ЭлБиб

12 / 86

10 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 2/2010
ВСЕ ЛУЧШЕЕ – ДЕТЯМ
ТЕМА НОМЕРА
Полифункциональная
наночастица лактоферрин
Ключевые слова: нанотехнология;
наноструктуры; наносистемы; нано#
частица; молоко; лактоферрин; им#
мунитет.
В последнее время во всем мире ши#
рокое общественное признание полу#
чило развитие нового направления в
индустрии продуктов питания – пище#
вых нанотехнологий.
Нанотехнология как междисципли#
нарная наука объединяет не только
фундаментальные (физика, химия, ма#
тематика, биология), но и прикладные
науки (материаловедение, механика,
электроника, энергетика и др.). Нано#
технологию можно определить как на#
бор технологий или методик, основан#
ных на манипуляциях с отдельными
атомами и молекулами, т. е. методик
регулирования структуры и состава ве#
щества. К наноструктурам относят
объекты, имеющие характерные раз#
меры. Линейные размеры нанообъек#
тов составляют от 1 до 100 нм, следова#
тельно, верхняя граница нанометрово#
го диапазона определяется размерами
биомолекул, при которых утрачивается
специфика поведения и свойств нано#
частиц.
Проявление повышенного интереса к
наночастицам связано с тем, что в об#
ласти наноразмеров частицы различ#
ных материалов приобретают совер#
шенно новые физические и химичес#
кие свойства, существенно отличаю#
щиеся от свойств частиц этих же самых
материалов, имеющих обычные разме#
ры. Оказывается, что их иные свойства
невозможно описать известными со#
временной науке закономерностями,
здесь необходимы глубокие исследо#
вания квантово#механических эффек#
тов, вызывающих изменения свойств
нанообъектов. Суть происходящих из#
менений свойств материалов при пе#
реходе в нанометровый диапазон раз#
меров одна и та же для всех направле#
ний науки и отраслей техники и опре#
деляется законами квантовой механи#
ки.
В силу особенностей своей структу#
ры наносистемы, как правило, являют#
ся неравновесными, находящимися в
метастабильном состоянии и поэтому
весьма активными. Относительная ста#
бильность отдельных частей нано#
структур зависит от кинетических и
термодинамических факторов, таким
образом, для наносистем характерно
наличие различных флуктуаций. Это
открывает новые возможности исполь#
зования наноматериалов в области
биомедицины, фармакологии, произ#
водстве продуктов питания, при реше#
нии экологических и сельскохозяй#
ственных проблем.
Оперирование с такими исходными
объектами, их получение и дальней#
шее использование относятся к нано#
технологиям. Оперирование с единич#
ными атомами, ионами или молекула#
ми присуще химии.
Наночастицы различных материалов
применяются повсеместно. Не является
исключением и пищевая промышлен#
ность. В производстве продуктов пита#
ния в той или иной мере изначально
присутствуют нанообъекты различной
природы, участвующие в разных на#
нопроцессах и образующие разнооб#
разные наноструктуры.
Основные белковые компоненты мо#
локапредставляют собой природные
наноматериалы, ведь именно в молоке
признаки наночастиц, наноструктур и
нанокомпозиций по сравнению с дру#
гими пищевыми продуктами проявля#
ются в наибольшей степени. Известно,
что мицеллы казеина в натуральном
молоке имеют размеры от 40 до 200
нм, а размеры молекул сывороточных
белков находятся в пределах 3–6 нм.
Первые фундаментальные исследова#
ния в мире в области пищевых нано#
технологий были начаты с изучения
свойств мицелл казеина в натуральном
молоке. На сегодняшний момент уже
созданы нанотехнологии инкапсулиро#
вания наночастиц лекарств в казеино#
вые мицеллы с последующей достав#
кой этих лекарств в больные органы.
Существуют и другие нанотехнологии,
использующие молочные белки.
Суммированы данные о биологичес#
ки активных пептидах, выделенных за
последнее десятилетие из молока. Та#
кие пептиды проявляют свойства опио#
идных агонистов и антагонистов, имму#
номодуляторов, антитромбозную ак#
тивность, способны снижать кровяное
давление, обладают антибактериаль#
ным и противовирусным действием.
Особое внимание уделяется физио#
логически значимому белку лактофер#
рину, входящему в защитный белко#
вый комплекс молока и являющемуся
одним из факторов пассивного имму#
нитета, передаваемого от матери по#
томству, высокий уровень которого на#
блюдается именно в ранний период
лактации.
Впервые лактоферрин молока был
описан в 1939 г. В 1969 г. лактоферрин
был идентифицирован иммунологи#
чески в гранулярном аппарате нейтро#
фильных гранулоцитов человека и
морской свинки. Лактоферрин – мар#
керный белок специфических гранул
нейтрофильных гранулоцитов.
Белок лактоферрин присутствует в
молоке многих млекопитающих (коро#
вы, свиньи, лошади, козы и мыши).
Лактоферрин выделен вначале из ко#
ровьего, затем из женского молока ме#
тодами фракционирования сульфатом
аммония и ионообменной хроматогра#
фии на ДЭАЭ#целлюлозе и КМ#сефа#
дексе.
Лактоферрин– природный глико#
протеин с относительной молекуляр#
ной массой около 80 кДа, относящийся
к семейству железосодержащих белков
трансферринов. Это семейство протеи#
нов включает трансферрин, транспор#
тирующий железо из сыворотки позво#
ночных животных, и овотрансферрин –
из белка яиц птиц. Лактоферрин также
называют лактотрансферрином.
Строение лактоферрина подобно
строению других членов семейства
трансферринов. Этот белок состоит из
одной полипептидной цепи. По моле#
кулярной массе и аминокислотному
составу он похож на трансферрин, но
отличается от него антигенной структу#
рой. Определение первичной структу#
ры показало, что длина полипептидной
цепи составляет 680–700 аминокислот
(лактоферрин грудного молока состоит
из 691 аминокислотного остатка), и она
может быть разделена на две гомоло#
гичные части (совпадают 35–40 %
аминокислот). Гомологичные полови#
ны образуют глобулярные доли, соеди#
ненные спиральным участком из 11
аминокислот. Молекула белка несим#
метрична.
Гомология лактоферринов, выде#
ленных из молока различных видов
УДК 637.127.3
И.Н. Никишина, С.В. Симоненко, канд. техн. наук
НИИ детского питания
Keywords: nanotechnology; nano#
structures; nanosystems; nanopart;
milk; lactoferrin; immunity.
Электр нная Научная СельскоХозяйственная Библиотека