УДК 57.085.2:641.56:615.324
Библ. 22.
DOI: 10.21323/2071-2499-2019-6-42-44

Методология изучения переваривания и всасывания белков пищевых продуктов in vitro

Василевская Е.Р., Ахремко А.Г., Грызлова А.С., Иванова Е.А.
ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова
Ключевые слова: моделирование желудка, in vitro, белковый мясной продукт,
Реферат:
Представлены актуальные подходы к изучению биодоступности, выявлению функциональной активности и прогнозированию потенциальных негативных эффектов белков пищевых продуктов in vitro. Приведены наиболее предпочтительные и максимально приближенные к физиологическим условиям человеческого организма тест-системы. Авторы рассматривают автономные и комплексные модели процесса переваривания, включающие использование ферментов и изменение различных параметров кислотно-основной среды и солей, при этом отмечается необходимость проведения исследований с участием лабораторных животных для оценки кинетики расщепления, метаболизма и выведения белков. Отдельным блоком представлены методы оценки проницаемости, всасывания и метаболизма белков и их метаболитов: диализные мембраны в качестве наиболее простого и надёжного способа оценки проницаемости и всасывания, камеры Уссинга для изучения транспорта веществ через биологические мембраны перфузированных органов, применение специализированных клеточных линий с учётом индивидуальных особенностей культуры.

In vitro methodology for digestion and absorption of food proteins study

Vasilevskaya E.R., Akhremko A.G., Gryzlova A.S., Ivanova E.A.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: digestion model, in vitro, protein meat product
Summary:
The article presents relevant approaches to food protein study bioavailability, functional activity identification and potential negative effects prediction in vitro. The most preferred and the closest to human body physiological conditions test systems are presented. Authors consider digestion processes’ autonomous and complex models, including enzymes and changes in various parameters of the acid-base medium and salts, and studies on laboratory animals necessity to assess the kinetics of protein breakdown, metabolism, and excretion is noted. Separate chapter presents methods for assessing proteins permeability, absorption and metabolism and its metabolites: dialysis membranes as the most simple and reliable way to assess permeability and absorption, Ussing chambers for studying substances transport through biological membranes of perfused organs, use of specialized cell lines taking into account individual characteristics of the culture.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1. Chakrabarti, S. Food-Derived Bioactive Peptides in Human Health: Challenges and Opportunities / S. Chakrabarti, S. Guha, K. Majumder // Nutrients. – 2018. – V. 10. – № 11. – P. 1738. DOI:10.3390/nu10111738.

2. Langerholc, T. Novel and established intestinal cell line models – An indispensable tool in food science and nutrition / T. Langerholc, P. A. Maragkoudakis, J. Wollgast, L. Gradisnik, A. Cencic // Trends in Food Science & Technology. – 2011. – № 22. – P. 11–20. DOI: 10.1016/j.tifs.2011.03.010.

3. Chernukha, I. M. Detection of protein aggregation markers in raw meat and finished products / I. M. Chernukha, L. I. Kovalev, N. G. Mashentseva, M. A. Kovaleva, N. L. Vostrikova // Foods and Raw Materials. – 2019. – V. 7. – № 1. – P. 118–123. DOI: 10.21603/2308–4057–2019–1–118–123.

4. Oberli, M. Compared with Raw Bovine Meat, Boiling but Not Grilling, Barbecuing, or Roasting Decreases Protein Digestibility without Any Major Consequences for Intestinal Mucosa in Rats, although the Daily Ingestion of Bovine Meat Induces Histologic Modifications in the Colon / M. Oberli, A. Lan, N. Khodorova, V. Santé-Lhoutellier, F. Walker, et al. // The Journal of Nutrition. – 2016. – V. 146 (8). – P. 1506–1513. DOI:10.3945/jn.116.230839.

5. Федулова, Л. В. Применение альтернативных методов биомоделирования для изучения эффективности функциональных продуктов питания / Л. В. Федулова, Е. Р. Василевская, Е. А. Котенкова, Э. Б. Кашинова // Food systems. – 2018. – Т. 1. – № 3. – С. 33–37. DOI:

10.21323/2618–9771–2018–1–3–33–37.

Fedulova, L. V. Primeneniye al’ternativnykh metodov biomodelirovaniya dlya izucheniya effektivnosti funktsional’nykh produktov pitaniya [Alternative methods of biomodelling for functional food products effectiveness research] / L. V. Fedulova, Ye. R. Vasilevskaya, Ye. A. Kotenkova, E. B. Kashinova // Food systems. – 2018. – T. 1. – № 3. – P. 33–37. DOI: 10.21323/2618–9771–2018–1–3–33–37.

6. Tapal, A. Nutritional and Nutraceutical Improvement by Enzymatic Modification of Food Proteins / A. Tapal, P. K. Tiku // Enzymes in Food Biotechnology. – 2019. – P. 471–481. DOI:10.1016/B978–0–12–813280–7.00027-X.

7. Maeno, M. Identification of an antihypertensive peptide from casein hydrolysates produced by a proteinase from Lactobacillus helveticus CP790 / M. Maeno, N. Yamamoto, T. Takano // Journal of Dairy Science. – 1996. – № 79. – P. 1316–1321. DOI:10.3168/jds.S0022–0302(96)76487–1.

8. Hernández-Ledesma, B. Identification of bioactive peptides after digestion of human milk and infant formula with pepsin and pancreatin / B. Hernández-Ledesma, A. Quiros, L. Amigo, I. Recio // International Dairy Journal. – 2007. – № 17. – P. 42–49. DOI: 10.1016/j.idairyj.2005.12.012.

9. Sánchez-Rivera, L. Peptidomics for discovery, bioavailability and monitoring of dairy bioactive peptides / L. Sánchez-Rivera, D. Martínez-Maqueda, E. Cruz-Huerta, B. Miralles, I. Recio // Food Research International. – 2014. – № 63. – P. 170–181. DOI: 10.1002/9780813811048.ch21.

10. Minekus, M. A standardized static in vitro digestion method suitable for food – an international consensus. Royal Society of Chemistry / M. Minekus, M. Alminger, et al. // Food & Function. – 2014. – № 5. – P. 1113–1124. DOI: 10.1039/c3fo60702j.

11. Mainville, I. A dynamic model that simulates the human upper gastrointestinal tract for the study of probiotics / I. Mainville, Y. Arcand, E. R. Farnworth // Int. J. Food Microbiol. – 2005. – № 99. – Р. 287–296. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2004.08.020.

12. Федулова, Л. В. Алгоритм оценки in vitro продуктов питания, содержащих биологически активные вещества / Л. В. Федулова, Е. Р. Василевская, Е. А. Котенкова, Е. А. Калинова // Все о мясе. – 2018. – № 6. – С. 47–49. DOI:10.21323/2071–2499–2018–6–47–49.

Fedulova, L. V. Algoritm otsenki in vitro produktov pitaniya, soderzhashchikh biologicheski aktivnyye veshchestva [Algorithm for evaluating in vitro food products containing biologically active substances] / L. V. Fedulova, Ye. R. Vasilevskaya, Ye. A. Kotenkova, Ye. A. Kalinova // Vsyo o myase. – 2018. – № 6. – P. 47–49. DOI:10.21323/2071–2499–2018–6–47–49.

13. Иванникова, Е. В. Исследование фармакокинетики и биодоступности в создании новых оригинальных лекарственных средств пептидной структуры и их оптимальных лекарственных форм / Е. В. Иванникова, В. П. Жердев, С. С. Бойко, Е. В. Блынская, К. Г. Турчинская, К. В. Алексеев // Фармакокинетика и фармакодинамика. – 2013. – № 2. – С. 1–17.

Ivannikova, Ye. V. Issledovaniye farmakokinetiki i biodostupnosti v sozdanii novykh original’nykh lekarstvennykh sredstv peptidnoy struktury i ikh optimal’nykh lekarstvennykh form [The study of pharmacokinetics and bioavailability in the creation of new original drugs of the peptide structure and their optimal dosage forms] / Ye. V. Ivannikova, V. P. Zherdev, S. S. Boyko, Ye. V. Blynskaya, K. G. Turchinskaya, K. V. Alekseyev // Farmakokinetika i farmakodinamika. – 2013. – № 2. – P. 1–17.

14. Eriksen, E. Different digestion of caprine whey proteins by human and porcine gastrointestinal enzymes / E. K. Eriksen, H. Holm, E. Jensen, R. Aaboe, T. G. Devold, M. Jacobsen, et al. // British Journal of Nutrition. – 2010. – № 104. – P. 374–381. DOI: 10.1017/S0007114510000577.

15. Picariello, G. Peptides surviving the simulated gastrointestinal digestion of milk proteins: Biological and toxicological implications / G. Picariello, P. Ferranti, O. Fierro, G. Mamone, S. Caira, A. Di Luccia, et al. // Journal of Chromatography. – 2010. – № 878. – P. 295–308. DOI: 10.1016/j.jchromb.2009.11.033.

16. Bouzerzour, K. In vivo digestion of infant formula in piglets: Protein digestion kinetics and release of bioactive peptides / K. Bouzerzour, F. Morgan, I. Cuinet, C. Bonhomme, J. Jardin, I. Le Huërou-Luron, D. Dupont // The British journal of nutrition. – 2012. – № 108. – P. 1–10. DOI:10.1017/S000711451200027X.

17. García-Nebot, M. J. Milk versus caseinophosphopeptides added to fruit beverage: Resistance and release from simulated gastrointestinal digestion / M. J. García-Nebot, A. Alegría, R. Barberá, M. M. Contreras, I. Recio // Peptides. – 2010. – № 31. – P. 555–561. DOI: 10.1016/j.peptides.2009.12.021.

18. Лапин, А. А. Исследование биохимии окисления аскорбиновой кислоты в присутствии энтеросорбентов / А. А. Лапин, В. И. Кодолов, Р. В. Мустакимов, А. А. Калайда, В. Н. Зеленков, В. В. Потапов // Вестник медицинского института «Реавиз»: реабилитация, врач и здоровье. – 2018. – № 6 (36). – P. 158–162.

Lapin, A. A. Issledovaniye biokhimii okisleniya askorbinovoy kisloty v prisutstvii enterosorbentov [A study of the biochemistry of the oxidation of ascorbic acid in the presence of enterosorbents] / A. A. Lapin, V. I. Kodolov, R. V. Mustakimov, A. A. Kalayda, V. N. Zelenkov, V. V. Potapov // Vestnik meditsinskogo instituta «Reaviz»: reabilitatsiya, vrach i zdorov’ye. – 2018. – № 6 (36). – P. 158–162.

19. Василевская, Е. Р. Методология исследования белково-пептидных компонентов экстрактов тканей Sus Scrofa / Е. Р. Василевская, Е. А. Котенкова, Е. А. Лукинова, Е. А. Калинова // Theory and Practice of Meat Processing. – 2017. – Т. 2. – № 3. – С. 79–85.

Vasilevskaya, Ye. R. Metodologiya issledovaniya belkovo-peptidnykh komponentov ekstraktov tkaney Sus Scrofa [Methodology for the study of protein-peptide components of tissue extracts Sus Scrofa] / Ye. R. Vasilevskaya, Ye. A. Kotenkova, Ye. A. Lukinova, Ye. A. Kalinova // Theory and Practice of Meat Processing. – 2017. – T. 2. – № 3. – P. 79–85.

20. Фальчук, Е. Л. Изучение барьерных свойств фолликул-ассоциированного эпителия Пейеровых бляшек тонкой кишки крысы: дис. … канд. биол. наук: 03.03.01 / Е. Л. Фальчук; Место защиты: Институт физиологии им. И. П. Павлова Российской академии наук. – СПб.: 2016. – 135 с.

Fal’chuk, Ye. L. Izucheniye bar’yernykh svoystv follikul-assotsiirovannogo epiteliya Peyyerovykh blyashek tonkoy kishki krysy [Study of the barrier properties of follicle-associated epithelium of Peyer’s plaques of the small intestine of rats]: dis. … kand. biol. nauk: 03.03.01 / Ye. L. Fal’chuk; Mesto zashchity: Institut fiziologii im. I. P. Pavlova Rossiyskoy akademii nauk. – SPb.: 2016. – 135 p.

21. Hausch, F. Intestinal digestive resistance of immunodominant gliadin peptides / F. Hausch, L. Shan, N. A. Santiago, G. M. Gray, C. Khosla // American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver Physiology. – 2002. – № 283. – P. 996–1003. DOI: 10.1152/ajpgi.00136.2002.

22. Hilgendorf, C. Caco‑2 versus Caco‑2/HT29-MTX co-cultured cell lines: Permeabilities via diffusion, inside- and outside-directed carrier-mediated transport / C. Hilgendorf, H. Spahn-Langguth, C. G. Regårdh, E. Lipka, G. L. Amidon, P. Langguth // Journal of Pharmaceutical Sciences. – 2000. – № 89. – P. 63–75. DOI:10.1002/(SICI)1520–6017(200001)89:1<63:: AID-JPS7>3.0.CO;2–6.

Контакты:

Василевская Екатерина Романовна
e.vasilevskaya@fncps.ru
Ахремко Анастасия Геннадьевна
a.ahremko@fncps.ru
Грызлова Александра Сергеевна
al.gryzlova@gmail.com
Иванова Екатерина Андреевна
katyrinaiv2009@mail.ru

Для цитирования:

Василевская, Е.Р. Методология изучения переваривания и всасывания белков пищевых продуктов in vitro / Е.Р. Василевская, А.Г. Ахремко, А.С. Грызлова, Е.А. Иванова // Все о мясе. – 2019. – № 6. – С. 42-44. DOI: 10.21323/2071-2499-2019-6-42-44.

For citation:

Vasilevskaya, E.R. In vitro methodology for digestion and absorption of food proteins study / E.R. Vasilevskaya, A.G. Akhremko, A.S. Gryzlova, E.A. Ivanova // Vsyo o myase. – 2019. – № 6. – Р. 42-44. DOI: 10.21323/2071-2499-2019-6-42-44.