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…..