Białka serwatkowe: Bioaktywne peptydy białek serwatkowych – właściwości i znaczenie

Białka serwatkowe, stanowiące istotny składnik mleka, są źródłem licznych bioaktywnych peptydów, które mogą wywierać korzystny wpływ na zdrowie człowieka. Białka serwatkowe stanowią tylko około 20% wag. całkowitej puli białkowej mleka. Są cząsteczkami globularnymi o znacznej zawartości motywów α-heliks, w których kwasowe, zasadowe oraz hydrofobowe/hydrofilowe aminokwasy są zrównoważone w całych sekwencjach. Do białek serwatkowych zaliczają się β-LG, α-LA, immunoglobuliny, BSA, laktoferyna bydlęca (BLF) oraz laktoperoksydaza. Niekiedy do białek obecnych w serwatce zalicza się także inne mniejsze komponenty białkowe, takie jak glikomakropeptyd (GMP), uwalniany z kazeiny κ w pierwszym etapie enzymatycznego wytwarzania sera podpuszczkowego. Białka te mają ważne właściwości odżywcze i biologiczne, szczególnie w odniesieniu do promowania zdrowia oraz zapobiegania chorobom.
Istnieją dowody eksperymentalne na to, że peptydy bioaktywne mogą być uwalniane z α-LA, β-LG, BLF i BSA; niektóre z tych peptydów bioaktywnych otrzymały specjalne oznaczenia: α- i β-laktorfina, β-laktotensyna, serofina, albutensyna A, laktoferycyna B oraz laktoferampina (chociaż istnieje wiele innych). Białka serwatkowe mogą być hydrolizowane przez proteazy żołądkowe, trzustkowe i mikrobiologiczne na etapie ich trawienia, co prowadzi do uwalniania peptydów, które mogą pełnić role fizjologiczne (rys. 1). Kontrolowana hydroliza białek serwatkowych uwalnia peptydy bioaktywne, z których większość nie została jeszcze scharakteryzowana w takim samym stopniu jak peptydy pochodzące z kazeiny. Peptydy białek serwatkowych, powstające w wyniku kontrolowanej hydrolizy białek serwatkowych, wykazują szereg właściwości prozdrowotnych: przeciwzakrzepowe, przeciwnadciśnieniowe, przeciwdrobnoustrojowe, a także wspomagające układ immunologiczny i pokarmowy.

A.R. Madureira i wsp., Invited review: physiological properties of bioactive peptides obtained from whey proteins, „Journal of Dairy Science” 2010, 93(2), s. 437–455)
Peptydy o działaniu opioidowym i skurczowym jelita
Peptydy opioidowe pochodzące z białek serwatkowych, takie jak α-laktorfin, β-laktorfin i β-laktotensyna, wykazują działanie zarówno opioidowe, jak i skurczowe na jelita. Te peptydy wiążą się z receptorami opioidowymi, co prowadzi do efektów fizjologicznych takich jak obniżenie ciśnienia krwi i skurcze mięśni gładkich. Na przykład α-laktorfina działa hipotensyjnie bez wpływu na częstość akcji serca. Z kolei β-laktotensyna wywołuje skurcze jelit, jednak jej mechanizm nie jest mediowany przez receptory opioidowe.
Peptydy o działaniu przeciwdrobnoustrojowym i immunomodulującym
Peptydy uzyskiwane z białek serwatkowych takich jak α-LA (alfa-laktoalbumina), β-LG (beta-laktoglobulina), κ-kazeina i laktoferyna, wykazują różnorodne właściwości biologiczne. W wyniku proteolitycznej hydrolizy tych białek powstają fragmenty o aktywności bakteriobójczej, głównie wobec bakterii Gram-dodatnich, jak również immunomodulującej. Przykłady obejmują peptydy z α-LA i β-LG, które mogą stymulować odpowiedź immunologiczną, poprawiać proliferację limfocytów, a także wywoływać tolerancję doustną. Peptydy laktoferyny (LFciny) charakteryzują się silnym działaniem przeciwbakteryjnym, przeciwgrzybiczym i przeciwwirusowym oraz zdolnością do modulacji układu odpornościowego, np. przez hamowanie cytokin.

Peptydy z aktywnością w układzie pokarmowym
Peptydy takie jak glicomakropeptyd (GMP) i inne pochodzące z hydrolizy białek mają wielokierunkowe działanie na procesy trawienne. GMP wykazuje zdolność do regulowania sytości, wspomagania trawienia oraz wpływu na wydzielanie enzymów i motorykę jelit. Stymuluje on m.in. cholecystokininę, hormon regulujący apetyt i metabolizm energetyczny, co czyni go użytecznym w dietach kontrolujących choroby wątroby czy fenyloketonurię. Peptydy te mogą także obniżać poziom cholesterolu i być stosowane w dietach odchudzających.
Inne peptydy o działaniu biologicznym
Istnieją również peptydy z mniej zbadanymi frakcjami białek serwatkowych o niskim punkcie izoelektrycznym, które mogą mieć istotne funkcje biologiczne. Zawierają one białka fosforylowane i osteopontynę, odgrywające rolę we wchłanianiu wapnia i mineralizacji kości. Badania sugerują ich działanie antyresorpcyjne i bioaktywność kostną. Składnik PP3 (proteoz-peptonowy 3) to fosforylowana glikoproteina z mleka, wykazująca zdolności antymikrobowe, nie wywołując hemolizy, oraz potencjalnie hamująca lipolizę w mleku.
Otrzymywanie peptydów bioaktywnych
Otrzymywanie peptydów bioaktywnych z białek serwatkowych jest procesem złożonym, w którym kluczową rolę odgrywają różne metody hydrolizy enzymatycznej, syntezy chemicznej, a także selektywne techniki filtracyjne (rys. 2).

A.R. Madureira i wsp., Invited review: physiological properties of bioactive peptides obtained from whey proteins, „Journal of Dairy Science” 2010, 93(2), s. 437–455)