استخراج و خالص‌سازي گليكوماكروپپتيد (GMP) از آب‌پنير به عنوان منبع پروتييني غذاي بيماران مبتلا به فنيل‌كتونوري

Extraction and purification of glycomacropeptide from whey to be used as a source of protein for phenylketonuria patients

سابقه و هدف: فنيل‌كتونوري يك بيماري ارثي است كه افراد مبتلا به آن در طول زندگي بايد يك رژيم غذايي با فنيل‌آلانين كم داشته باشند. گليكوماكروپپتيد مي‌تواند به عنوان يك منبع غذايي يكتا براي بيماران مبتلا به فنيل‌كتونوري به كار رود؛ زيرا اين پپتيد فاقد اسيد آمينه فنيل‌آلانين است. اين پژوهش با هدف استخراج و خالص‌سازي پپتيدِ با ارزش گليكوماكروپپتيد از آب‌پنير با خلوص بالا و با حداقل مقدار اسيد آمينه فنيل‌آلانين انجام شد. فناوري غشا‌هاي فراپالايش به منظور جداسازي گليكوماكروپپتيد از محلول كنسانتره پروتيين آب پنير در مقادير مختلف pH به كارگرفته شد. مواد و روشها: در اين تحقيق از دو غشاي مدوّر فراپالايش 50 و 10 كيلودالتوني براي استخراج گليكوماكروپپتيد از محلول 10% (وزني/حجمي) كنسانتره پروتييني آب‌پنير استفاده شد. آزمايش‌ها در دماي محيط (°C2 ± 25) و در سه سطح pH (5/3، 4 و 5/4) با سه تكرار انجام شد. براي خالص‌سازي گليكوماكروپپتيد در هر دو مرحله از فراپالايش از فرايند ديافيلتراسيون استفاده شد. در پايان، مقدار پروتيين، اسيدآمينه فنيل‌آلانين و نيتروژن غيرپروتييني انداز‌ه‌گيري شد. يافتهها: در 4= pHمقدار اسيد آمينه فنيل‌آلانين محلول آب‌پنير فراپالايش شده در پايين‌ترين سطح و مقدار نيتروژن غيرپروتييني در بالاترين سطح ممكن قرار داشت كه خلوص و درصد بازيافت بالاي گليكوماكروپپتيد را نشان مي‌دهد. نتيجه گيري: در راستاي هدف توليد يك منبع غذايي جديد براي بيماران مبتلا به فنيل‌كتونوريا، آب‌پنير شيرين كه بخش اعظم آب‌پنير توليدي كشور را به خود اختصاص مي دهد، بهترين گزينه موجود است. واژگان كليدي: استخراج، گليكوماكروپپتيد (GMP)، فنيل‌كتونوريا، آب‌پنير، خالص سازي

Background and Objective: Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease. Patients suffering from PKU must adhere to a lifelong low-phenylalanine diet. Glycomacropeptide (GMP) is a unique source of protein for PKU patients, because it contains no phenylalanine. The objective of this study was to extract GMP from whey and purify it in order to obtain a product with a minimum phenylalanine content. The ultrafiltration membrane technology was used to separate GMP from the whey protein concentrate solution at different pH values. Materials and Methods: Two ultrafilteration disc membranes with 50 and 10 kDa cut-off were used to extract glycomacropeptide from a solution of whey protein concentrtae (10% protein w/v).The experiments in triplicates were performed at the ambient temperature (25±2 °C) and a pH of 3.5, 4 or 4.5. The diafilteration technique was used for purification of glycomacropeptide in both ultrafilteration phases; the protein, phenylalanine, and non-protein nitrogen (NPN) contents were measured. Results: The phenylalanine and NPN contents of the ultrafiltered whey at a pH of 4 were at the lowest and highest level, respectively, indicating the high purity and recovery rate of glycomacropeptide. Conclusion: Sweet whey, the major type of whey produced in the country, is the best alternative available for producing a new food source for phenylketonuria patients. Keywords: Extraction, Glycomacropeptide (GMP), Phenylketonuria, Purification, Whey