ارزیابی مقایسه‌ای مقادیر پروتئین و الگوی الکتروفورتیک پروتئین‌های شیر گاومیش و شیر گاو با روش sds-page

مقدمه و هدف: شیر یک مایع پیچیده فیزیولوژیکی و بیولوژیکی است که حاوی آب، پروتئین، لاکتوز، چربی، ویتامین ‎ها و مواد معدنی است. پروتئین‌های شیر (لاکتوفرین و لاکتوپراکسیداز) به‎ دلیل داشتن اثر ضد میکروبی و تعدیل کننده ایمنی شناخته شده است. در بیش از نیمی از جمعیت جهان شیر و فراورده‌های شیر گاومیش مصرف می‎شوند. شیر گاومیش به ‎دلیل خواص منحصر به‎فرد در کشورهای در حال توسعه بسیار مورد توجه قرار گیرد و پرورش آن در ایران از دیرباز وجود داشته است. پروتئین‌های اصلی شیر کازئین و آب پنیر هستند. کازئین به شکل میسل وجود دارد و 80 درصد پروتئین‌های شیر شامل آلفا اس یک کازئین، آلفا اس دو کازئین، بتا کازئین و کاپا کازئین می ‎باشد. پروتئین‌های آب پنیر حدود 20 درصد پروتئین‌های شیر هستند که دارای چهار جزء اصلی شامل بتالاکتوگلوبولین، آلفالاکتالبومین، آلبومین سرم گاوی و ایمونوگلوبولین هستند. پروتئین‌هایی مانند لاکتوفرین، پروتئوز پپتون، کالمودولین، پرولاکتین و پروتئین‌های اتصال دهنده فولات نیز در شیر یافت می‌شوند و به‎ عنوان پروتئین‌های فرعی در نظر گرفته می‌شوند. پروتئین‌های شیر اثرات مثبتی بر ساختارهای مختلف بدن مانند سیستم ایمنی، عصبی، گوارشی و سیستم قلبی عروقی دارند. علاوه بر این، پروتئین‌های شیر به‎ عنوان طیف گسترده‌ای از پپتیدهای فعال بیولوژیکی با فعالیت‎ های تغذیه‌ای و ایمنی برتر در نظر گرفته می‌شوند. بنابراین دستیابی به اطلاعات کاملی درباره خواص فیزیکوشیمیایی شیر گونه‌های مختلف و ارزش تغذیه ‎ای آن برای تکنولوژی شیر مایع ضروری به‎ نظر می‌رسد. پروتئین‌های شیر به‎طور مداوم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند و اطلاعات مربوط به این سیستم بسیار مهم و پیچیده در سال‌های اخیر به‎ طور فزاینده‌ای افزایش یافته است که عمدتاً به‎ دلیل پیشرفت‌های تکنولوژی بوده است. علاوه بر این، به‎ دلیل افزایش آگاهی در مورد پروتئین‌های فعال زیستی موجود در شیر، وسعت کار تحقیقاتی بر روی تجزیه و تحلیل پروتئین‌های موجود در شیر به‎طور قابل‎توجهی افزایش یافته است. مطالعه حاضر با هدف اندازه‎ گیری مقادیر پروتئین تام نمونه ‎های شیر گاو و گاومیش در شرایط آب و هوایی استان خوزستان انجام شد. همچنین الگوی الکتروفورتیک پروتئین ‎ های شیر گاومیش با شیر گاو مقایسه گردید.مواد و روش‌ها: نمونه‌های شیر، از 30 گاو و 30 گاومیش به ظاهر سالم از روستاهای اطراف شهرستان شوشتر و گاوداری‌های شهرستان مسجدسلیمان جمع‎ آوری گردید. پس از آن پروتئین‌های شیر خام به‎ روش کجلدال مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت سنجش پروتئین ‎های شیر، ابتدا شیر با اضافه شازی اسید سولفوریک و در کنار حرارت ملایم هضم شد. هضم کامل تا زمان بی‎رنگ شدن شیر ادامه می‎یابد. پس از خنک شدن، با اضافه‎ سازی اسید بوریک و متیل رد تقطیر انجام شد و محتویات با تترازول اسید سولفوریک 0/1 نرمال تیتر شد. اولین تغییر رنگ نشانه پایان تیتراسیون بود. در نهایت میزان پروتئین محاسبه گردید. در مرحله بعد سرم شیر جداسازی شد و با روش صفحات سدیم دودسیل سولفات میزان پروتئین شیر در این دو نوع دام مقایسه گردید. در این تکنیک مولکول ‎های پروتئینی شیر با استفاده از سدیم دودسیل سولفات به ‎صورت خطی در می ‎آیند و حرکت آن‎ها بر اساس وزن می ‎باشد به ‎طوریکه هرچه پروتئین بزرگتر باشد مسافت طی شده کمتر خواهد بود. ارتباط مسافت طی شده پروتئین ‎ها با لگاریتم وزن مولکولی آنها بررسی شد و پروتئین‎های شیر شناسایی گردید. برای مقایسه میانگین توتال پروتئین در گاو و گاومیش، از آنالیز آماری تی‎تست استفاده شد. سطح اطمینان 95 درصد از نظر آماری معنی‌دار در نظر گرفته شد (0/05>p). یافته‌ها: در صفحات سدیم دودسیل سولفات، نمونه ‎های استاندارد بر طبق مارکر پروتئینی توانستند باندهای 14، 18، 22 و 70 کیلو دالتونی برای پروتئین‎ های آلفا لاکتالبومین، بتالاکتوگلوبولین، کازئین و آلبومین ایجاد کنند. میانگین پروتئین شیر گاومیش برابر با 1/79±4/71 میلی‎ گرم در لیتر و برای پروتئین شیر گاو 1/19±3/91 میلی‎ گرم در لیتر است که میزان پروتئین تام در شیر گاومیش به ‎طور معنی‎ دار بیشتر از گاو است (0/05>p). علاوه بر این مشخص گردید که شیر گاو نسبت به شیر گاومیش میزان بتالاکتوگلوبولین و کازئین کمتری دارد، درحالی‎که میزان آلفالاکتالبومین شیر گاو از شیر گاومیش بالاتر بود. باندهای حاصل از الکتروفورز کازئین و آلفا لاکتالبومین بر روی ژل نشان می‎دهد تنوع ژنتیکی در بین زیرواحدهای کازئین و آلفالاکتالبومین در شیر گاو و گاومیش وجود دارد. نتیجه‌گیری: در ارتباط با مقایسه پروفایل پروتئینی در حیوانات گزارشات مختلفی وجود دارد که نشان می‎ دهد در گونه‎ های مختلف حیوانات، پروفایل پروتئینی شیر متفاوت است. تاکنون به مقایسه پروفایل پروتئینی شیر گاو و گاومیش پرداخته نشده که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. به‎ طور کلی مطالعه حاضر نشان می ‎دهد شیر گاو و گاومیش از نظر پروفایل پروتئین ‎های موجود در شیر متفاوت هستند و با توجه به بالاتر بودن میزان پروتئین تام و به ‎ویژه میزان کازئین و بتالاکتوگلوبولین در شیر گاومیش در مقایسه با شیر گاو، به‎ نظر می‎رسد ارزش غذایی شیر گاومیش در مقایسه با شیر گاو بیشتر باشد.

comparative evaluation of protein values and electrophoretic patterns of buffalo milk and cow milk proteins by the sds-page method

extended abstractbackground: milk is a complex physiological and biological liquid that contains water, protein, lactose, fat, vitamins, and minerals. milk proteins (lactoferrin and lactoperoxidase) are known to have antimicrobial and immunomodulatory effects. more than half of the world’s population consumes buffalo milk and milk products. due to its unique properties, buffalo milk is highly regarded in developing countries and has been cultured in iran for a long time. the main proteins of milk are casein and whey. casein exists in the form of micelles, and 80% of milk proteins include alpha s1 casein, alpha s2 casein, beta casein, and kappa casein. whey proteins comprise about 20% of milk proteins, which have four main components, including betalactoglobulin, alphalactalbumin, bovine serum albumin, and immunoglobulin. lactoferrin, peptone protease, calmodulin, prolactin, and folate-binding proteins are also found in milk and are considered accessory proteins. milk proteins have positive effects on different structures of the body, such as the immune, nervous, digestive, and cardiovascular systems. in addition, milk proteins are considered to contain a wide variety of biologically active peptides with superior nutritional and immunological activities. therefore, obtaining complete information about the physicochemical properties of milk from different species and its nutritional value seems essential for liquid milk technology. milk proteins have been analyzed continuously, and the information about this very important and complex system has been increasingly rising in recent years, mainly due to technological advances. in addition, the scope of research work on the analysis of proteins in milk has increased significantly due to the increased knowledge of bioactive proteins in milk. the present study aimed to measure the total protein values of cow and buffalo milk samples in the climatic conditions of khuzestan province. the electrophoretic pattern of buffalo milk proteins was also compared with cow milk.methods: milk samples were collected from 30 apparently healthy cows and 30 buffaloes from the surrounding villages of shushtar city and cattle farms of masjid suleiman city. raw milk proteins were then evaluated by the kjeldahl method. to measure milk proteins, milk was first digested with the addition of sulfuric acid with gentle heat. complete digestion continued until the milk became colorless. after cooling, distillation was done by adding boric acid and methyl red, and the contents were titrated with 0.1 normal tetrazole sulfuric acid. the first color change marked the end of the titration, followed by calculating the protein content. after separating milk serum, the milk protein content in these two types of animals was compared with the sodium dodecyl sulfate (sds) plate method. in this technique, milk protein molecules are linearized using sds, and their movement is based on weight, that is, the larger the protein, the shorter the traveled distance. the relationship between the distance traveled by proteins and the logarithm of their molecular weight was investigated and milk proteins were identified in the samples. t-test statistical analysis was used to compare the average total protein in cows and buffaloes at a 95% confidence level as the statistical significance (p < 0.05).results: in sodium dodecyl sulfate plates, standard samples were able to create 14, 18, 22, and 70 kd bands for alpha-lactalbumin, beta-lactoglobulin, casein, and albumin proteins according to  the protein marker. the average protein contents of buffalo and cow milk samples were equal to 4.71±1.79 and 3.91±1.19 mg/liter, respectively, meaning that the total protein content in buffalo milk is significantly higher than that of the cow (p < 0.05). in addition, cow’s milk contained lower levels of beta-lactoglobulin and casein than buffalo’s milk while the amount ofalpha-lactalbumin in cow’s milk was higher than in buffalo’s milk. the bands obtained from the electrophoresis of casein and alpha-lactalbumin on the gel showed genetic diversity among the subunits of casein and alpha-lactalbumin in cow and buffalo milk samples.conclusion: in the comparison of the protein profile in animal milk, various reports show that protein profiles of milk are different in animal species. so far, the protein profile of buffalo milk has not been compared in the literature, which was investigated in this study. in general, the present study shows that cow and buffalo milk are different in terms of the protein profile due to the higher total protein content, especially the casein and beta-lactoglobulin levels in buffalo’s milk than in cow’s milk. it seems that the nutritional value of buffalo milk is higher than cow milk.