Dairy industry Dairy industry Молочная промышленность 1019-8946 73432 10.31515/1019-8946-2023-03-28-31 Научная статья Research Article Научная статья The use of polysaccharides to reduce the bitter taste of hypoallergenic peptides of milk whey protein hydrolysate Использование полисахаридов для снижения горького вкуса гипоаллергенных пептидов гидролизата белков сыворотки молока https://orcid.org/0000-0002-4859-2389 Курченко Владимир Петрович Kurchenko Vladimir P. kurchenko@tut.by https://orcid.org/0000-0002-2096-8030 Головач Татьяна Николаевна Halavach Tatsiana M. halavachtn@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-4036-9825 Сушинская Наталья Владимировна Sushynskaya Natalia V. Шрамко Мария Ивановна Shramko Maria I. info@ncfu.ru

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Алиева Людмила Руслановна Alieva Ludmila R.

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-8460-2954 Лодыгин Алексей Дмитриевич Lodygin Alexei D. allodygin@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-5396-1548 Евдокимов Иван Алексеевич Evdokimov Ivan A. ievdokimov@ncfu.ru Белорусский государственный университет Минск Беларусь Belarusian State University Minsk Belarus Белорусский государственный университет Минск Беларусь Belarusian State University Minsk Belarus Белорусский государственный университет Минск Беларусь Belarusian State University Minsk Belarus ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет» Ставрополь Россия North-Caucasian Federal University Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus federal university Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Ставрополь Россия North-Caucasus Federal University Stavropol Russian Federation Северо-Кавказский федеральный университет Россия North-Caucasus Federal University Russian Federation 17 01 2024 17 01 2024 3 28 31 27 03 2023 27 03 2023 https://moloprom.kemsu.ru/en/nauka/article/73432/view

Глубокие гидролизаты белков сыворотки молока (ГСБ) проявляют гипоаллергенные свойства. Однако входящие в их состав низкомолекулярные пептиды обладают горьким вкусом. Для использования гидролизатов белков в качестве компонента функциональных продуктов питания необходимо исключить взаимодействие пептидов с рецепторами горького вкуса. С этой целью пептиды включены в состав нанокомплекса с циклодекcтрином (β-ЦД). Аминокислоты пептидов входят в гидрофобную полость β-ЦД, благодаря чему экранируется их взаимодействие с рецепторами вкуса. В комплекс ГСБ:β-ЦД включается до 78 % пептидов ГСБ. В результате горечь пептидов уменьшается с очень интенсивного (10 баллов) до слабого (5 баллов), что позволяет использовать ГСБ в функциональных продуктах питания. Также показано, что за счет электростатического взаимодействия между амино- и карбоксильными группами пептидов с положительно заряженным хитозаном (ХЗ) или отрицательно заряженным сукцинилированным хитозаном (СХЗ) образуются высокомолекулярные комплексы. За счет стерических эффектов такие комплексы не взаимодействуют с рецепторами горького вкуса. Высокомолекулярные комплексы СХЗ–ГСБ и ХЗ–ГСБ обладают слабым горьким вкусом (5 баллов), и их можно применять в диетическом питании. Ключевые слова: циклодекстрин, хитозан, сукцинилированный хитозан, пептиды сыворотки молока, биокомпозиты хитозана и циклодекстрина.

Deep whey protein hydrolysates (WPHs) exhibit hypoallergenic properties. However, low molecular weight peptides included in their composition have a bitter taste. To use protein hydrolysates as a component of functional foods, it is necessary to exclude the interaction of peptides with bitter taste receptors. For this, the peptides are included in the composition of the nanocomplex with cyclodextrin (β-CD). Amino acids of the peptides enter the hydrophobic cavity of β-CD, due to which their interaction with receptors is shielded. The composition of such a complex includes up to 78 % of the peptides included in the WPH. As part of the WPH:β-CD complex, the bitterness of the peptides decreases from a very bitter taste (10 points) to a weak bitter taste (5 points), which makes it possible to use it in functional foods. It was also shown that due to the electrostatic interaction between the amino and carboxyl groups of the peptides with positively charged chitosan (CS) or negatively charged succinylated chitosan (SCS), high-molecular complexes are formed. Due to steric hindrance, they do not interact with bitter taste receptors. High-molecular-weight complexes SCS-WPH and CS-WPH have a weak bitter taste (5 points), due to which they can be used in dietary nutrition.

 циклодекстрин хитозан сукцинилированный хитозан пептиды сыворотки молока биокомпозиты хитозана и циклодекстрина cyclodextrin chitosan succinylated chitosan whey peptides biocomposites of chitosan and cyclodextrin Исследование финансировалось из средств гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Изучение механизмов взаимодействия молочнокислых микроорганизмов, лактозосбраживающих дрожжей и биологически активных веществ при микроинкапсулировании различных фракций микробиоты». Соглашение № 075-15-2022-1129 от 01.07.2022 г

Головач, Т.Н. Аллергенность белков молока и пути ее снижения/ Т.Н.Головач, В.П.Курченко// Труды БГУ. 2010. Т. 5. Ч. 1. С. 9-55. Golovach, T.N. Allergennost' belkov moloka i puti ee snizheniya/ T.N.Golovach, V.P.Kurchenko// Trudy BGU. 2010. T. 5. Ch. 1. S. 9-55. Mohd Adnan Kausar. A review on Respiratory allergy caused by insects/ Mohd Adnan Kausar// Bioinformation. 14(9): 540-553 (2018) doi: 10.6026/97320630014540 Mohd Adnan Kausar. A review on Respiratory allergy caused by insects/ Mohd Adnan Kausar// Bioinformation. 14(9): 540-553 (2018) doi: 10.6026/97320630014540 Simon, D. Recent Advances in Clinical Allergy and Immunology 2019/ D.Simon// International Archives of Allergy and Immunology. 2019. 1-15. doi:10.1159/000504364 ]. Simon, D. Recent Advances in Clinical Allergy and Immunology 2019/ D.Simon// International Archives of Allergy and Immunology. 2019. 1-15. doi:10.1159/000504364 ]. Halavach, T.M. Biologically active properties of hydrolysed and fermented milk proteins/ T.M.Halavach, N.V.Dudchik, E.I.Tarun, V.G.Zhygankov [et al.]// The Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2020. V. 9. No 4. P. 714-720. DOI: https://doi. org/10.15414/jmbfs.2020.9.4.714-720. Halavach, T.M. Biologically active properties of hydrolysed and fermented milk proteins/ T.M.Halavach, N.V.Dudchik, E.I.Tarun, V.G.Zhygankov [et al.]// The Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences. 2020. V. 9. No 4. P. 714-720. DOI: https://doi. org/10.15414/jmbfs.2020.9.4.714-720. Головач, Т.Н. Характеристика биологически активных гидролизатов белков молочной сыворотки и молозива/ Т.Н.Головач, Е.И.Тарун, Н.В.Дудчик, Р.В.Романович [и др.]// Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2018. Т. 63. № 4. С. 409-418. Golovach, T.N. Harakteristika biologicheski aktivnyh gidrolizatov belkov molochnoy syvorotki i moloziva/ T.N.Golovach, E.I.Tarun, N.V.Dudchik, R.V.Romanovich [i dr.]// Izvestiya Nacional'noy akademii nauk Belarusi. Seriya biologicheskih nauk. 2018. T. 63. № 4. S. 409-418. Yang, P. Sensory directed flavour analysis of off-flavour compounds in infant formula with deeply hydrolyzed milk protein and their possible sources/ P.Yang, C.Liu, H.Song, L.Wang [et al.]// LWT - Food Science and Technology. 2020. V. 119. 108861. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108861. Yang, P. Sensory directed flavour analysis of off-flavour compounds in infant formula with deeply hydrolyzed milk protein and their possible sources/ P.Yang, C.Liu, H.Song, L.Wang [et al.]// LWT - Food Science and Technology. 2020. V. 119. 108861. DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108861. Liang, S. A review of the preparation, analysis and biological functions of chitooligosaccharide/ S.Liang, Y.Sun, X.Dai// International Journal of Molecular Sciences. 2018. V. 19(8). 2197. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms19082197. Liang, S. A review of the preparation, analysis and biological functions of chitooligosaccharide/ S.Liang, Y.Sun, X.Dai// International Journal of Molecular Sciences. 2018. V. 19(8). 2197. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms19082197. Halavach,T.M. Antimutagenic and antibacterial activity of β-cyclodextrin clathrates with extensive hydrolysates of colostrum and whey/ T.M.Halavach, E.S.Savchuk, A.S.Bobovich, N.V.Dudchik [et al.]// Biointerface Research in Applied Chemistry. 2021. V. 11(2). P. 8626-8638. DOI: https://doi.org/10.33263/ BRIAC112.86268638. Halavach,T.M. Antimutagenic and antibacterial activity of β-cyclodextrin clathrates with extensive hydrolysates of colostrum and whey/ T.M.Halavach, E.S.Savchuk, A.S.Bobovich, N.V.Dudchik [et al.]// Biointerface Research in Applied Chemistry. 2021. V. 11(2). P. 8626-8638. DOI: https://doi.org/10.33263/ BRIAC112.86268638. Tolstoguzov, V. Thermodynamic aspects of biopolymer functionality in biological systems, foods, and beverages/ V.Tolstoguzov// Critical Reviews in Biotechnology. 2002. V. 22. No 2. P. 89-174. Tolstoguzov, V. Thermodynamic aspects of biopolymer functionality in biological systems, foods, and beverages/ V.Tolstoguzov// Critical Reviews in Biotechnology. 2002. V. 22. No 2. P. 89-174. Deka, B.C. DFT study on host-guest interaction in chitosan-amino acid complexes / B.C.Deka, P.K.Bhattacharyya// Computational and Theoretical Chemistry. 2017. V. 1110. P. 40-49. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comptc.2017.03.036 Deka, B.C. DFT study on host-guest interaction in chitosan-amino acid complexes / B.C.Deka, P.K.Bhattacharyya// Computational and Theoretical Chemistry. 2017. V. 1110. P. 40-49. DOI: https://doi.org/10.1016/j.comptc.2017.03.036 Курченко, В.П. Влияние хитозана на продление срока хранения кисломолочных продуктов с Lactobacillus acidophilus/ В.П.Курченко, Т.Н.Головач, К.И.Майорова, М.И.Шрамко [и др.]// Молочная промышленность. 2022. № 3. С. 52-55. Kurchenko, V.P. Vliyanie hitozana na prodlenie sroka hraneniya kislomolochnyh produktov s Lactobacillus acidophilus/ V.P.Kurchenko, T.N.Golovach, K.I.Mayorova, M.I.Shramko [i dr.]// Molochnaya promyshlennost'. 2022. № 3. S. 52-55. Kurchenko, V.P. Influence of Molecular Weight of Chitosan on Interaction with Casein/ V.P.Kurchenko, T.V.Radzevich (Butkevich), S.V.Rizevskya, V.P.Varlamov [et al.]// Applied Biochemistry and Microbiology. 2018. V. 54. No 5. P. 501-504. DOI: 10.1134/S0003683818050113 Kurchenko, V.P. Influence of Molecular Weight of Chitosan on Interaction with Casein/ V.P.Kurchenko, T.V.Radzevich (Butkevich), S.V.Rizevskya, V.P.Varlamov [et al.]// Applied Biochemistry and Microbiology. 2018. V. 54. No 5. P. 501-504. DOI: 10.1134/S0003683818050113 Курченко, В.П. Использование хитозана для получения казеина/ В.П.Курченко, Т.В.Радевич (Буткевич), С.В.Ризевский [и др.]// Молочная промышленность. 2018. № 4. С. 56-57. Kurchenko, V.P. Ispol'zovanie hitozana dlya polucheniya kazeina/ V.P.Kurchenko, T.V.Radevich (Butkevich), S.V.Rizevskiy [i dr.]// Molochnaya promyshlennost'. 2018. № 4. S. 56-57. Kurchenko, V.P. Multicomponent Composites of Cyclodextrin Nanocomplexes with Biologically Active Substances for Functional Foods/ V.P.Kurchenko, T.M.Halavach, N.V.Sushynskaya, E.I.Tarun [et al.]// Food Processing: Techniques and Technology. 2022. V. 52(2). P. 375-389. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2370. Kurchenko, V.P. Multicomponent Composites of Cyclodextrin Nanocomplexes with Biologically Active Substances for Functional Foods/ V.P.Kurchenko, T.M.Halavach, N.V.Sushynskaya, E.I.Tarun [et al.]// Food Processing: Techniques and Technology. 2022. V. 52(2). P. 375-389. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-2-2370. Plasek, B. Evaluation of the role of functional food products indisease prevention and the characteristics of target groups/ B.Plasek, Z.Lakner, G.Kasza, Á.Temesi// Nutrients. 2019. 12(1): 69, pp. 1-19.OI:10.3390/nu12010069. Plasek, B. Evaluation of the role of functional food products indisease prevention and the characteristics of target groups/ B.Plasek, Z.Lakner, G.Kasza, Á.Temesi// Nutrients. 2019. 12(1): 69, pp. 1-19.OI:10.3390/nu12010069.