БЗМЖ в молочной продукции¶
БЗМЖ (белки зернистого молочного жира, caseinomacropeptide, CMP) — это фракция белков молока, которая высвобождается из казеиновых мицелл в процессе свёртывания молока сычужными ферментами. Термин является аббревиатурой и широко используется в молочной промышленности и пищевой химии. БЗМЖ относится к группе гликопротеинов и играет важную роль в технологических процессах производства сыров и творога, а также обладает рядом биологических свойств, изучаемых в контексте функционального питания.
¶Химическая природа
БЗМЖ — это макропептид, отщепляющийся от κ-казеина под действием сычужного фермента (химозина) или его заменителей. κ-казеин составляет около 12–15 % от общего казеина молока и отвечает за стабилизацию казеиновых мицелл в коллоидном состоянии. При действии фермента происходит гидролиз пептидной связи между остатками фенилаланина-105 и метионина-106 κ-казеина, в результате чего мицеллы теряют стабилизирующую оболочку и агрегируются с образованием сгустка.
Высвобожденная часть молекулы — БЗМЖ — остаётся в сыворотке. По химическому строению это полипептидная цепь из 63–65 аминокислотных остатков (в зависимости от генетического варианта κ-казеина), с молекулярной массой около 7–8 кДа. Цепь богата остатками серина и треонина, к которым ковалентно присоединены олигосахаридные цепи, что делает БЗМЖ гликопротеином. Также в молекуле присутствуют остатки фосфосерина.
¶Роль в технологических процессах
¶Сыроделие и производство творога
Основное промышленное значение БЗМЖ связано с тем, что этот белок переходит в сыворотку при свёртывании молока. В сыроделии контроль содержания БЗМЖ в сыворотке позволяет оценить полноту коагуляции казеина и эффективность технологического процесса. Остаточное количество макропептида в сыворотке является показателем качества сычужного фермента и правильности режимов свёртывания.
При производстве творога кислотным способом (без сычужного фермента) БЗМЖ также переходит в сыворотку, однако механизм несколько иной: при снижении pH до изоэлектрической точки казеинов (около 4,6) происходит их коагуляция, а гидрофильный гликопротеид остаётся в водной фазе.
¶Сывороточные белки
БЗМЖ входит в состав сывороточных белков молока и присутствует в таких продуктах, как молочная сыворотка, сухая сыворотка, деминерализованная сыворотка и производные от них ингредиенты. Его концентрация в сыворотке зависит от вида сыра и технологии: в прессованных сырах доля БЗМЖ в сухом веществе сыворотки может достигать 15–20 %.
¶Биологические свойства
Интерес к БЗМЖ обусловлен его биологической активностью. Исследования показывают, что макропептид обладает рядом свойств, потенциально значимых для функционального питания:
- Иммуномодулирующая активность. Отдельные фрагменты БЗМЖ in vitro проявляют способность влиять на иммунный ответ, хотя клиническое значение этих данных остаётся предметом изучения.
- Пребиотический эффект. Олигосахаридные цепи БЗМЖ могут служить субстратом для полезной кишечной микрофлоры.
- Гипотензивное действие. Некоторые пептиды, получаемые ферментативным гидролизом БЗМЖ, in vitro ингибируют ангиотензинпревращающий фермент (АПФ), что связано с потенциальным снижением артериального давления.
- Хелатирующая способность. БЗМЖ способен связывать ионы кальция и других двухвалентных металлов.
Следует отметить, что значительная часть этих свойств продемонстрирована в лабораторных исследованиях in vitro; данные о выраженном эффекте при употреблении в составе пищевых продуктов остаются ограниченными.
¶БЗМЖ и пищевая переносимость
Отдельного внимания заслуживает значение БЗМЖ в контексте непереносимости казеина. У части потребителей с воспалительными заболеваниями кишечника и другими состояниями отмечается повышенная реактивность на казеиномакропептид. В связи с этим в некоторых диетических рекомендациях при непереносимости молочного белка рассматриваются продукты, очищенные от БЗМЖ, или, наоборот, гидролизованные формы.
¶Определение в лабораторной практике
Количественное определение БЗМЖ в сыворотках и молочных продуктах проводится методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), капиллярного электрофореза и иммунохимическими методами. Разработаны стандартные методики, позволяющие различать нативный и частично гидролизованный макропептид.
¶Применение в пищевой промышленности
БЗМЖ выделяют из молочной сыворотки промышленным способом и используют как функциональный пищевой ингредиент. Он применяется в составе:
- диетических добавок и нутрицевтиков;
- специализированных смесей для энтерального питания;
- ингредиентов для спортивного питания;
- компонентов детских смесей (в некоторых рецептурах).
Белок ценится за низкую аллергенность по сравнению с цельным казеином, растворимость в широком диапазоне pH и термостабильность.
¶История изучения
Казеиномакропептид был впервые выделен и охарактеризован в середине XX века. Структура κ-казеина и положение сайта расщепления были установлены в 1960-е годы. Интерес к БЗМЖ как к отдельному ингредиенту значительно возрос в 1990-е — 2000-е годы в связи с развитием технологий мембранного фракционирования сыворотки и ростом спроса на функциональные пищевые белки.
¶Источники
- Филиппова-Морозова Н. А. Молоко и молочные продукты: химия и технология.
- Swaisgood H. E. Chemistry of the Caseins // Advanced Dairy Chemistry.
- Jolles J., Jolles P. The κ-Casein N-Terminal Part // Molecular and Cellular Biochemistry.
- Энциклопедия современного молокоперерабатывающего производства.