vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/achb.931APSYDXvuzbiochemi-1283Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯPHYSICOCHEMICAL BIOLOGYБиохимический состав биосубстанций из пантов маралаBiochemical composition of biological substances extracted from red deer antlershttps://orcid.org/0000-0002-5172-4143ГришаеваИ. Н.GrishaevaI. N.

Гришаева Ирина Николаевна - к.б.н., ведущий научный сотрудник, заведующая лабораторией.

656910, Барнаул, Научный городок, 35

Irina N. Grishaeva - Cand. Sci. (Biology), Leading Researcher, Head of the Laboratory.

35, Scientific town, Barnaul, 656910

otdel_wniipo@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7878-8529КротоваМ. Г.KrotovaM. G.

Кротова Мария Георгиевна - к.c.-х.н., старший научный сотрудник отдела.

656910, Барнаул, Научный городок, 35

Maria G. Krotova - Cand. Sci. (Agriculture), Senior Researcher.

35, Scientific town, Barnaul, 656910

maria11101984@mail.ruФедеральный Алтайский научный центр агробиотехнологийРоссияFederal Altai Scientific Center of AgrobiotechnologiesRussian Federation202430092024143406415Copyright © Гришаева И.Н., Кротова М.Г., 20242024Гришаева И.Н., Кротова М.Г.Grishaeva I.N., Krotova M.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/1283

Целью настоящей работы являлось изучение биологически активных веществ в биосубстанциях, полученных из разных частей пантов марала. Замороженные рога марала разделяли на кожу и основу панта, измельчали и проводили ультразвуковой ферментативный гидролиз. Оставшийся жмых от экстракции основы панта марала сушили в вакуумной установке. В полученных биосубстанциях исследовали содержание белка, жира, золы и влаги, изучали аминокислотный, жирнокислотный и минеральный составы, а также молекулярно-массовое распределение пептидных фракций. По результатам проведенной работы установлено, что в концентратах из кожи и основы панта марала содержится максимальное содержание протеина (73,68–74,41%), а в минеральной биосубстанции – максимальное содержание макрои микроэлементов (84,17%), в частности высокий уровень фосфора – 136000 мг/кг, натрия – 29230 мг/кг и кальция – 5140 мг/кг. Все биосубстанции характеризуются низким содержанием жира от 0,3 до 1,76%. Аналогично содержанию белка общая сумма аминокислот превалирует в концентратах из кожи и основы панта марала и составляет 40,90 и 43,66 г/100 г соответственно, причем в обоих образцах количество незаменимых аминокислот выше заменимых. Количество витаминов находится на низком уровне и представлено водорастворимыми витаминами В1, В2, В6. Жирнокислотный состав наиболее сбалансирован в концентрате из основы панта марала, имеет в составе омега-3 и омега-6. Соотношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным равно 0,96. Изучение молекулярно-массового распределения пептидных фракций показало, что максимальное содержание пептидов с низкой молекулярной массой менее 2,9 кДа и до 6,4 кДа выявлено в концентрате из кожи панта – 54,7%.

We aim to study biologically active agents in biological substances obtained from different parts of red deer antlers. Frozen red deer antlers were separated into skin and antler base, crushed, and subjected to ultrasonic enzymatic hydrolysis. The press cake from the extraction of antler base was dried in a vacuum unit. The content of protein, fat, ash, and moisture in the obtained biological substances was studied. In addition, the amino acid, fatty acid, and mineral compositions were analyzed, as well as the molecular weight distribution of peptide fractions. The concentrates from the skin and base of red deer antlers were found to contain the maximum of proteins (73.68–74.41%). The mineral biological substances comprise the maximum of macroand microelements (84.17%), in particular, a high level of 136,000 mg /kg of phosphorus, 29,230 mg /kg of sodium, and 5,140 mg /kg of calcium. All biological substances are characterized by a low-fat content in the range from 0.3 to 1.76%. Similar to the protein content, the total amount of amino acids prevails in concentrates from the skin and base of red deer antlers, equaling 40.90 and 43.66 g /100 g, respectively. Moreover, in both samples, the amount of essential amino acids is higher than that of non-essential ones. The amount of vitamins is low, being represented by B1, B2, B6 water-soluble vitamins. The fatty acid composition is most balanced in the concentrate from the red deer antler base, containing omega-3 and omega-6. The ratio of unsaturated to saturated fatty acids is equal to 0.96. In the concentrate from antler skin, the maximum content (54.7%) of peptides with a low molecular weight of less than 2.9 kDa and up to 6.4 kDa was found using the molecular-weight distribution of peptide fractions.

маралпантыбиосубстанцииаминокислотыпептидыжирные кислотывитаминыred deerantlersbiological substancesamino acidspeptidesfatty acidsvitaminsНаучно-исследовательская работа выполнена на средства гранта губернатора Алтайского края для разработки качественно новых технологий, создания инновационных продуктов и услуг в сферах переработки и производства пищевых продуктов, фармацевтического производства и биотехнологий по теме «Разработка нового функционального продукта на основе безотходной биотехнологии переработки сырых пантов маралов в сочетании с лекарственными травами Алтайского края»The Governor of the Altai Territory funded this work for the development of qualitatively new technologies, creation of innovative products and services in the areas of processing and production of food products, pharmaceutical production and biotechnology (topic “Development of a new functional product based on waste-free biotechnology for processing raw maral antlers in combination with medicinal herbs of the Altai Territory”)ReferencesДалисова Н.А., Рожкова А.В., Степанова Э.В. Экспорт продукции мараловодства и пантового оленеводства сибирских регионов // Социально-экономический и гуманитарный журнал Красноярского ГАУ. 2019. N 1. С. 35–45. EDN: YZSAMX.Dalisova N.A., Rozhkova A.V., Stepanova E.V. The export of production of maraland deer punts breeding of Siberian regions. The Social and economic and humanitarian magazine. 2019;1:35-45. (In Russian). EDN: YZSAMX.Гришаева И.Н. Получение водного пантового экстракта // Научное обеспечение животноводства Сибири: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. (г. Красноярск, 14–15 мая 2020 г.). Красноярск: изд-во КрасНИИЖ, 2020. С. 486–489. EDN: PKVAHR.Grishaeva I.N. Obtaining an aqueous antler extract. In: Nauchnoe obespechenie zhivotnovodstva Sibiri: materialy IV Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. = Scientific support of animal husbandry of Siberia: Proc. 4th Int. Sci. and Pract. Conf. 14–15 May 2020, Krasnoyarsk. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk Scientific-Research Institute of Animal Husbandry; 2020, p. 486-489. (In Russian). EDN: PKVAHR.Белозерских И.С. Совершенствование метода производства биосубстанций из субпродуктов марала // Актуальные проблемы сельского хозяйства горных территорий: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию Горно-Алтайского государственного университета (г. Горно-Алтайск, 6–8 июня 2019 г.). Горно-Алтайск: Изд-во ГАГУ, 2019. С. 425–428. EDN: USFNIX.Belozerskikh I.S. Improvement of the method of manufacture of biosibstations from sub products of maral. In: Aktual’nye problemy sel’skogo khozyaistva gornykh territo-rii: materialy VII Mezhdunar. nauch.prakt. konf., posvyashch. 70-letiyu Gorno-Altaiskogo gosudarstvennogo universiteta = Actual problems of agriculture in mountainous territories: Proc. 7th Int. Sci. Pract. Conf. dedicated to the 70th anniversary of the Gorno-Altai State University. 6–8 July 2019, Gorno-Altaisk. Gorno-Altaisk: Gorno-Altaisk State University; 2019, p. 425-428. (In Russian). EDN: USFNIX.Cao T., An H., Ma R., Dai K., Ji H., Liu A., et al. Structural sharacteristics of a low molecular weight velvet antler protein and the anti-tumor activity on S180 tumor-bearing mice // Bioorganic Chemistry. 2023. Vol. 131. P. 106304. DOI: 10.1016/j.bioorg.2022.106304.Cao T., An H., Ma R., Dai K., Ji H., Liu A., et al. Structural sharacteristics of a low molecular weight velvet antler protein and the anti-tumor activity on S180 tumorbearing mice. Bioorganic Chemistry. 2023;131:106304. DOI: 10.1016/j.bioorg.2022.106304.Wang T., Luo E., Zhou Z., Yang J., Wang J., Zhong J., et al. Lyophilized powder of velvet antler blood improves osteoporosis in OVX-induced mouse model and regulates proliferation and differentiation of primary osteoblasts via Wnt/β-catenin pathway //Journal of Functional Foods. 2023. Vol. 102. P. 105439. DOI: 10.1016/j.jff.2023.105439.Wang T., Luo E., Zhou Z., Yang J., Wang J., Zhong J., et al. Lyophilized powder of velvet antler blood improves osteoporosis in OVX-induced mouse model and regulates proliferation and differentiation of primary osteoblasts via Wnt/β-catenin pathway. Journal of Functional Foods. 2023;102:105439. DOI: 10.1016/j.jff.2023.105439.Li C. Deer antlers: traditional Chinese medicine use and recent pharmaceuticals // Animal Production Science. 2020. Vol. 60. Р. 1233–1237. DOI: 10.1071/AN19168.Li C. Deer antlers: traditional Chinese medicine use and recent pharmaceuticals. Animal Production Science. 2020;60:1233-1237. DOI: 10.1071/AN19168.Пермякова Л.В., Помозова В.А., Павлов А.А., Хорунжина С.И. Применение новых видов пищевых подкормок для дрожжей в производстве пива // Техника и технология пищевых производств. 2013. N 2. С. 46–52. EDN: QANQPJ.Permyakova L.V., Pomozova V.A., Pavlov A.A., Khorounjina S.I. Application of new types of food supplements for yeast in beer production. Food Processing: Techniques and Technology. 2013;2:46-52. (In Russian). EDN: QANQPJ.Шелепов В.Г., Кайзер А.А., Кашина Г.В. Биологически активная пищевая добавка из пантовой муки // Пищевая промышленность. 2008. N 8. С. 36–37.Shelepov V.G., Kayzer A.A., Kashina G.V. Biologically active additive from pant flour. Food processing Industry. 2008;8:36-37. (In Russian).Шабанов И.Е. Технология комплексной глубокой переработки сырья биологического происхождения на основе многостадийного фракционирования // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2012. N 2. С. 43–47. EDN: PIIQXJ.Shabanov I.E. Technology complex deep processing of raw materials of biological origin on the basis of a multistage fractionation. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2012;2:43-47. (In Russian). EDN: PIIQXJ.Кротова М.Г., Луницын В.Г. Эффективность использования ферментов микробного происхождения при переработке сырья маралов // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2017. Т. 47. N 5. С. 97–103. DOI: 10.26898/0370-8799-2017-5-12. EDN: TLOWWE.Krotova M.G., Lunitsyn V.G. Effectiveness of using enzymes of microbial origin in maral raw stuff processing. Siberian Herald of Agricultural Science. 2017;47(5):97-103. (In Russian). DOI: 10.26898/0370-8799-2017-5-12. EDN: TLOWWE.Nowicka W., Machoy Z., Gutowska I., Noceń I., Piotrowska S., Chlubek D. Contents of calcium, magnesium, and phosphorus in antlers and cranial bones of the European Red Deer (Cervus Elaphus) from different regions in Western Poland // Polish Journal of Environmental Studies. 2006. Vol. 15, no. 2. Р. 297–301.Nowicka W., Machoy Z., Gutowska I., Noceń I., Piotrowska S., Chlubek D. Contents of calcium, magnesium, and phosphorus in antlers and cranial bones of the European Red Deer (Cervus Elaphus) from different regions in Western Poland. Polish Journal of Environmental Studies. 2006 15(2):297-301.Rong X., Chu W., Zhang H., Wang Y., Qi X., Zhang G., et al. Antler stem cell-conditioned medium stimulates regenerative wound healing in rats //Stem Cell Research & Therapy. 2019. Vol. 10. Р. 326. DOI: 10.1186/S13287-019-1457-9.Rong X., Chu W., Zhang H., Wang Y., Qi X., Zhang G., et al. Antler stem cell-conditioned medium stimulates regenerative wound healing in rats. Stem Cell Research & Therapy. 2019;10:326. DOI: 10.1186/s13287-019-1457-9.Owens S.L., Ahmed S.R., Lang Harman R.M., Stewart L.E., Mori S. Natural products that contain higher homologated amino acids // ChemBioChem. 2024. Vol. 25, no. 9. P. e202300822. DOI: 10.1002/cbic.202300822.Owens S.L., Ahmed S.R., Lang Harman R.M., Stewart L.E., Mori S. Natural products that contain higher homologated amino acids. ChemBioChem. 2024;25(9):e202300822. DOI: 10.1002/cbic.202300822.Субботина М.А. Физиологические аспекты использования жиров в питании // Техника и технология пищевых производств. 2009. N 4. С. 54–57. EDN: KYYQOV.Subbotina M.A. Physiological aspects of the use of fats in the nourishment. Food Processing: Techniques and Technology. 2009;4:54-57. (In Russian). EDN: KYYQOV.Yoo J., Lee J., Zhang M., Mun D., Kang M., Yun B., Yong-An K., et al. Enhanced γ-aminobutyric acid and sialic acid in fermented deer antler velvet and immune promoting effects // Journal of Animal Science and Technology. 2022. Vol. 64, no. 1. P. 166–182. DOI: 10.5187/jast.2021.e132.Yoo J., Lee J., Zhang M., Mun D., Kang M., Yun B., Yong-An K., et al. Enhanced γ-aminobutyric acid and sialic acid in fermented deer antler velvet and immune promoting effects. Journal of Animal Science and Technology. 2022;64(1):166-182. DOI: 10.5187/jast.2021.e132.Донскова Л.А., Беляев Н.М., Лейберова Н.В. Жирнокислотный состав липидов как показатель функционального назначения продуктов из мяса птицы: теоретические и практические аспекты // Индустрия питания. 2018. Т. 3. N 1. С. 4–10. DOI: 10.29141/2500-1922-2018-6-1-1. EDN: LBLIAX.Donskova L.A., Belyaev N.M., Leiberova N.V. Fatty-acid composition of lipids as functional purpose indicator of poultry meat products from: theoretical and practical aspects. Food Industry. 2018;3(1):4-10. (In Russian). DOI: 10.29141/2500-1922-2018-6-1-1. EDN: LBLIAX.Bao X., Wu J. Impact of food-derived bioactive peptides on gut function and health // Food Research International. 2021. Vol. 147. P. 110485. DOI: 10.1016/j.foodres.2021.110485.Bao X., Wu J. Impact of food-derived bioactive peptides on gut function and health. Food Research International. 2021;147:110485. DOI: 10.1016/j.foodres.2021.110485.Clemente A. Enzymatic protein hydrolysates in human nutrition // Trends in Food Science & Technology. 2000. Vol. 11, no. 7. P. 254–262. DOI: 10.1016/S0924-2244(01)00007-3.Clemente A. Enzymatic protein hydrolysates in human nutrition. Trends in Food Science & Technology. 2000;11(7):254-262. DOI: 10.1016/S0924-2244(01)00007-3.Li-Chan E.C. Bioactive peptides and protein hydrolysates: research trends and challenges for application as nutraceuticals and functional food ingredients // Current Opinion in Food Science. 2015. Vol. 1. P. 28–37. DOI: 10.1016/j.cofs.2014.09.005.Li-Chan E.C. Bioactive peptides and protein hydrolysates: research trends and challenges for application as nutraceuticals and functional food ingredients. Current Opinion in Food Science. 2015;1:28-37. DOI: 10.1016/j.cofs.2014.09.005.Chen X., Xia P., Zheng S., Li Y., Fang J., Ma Z., et al. Antioxidant peptides from the collagen of antler ossified tissue and their protective effects against H2O2-induced oxidative damage toward HaCaT cells // Molecules. 2023. Vol. 28, no. 19. P. 6887. DOI: 10.3390/molecules28196887.Chen X., Xia P., Zheng S., Li Y., Fang J., Ma Z., et al. Antioxidant peptides from the collagen of antler ossified tissue and their protective effects against H2O2-induced oxidative damage toward HaCaT cells. Molecules. 2023;28(19):6887. DOI: 10.3390/molecules28196887.Королёва О.В., Агаркова Е.Ю., Ботина С.Г., Николаев И.В., Пономарёва Н.В., Мельникова Е.И. [и др.]. Перспективы использования гидролизатов сывороточных белков в технологии кисломолочных продуктов // Молочная промышленность. 2013. N 7. С. 66–68. EDN: QJCRCX.Koroleva O.V., Agarkova E.Yu., Botina S.G., Nikolaev I.V., Ponomareva N.V., Melnikova E.I., et al. Prospects of applying whey protein hydrolysates in the fermented milk products technology. Dairy industry. 2013;7:66-68. (In Russian). EDN: QJCRCX.Beach-Larsen T., Scholderer J. Functional food in Europe: consumer research, market experiences and regulatory aspects // Trends in Food Science & Technology. 2007. Vol. 18, no. 4. Р. 231–234. DOI: 10.1016/j.tifs.2006.12.006.Beach-Larsen T., Scholderer J. Functional food in Europe: consumer research, market experiences and regulatory aspects. Trends in Food Science & Technology. 2007;18(4):231-234. DOI: 10.1016/j.tifs.2006.12.006.Korhonen H., Pihlanto A. Bioactive peptides: production and functionality // International Dairy Journal. 2006. Vol. 16, no. 9. P. 945–960. DOI: 10.1016/j.idairyj.2005.10.012.Korhonen H., Pihlanto A. Bioactive peptides: production and functionality. International Dairy Journal. 2006;16(9):945-960. DOI: 10.1016/j.idairyj.2005.10.012.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.