300میکرومول بر لیتر) در مقایسه با شیر گوسفند (140میکرومول بر لیتر)، شیر اسب(300میکرومول بر لیتر) و شیر گاو (10میکرومول بر لیتر) می باشد.
میزان کارنیتین که در انتقال اسید های چرب، کتوژنسیس و گرمازایی نقش مهمی ایفا می کند در شیر گاو (200-160میکرومول بر لیتر) بالاتر از شیر انسان (80-30میکرومول بر لیتر) می باشد. اسید آمینه آزاد 10 تا 20درصد بخش نیتروژن غیر پروتئینی را تشکیل می دهد
اسید آمینه آزاد 10-20% بخش پروتئین غیر نیتروژنی را تشکیل می دهد. بخش پروتئین غیر نیتروژنی علاوه بر قسمت اعظم اوره، پپتیداز و آمونیوم را نیز تشکیل می دهد. همچنین شامل برخی پلی آمین ها و نوکلئوتیدها می باشد که آنها می توانند مکمل بیوسنتز انسان باشد ( به عنوان مثال طی رشد زمانیکه نیاز کودک به پلی آمین ها افزایش می یابد). شیر گاو به طور متوسط دارای یک بخش کوچکتری پروتئین غیر نیتروژنی نسبت به شیر انسان، اسب و بز می باشد. به طور مشابه پلی آمین شیر و مقادیر نوکلئوتیدها بطور چشمگیری میان گونه ها متفاوت است و حتی میان نژادهای یک گونه هم متفاوت اند. طی حرارت دیدن مقدار سیستئن و گوانین افزایش می یابد. درحالیکه میزان آدنورین کاهش می یابد. این عمدتاً مربوط به فعالیت کاتالیکی افزایش یافته آدنوزین دآمیناز می باشد .
کلمات کلیدی :
زانتین اکسیدوردوکتاز، نوکلئوتیدها، فسافاتاز، ایمونوگلوبولین ها، کتوژنسیس، تائورین
گرد آورنده
واحد تحقیق و توسعه شرکت فرآورده های لبنی تین - دامداران