Prof. Luigi Bonizzi
Università degli Studi di Milano
COMPOSTI BIOATTIVI DEL SIERO E DELLA SCOTTA DA LATTE OVINO
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IL LATTE È DOTATO DI PROPRIETÀ ‘EXTRANUTRIZIONALI’ E‘SALUTISTICHE’ PER IL CONTENUTO IN “MOLECOLE BIOATTIVE’
“MOLECOLE BIOATTIVE”
(a) PROTEICHE
(b) LIPIDICHE
(c) GLUCIDICHE
(d) VITAMINICHE
LATTE E DERIVATI
LATTE
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MOLECOLE BIATTIVE DI NATURA ‘PROTEICA’
PEPTIDI DEL SIERO
LATTOFERRINA
PEPTIDI CASEINICI
AMMINOACIDI(ARGININA NEI FORMAGGI)
AZIONE:
IMMUNO-STIMOLANTEANTINFIAMMATORIAANTIPERTENSIVA E LIMITANTE LO STATO DI STRESS
LATTE E DERIVATI
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MOLECOLE BIOATTIVE DI NATURA ‘LIPIDICA’
FOSFOLIPIDI
FUNZIONE:
ANTIOSSIDANTE [GRAZIE ALLA CAPACITA’ DICHELARE (SEQUESTRARE) IL FERRO]ANTICOLESTEROLEMICA FAVORENDO LAFORMAZIONE DI LIPOPROTEINE AD ALTA DENSITÀ(HDL, HIGH DENSITY LIPOPROTEINS) “COLESTEROLOBUONO”’
SFINGOMIELINA ANTICANCEROGENA
LATTE E DERIVATI
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MOLECOLE BIOATTIVE DI NATURA ‘OLIGOSACCARIDICA’
AZIONE:
PRO-IMMUNITARIAANTIVIRALEANTINFIAMMATORIA
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LATTE E DERIVATI
LATTE OVINO LATTE BOVINO
CONTENUTO IN ANTIOSSIDANTI ‘OLIGOSACCARIDICI’ :
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MOLECOLE BIOATTIVE DI NATURA ‘VITAMINICA’
VITAMINA A (ESCLUSIVA DEL LATTE BOVINO)
FUNZIONE :
ANTICANCEROGENA
ANTIOSSIDANTE NEI CONFRONTI DEL COLESTEROLOALFA -TOCOFEROLO
LATTE E DERIVATI
F O R M A G G I A PA S TA C R U D A > F O R M A G G I A PA S TA C O T TA
CONTENUTO IN ALFA - TOCOFEROLO
TALE EVIDENZA POTREBBE CONTRIBUIRE ALLA VALORIZZAZIONE DI QUEI PRODOTTI‘TIPICI’ E/O ‘TRADIZIONALI’ OTTENUTI CON DIAGRAMMI DI FLUSSO CHE NONPREVEDONO IL RISCALDAMENTO DELLA CAGLIATA, QUALE A ESEMPIO, IL FORMAGGIOPECORINO ‘’
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CONTENUTO IN ALFA-TOCOFEROLO
CAPRA AL PASCOLO
LATTE E DERIVATI
CAPRA ALLEVATA CONSTABULAZIONE ‘FISSA’
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Ludwig Feuerbach: “der Mensch ist was er isst”
SIAMO CIÒ CHE MANGIAMO
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PEPTIDI BIOATTIVI
BIOLOGICAMENTE ‘INATTIVE’ QUANDO PRESENTINELLA SEQUENZA DELLA PROTEINA ‘NATIVA’ DA CUIDERIVANO
ASSUMONO FUNZIONE ‘EXTRANUTRIZIONALE’ E‘SALUTISTICA’ QUANDO VENGONO LIBERATI DALLAPROTEINA ‘NATIVA’ DA CUI DERIVANO
Composizione variabile a seconda del tipo di lavorazione da cui residua
5.8pH12V itam ine m g/l0.5C eneri (% )
0.06G rassi (% )0.75Proteine (% )4.4Lattosio (% )6.5Solidi sospesi totali (% )
V alore M edioSostanze presenti
5 .8pH12V itam ine m g/l0.5C eneri (% )
0.06G rassi (% )0.75Proteine (% )4.4Lattosio (% )6.5Solidi sospesi totali (% )
V alore M edioSostanze presentiSIERO VERGINE, FRESCO: VALORI MEDI
“SIERO VERGINE”
È il liquido che residua dalla produzione della Ricotta. Composizione variabile a seconda del tipo di tecnologia impiegato. Basso contenuto in proteine e altaconcentrazione in sali ed acidi organici
SCOTTA
pH 5.6 - 6.2Grasso 0.15 – 0.30
Proteina totale 0.10 – 0.15Lattosio 4.0 – 4.6
Sali 0.9 – 1.1Acidi organici 0.20 – 0.25
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• Oppioide (agonista ed antagonista)
• Citomodulatoria
• Anti-trombotica
• Anti-ipertensiva
• Immuno-stimolante
• Antimicrobica
• Mineral carrier
Principali bioattivita’ evidenziate per peptidi isolati da proteine del latte
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Peptidi “oppioidi”
Agonisti (es.: casomorfine e lattorfine) Antagonisti (es.: casoxine)
Legame con recettori cellulari (μ, δ e Κ)
effetti analgesici
stimolazione secrezione insulina e somatostatina
prolungamento del tempo di transito gastro-intestinale
comportamento
blocco della risposta cellulare ad una sostanza opioido-agonista
Caratteristiche strutturali: nella maggior parte dei casi simili a endorfine (sostanze regolatrici endogene), per la presenza di tyr (Y) all’estremità N-terminale e di tyr o phe (F) in 3° o 4° posizione
Applicazioni: alimentazione del bestiame per aumentarne l’efficienza produttiva (grazie all’influenza positiva sull’assorbimento dei nutritivi)
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casomorfina 7 e CPP -CN (1-25) inibizione proliferazione cellule leucemiche
caseine + batteri lattici dello yogurt influenza su cellule Caco-2
LF bovina (79-93) e -CN (177-183) stimolano la sintesi del DNA (cellule di ratto)
Peptidi citomodulatori
Influenza sul metabolismo cellulare (replicazione)
Cellula in presenza del peptide
Inibizione proliferazione
Induzione della apoptosi
promozione della divisione cellulare
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Peptidi immunostimolanti
Casochinina 10 (f 193-209 della -CN) e -Casomorfina 7
a basse concentrazioni soppressione della proliferazione linfocitariaad alte concentrazioni incremento della proliferazione linfocitaria
S1-CN (194-199), -CN (63-68), -CN (191-193)
fagocitosi + effetto protettivo contro Klebsiella pneumoniae
CPPstimolano la produzione di IgG da parte delle cellule della milza di ratto
Lattoferricina f(17-41)Attivazione leucociti neutrofili (rilascio interleuchina-8)
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stati di carenza nutrizionale (Fe2+, Zn2+ e Mg2+)
rachitismo (aumento biodisponibilità Ca2+)
prevenzione della demineralizzazione smalto dentale
Peptidi con capacita’ legante gli ioni(“mineral carrier”)
Grado di fosforilazione e capacità di legare ioni: relazione diretta
α s2 > α s
1 > β > κ
Nella maggior parte dei CPP cluster di fosfoserinaSer-ser-ser-glu-glu
Possibili applicazioni
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Peptidi antimicrobici derivati da proteine del latte
largo spettro d’azione
vantaggi rispetto agli antibiotici
generalmente alterano la permeabilità della membrana cellulare
importante componente dei sistemi innati di difesa
inattivazione patogeni
modulazione risposte infiammatorie
l a t t o f e r r i c i n e ( l a t t o f e r r i n a )
c a s o c i d i n a f ( 1 5 0 - 1 8 8 ) a s 2 - C N
i s r a c i d i n a f ( 1 - 2 3 ) a s 1 - C N
f ( 1 8 4 - 2 1 0 ) b - C N u m a n a
k a p p a c i n a f ( 1 0 6 - 1 6 9 ) k - C N
f ( 6 3 - 11 7 ) k - c a s e i n
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Peptidi antitrombotici
I- fibrinogeno fibrina (coagulo insolubile)II- agglomerazione ed adesione delle piastrine alle maglie di fibrina
Coagulazione sangue
trombina
Interazione tra le sequenze 400-411 (catena del fibrinogeno) e 572-575 ed i recettori piastrinici
Stati patologici: formazione di “trombi” (coaguli) frequente nell’arteriosclerosi farmaci anticoagulanti
Affinità strutturale e funzionale tra fibrinogeno (400-411) e la CASOPLATELINA (k-CN f 106-116)
Casoplatelina recettore piastrinico inibizione dell’aggregazione piastrinica
Altri peptidi: CN ovina (112-116) e LF ovina (39-42)
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Peptidi ACE-inibitori nei formaggi
Starter e tempo di maturazione (indice di ACE inibizione di formaggi a media maturazione > di quello a lunga maturazione)
Peptide derivato dall’ as1-CN isolato da formaggi stagionati di 6 mesi, ma non dopo 15 mesi di maturazione
Peptidi a basso P.M. (es.: b-CN f58-72) identificati in diversi formaggi , compresi alcuni formaggi con tempo di maturazione breve e medio
* ACE: ENZIMA CONVERTITORE DELL'ANGIOTENSINA 1 IN ANGIOTENSINA 2 E, PERTANTO, RESPONSABILE DI INNALZAMENTO DELLA PRESSIONE ARTERIOSA
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Tali regioni, considerate “strategiche”, sono parzialmente protette da un’ulteriore degradazione proteolitica
A differenza dei peptidi bioattivi endogeni, molti peptidi derivati da proteine del latte presentano proprietà multi-funzionali
Determinate regioni della struttura primaria delle caseine contengono sequenze peptidiche sovrapposte che esercitano diversi effetti biologici
Sebbene la liberazione di peptidi bioattivi da proteine alimentari sia stata studiata a fondo negli ultimi decenni, soltanto pochi studi
hanno considerato le potenzialità dei batteri lattici in tal senso
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I BATTERI LATTICI, O ENZIMI DA ESSI DERIVATI, COME MEZZO PER PRODURRE PEPTIDI BIOATTIVI?
I risultati sono controversi e non è possibile generalizzare, poiché occorre considerare vari fattori:
Materia prima
Tecnologia
Tipo di prodotto
Starter impiegato (variabilità inter- ed intra-specifica del corredo enzimatico)
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PEPTIDI BIOATTIVI
LATTE E DERIVATI
PRINCIPALI PEPTIDI CON FUNZIONE 'EXTRANUTRIZIONALE‘
ALFA-CASOCHININA ALFA S1-CASEINABETA-CASOCHININA BETA-CASEINAALFA-CASOMORFINA ALFA S1-CASEINABETA-CASOMORFINA BETA-CASEINAALFA-LATTORFINA ALFA-LATTOALBUMINABETA-LATTORFINA BETA -LATTOALBUMINACASOPLATELINE KAPPA-CASEINA ANTITROMBOTICA
CASOSSINE KAPPA-CASEINAANTAGONISTA OPPIOIDI (AZIONE PARTICOLARE SULLA MUSCOLATURA LISCIA)
ALFA S1- CASEINA
BETA -CASEINALATTOFERRICINA LATTOFERRINA ANTIMICROBICA
ALFA S1- CASEINA
BETA -CASEINA
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PEPTIDI IMMUNOMODULANTI
CASEINOFOSFOPEPTIDI FAVORENTE ASSORBIMENTO CALCIO
ATTIVATRICE SISTEMA IMMUNITARIO
AGONISTA OPPIOIDI (ANALGESICA E MODULATRICE DEL COMPORTAMENTO)
PEPTIDELATTOPROTEINA
'PRECURSORE'ATTIVITA' BIOLOGICA
INIBITRICE ACE ( IPOTENSIVA)
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Grazie per l’attenzione…..