Date of Award

4-2021

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy (PhD)

Department

Food Science

First Advisor

Afaf Kamal-Eldin

Second Advisor

Salah Gariballa

Third Advisor

Dr. Iltaf Shah

Abstract

Dromedary camel milk (Camelus dromedarius) has unique physical, nutritional, and technological properties when compared with other milk. Unlike bovine milk, the processing of camel milk into fermented products and its treatment using ultra-high temperatures is technically challenging. Therefore, this research aimed to determine the variability in the proximate composition and the protein composition of camel milk collected from individual animals that are reared under intensive management in the UAE. To determine the proximate composition of samples (n = 217) were analyzed by NIR and MIR spectroscopy methods. The results obtained by the two methods were also compared. The results of proximate composition showed a wide variation in the concentration of proteins (2.4 - 4.0%), fats (1.2 - 7.3%), lactose (3.0 - 5.7%) and total solids (9.1 - 15.2%). Excellent positive correlations between the two methods were obtained (p < 0.001); for protein (r ≥ 0.96), fat (r ≥ 0.99), lactose (r = 0.82) and total solids (r = 0.90). The mean of the relative difference ((MIR values - NIR values)/0.5 (MIR values + NIR values) × 100%) were: for protein (+13.4%), fat (+0.9%), lactose (-0.7%) and total solids (-3.4%). The difference between the two methods may be because of differences in milk homogeneity, especially with respect to casein micelles and fat globules.

Because proteins confer many of the properties of milk and its products, this research aimed to determine the concentrations of camel milk proteins, their correlations, and the relative concentration of the caseins. Raw milk samples were collected from individual dromedary camels (n = 206) in the morning and evening. Capillary electrophoresis results showed wide variation in the concentrations (g/L) of proteins between samples as follows: α-lactalbumin, 0.3 to 2.9; αS1-casein, 2.4 to 10.3; αS2-casein, 0.3 to 3.9; β-casein, 5.5 to 29.0; κ-casein, 0.1 to 2.4; unknown casein protein 1, 0.0 to 3.4; and unknown casein protein 2, 0.0 to 4.6. The range of percent composition of the 4 caseins was as follows: αS1-, 12.7 to 35.3; αS2-, 1.8 to 20.8; β-, 42.3 to 77.4; and κ-, 0.6 to 17.4. The relative proportion of αS1-, αS2-, β-, and κ-caseins in camel milk averaged (26:4:67:3, wt/wt) which is different from that of bovine milk (38:10:36:12, wt/wt). This difference might explain the dissimilarity between the two milks with respect to technical and nutritional properties.

Dromedary camel milk includes several bioactive whey proteins with potential health effects. This research also aimed to study the variability in the concentrations of several bioactive whey proteins in milk collected from individual Dromedary camels. Milk samples (n =140) were collected from individual camels reared under intensive management. The concentrations of Insulin (IN), Insulin-Like Growth Factor-I (IGF1), Insulin-Like Growth Factor-II (IGF2), Lactoferrin (LF), Immunoglobulin G (IgG), Peptidoglycan Recognition Protein-1 (PGRP1), Lysozyme (LZ), and Lactoperoxidase (LPO), were determined using camel-specific quantitative sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kits. The range of concentration of the studied proteins were: IN (17.8 - 51.1 mIU/L), IGF1 (1.4 - 736.1 ng/ml), IGF2 (13.7 - 82.6 ng/ml), LF (639.4 - 2,094.9 ug/ml), IgG (7.3 - 17.9 mg/ml), PGRP1 (1.6 - 22.3 ng/ml), LZ (23.3 - 71.4 ug/ml), and LPO (7.1 - 15.5 ng/ml). Significant Pearson correlations (p<0.05) were observed between IN & LZ (r = 0.759), IN & IgG (r = 0.502), IN & PGRP1 (r = 0.6702), LZ & PGRP1 (r = 0.641), IgG & LPO (r = 0.698) and IgG & PGRP1 (r = 0.398). There is wide variability in the concentrations of the studied bioactive whey proteins in Dromedary camel milk. IGF1 and IGF2 are present in concentrations much higher than reported values in bovine and human milk shedding a light on possible importance in human nutrition.

Comments

يتميز حليب النوق ( Camelus dromedarius ) بخصائص فيزيائية وتغذوية وتكنولوجية فريدة بالمقارنة مع أنواع الحليب الأخرى. على عكس حليب الأبقار، فإنمعالجة حليب النوق إلى منتجات مخمرة ومعالجته باستخدام درجات الحرارة عالية جدًا يمثل تحديًا تقنيًا. لذلك ، يهدف هذا البحث الى تحدي د المكونا ت التقريبية لحليب النوق (عدد العينات = 217 ) الذي تم جمعه من حيوانات منفردة تحت التربية المكثفة ومن ثم تحليل مكونات البروتين لهذه العينا ت. تم تحليل العينات بطرق التحليل الطيفي باستخدام الأشعة تح ت الحمراء القصيرة (NIR ) والمتوسطة (MIR) ومن ثم تمت مقارنة النتائج المتحصل عليها من الطريقتين. أبدت النتائج تباين واسع في محتوى (%) البروتين ( 2.5 – 4.0), الدهون ( 1.2 -7.3 ) , اللاكتوز ( 0.3 -5.7 ) والمواد الصلبة الكلية (9.1 – 15.2 ). تم الحصول على ارتباطا ت ( pearson correlation ) ممتازة وموجب ة بين الطريقتين (05.0 > p-value ): البروتين (96.0 = r ), الدهون (99.0 = r ), اللاكتوز( 82.0= r) والمواد الصلبة الكلية (90. 0 = r ) . بينما كان متوسط الإختلاف النسبي ( relative % difference) : للبروتين (+ 13.4 % ) ، الدهون (+ى9 . 0 % ) , اللاكتوز (- 0.7 % ) والمواد الصلبة الكلية (-3.4 % ) . قد يرجع الإختلاف بين الطريقتين إلى تأثير الإختلاف في تجانس الحليب، خاصة فيما يتعلق بمذيلات الكازين وكريات الدهون.

نظرًا لأن البروتينات تمنح العديد من خصائص الحليب ومنتجاته، فقد هدف ه ذا البح ث أيض ا إلى تحديد تراكيز بروتينات حليب النوق، وترابطها، والتركيز النسبي للكازين. تم جمع عينات الحليب الخام من حيوانات منفردة في الصباح والمساء )عدد العينات = 206 ). أظهرت نتائج الإرتحال الكهربائي الشعري تباينًا كبيرًا في تراكيز البروتينات ( جم / لتر) بين العينا ت و كانت النتائج على النحو التالي: ألفا لاكتالبومين: 0.3 إلى 2.9؛ -αS1 كازين ‘ 2.4 إلى 10.3؛ αS1 – كازين, 0.3 إلى 3.89 ؛ ꞵ- كازين، 5.5 إلى35.3؛ αS2، 1.8 إلى 20.8 ؛ ꞵ ، من 42.ث3 إلى 77.4 ؛ وₖ‘ 0.6 إلى 17.4 . اختلف المحتوى النسبي للكازين - 1 αS2 ، αS ، β- ، κ- في حليب النوق ( 4.26 : 3:67 ، بالوزن / الوزن) عن تلك الموجودة في حليب الأبقار ( 36:10 : 38: 12 ، بالوزن / بالوزن(. . قد يفسر هذا ا لإختلاف عدم التشابه الموجود بين حليب النوق والأبقار فيما يتعلق بالخصائص الفنية والغذائية .

يحتوي حليب النوق على العديد من البروتينات النشطة بيولوجيًا التي لها آثار صحية محتملة. تعتبر بروتينات مصل اللبن مصدرًا مقترحًا للخصائص الطبية لهذا الحليب. كانت من أهداف البحث أيضا دراسة التباين في تراكيز العديد من بروتينات مصل اللبن النشطة بيولوجيًا في عينا ت حليب النوق التي تم جمعها من حيوانات منفردة تم تربيتها في الإمارات العربية المتحدة. تم تحدي د تركيز هذه البروتينات في عدد كبير من عينات حليب النوق. جمعت عينات الحليب )عدد العينات =140 ) من نوق تحت التربية المكثفة. تراكيز كل من الأنسولين ،) IN ) عامل النمو الشبيه بالأنسولي ن ،(IGF1) I عامل النمو الشبيه بالأنسولين ،(IGF2) II اللاكتوفيرين ، ( LF ) ، الغلوبولين المناعي (IgG) G ، بروتين التعرف على الببتيدوغليكان (PGRP1 ) ، الليزوزيم ) LZ ) ، ولاكتوبيروكسي ديز ( LPO ) تم تحديديها باستخدام طرق ال ELISA للتقدير الكمي المخصصة للإبل. كان نطاق تركيز البروتينات المدروسة IN : ( mIU 51.1-17.8/ لتر)‘1 IGF ( 1.4 – 736.1 نانوغرام / مل(، IGF2 ( 13,7 – 82.6 نانوغرام / مل)، LF ( 639.4- 2.094.9 ، ميكروغرام / مل ) IgG (7.3- 17.9 مجم / مل(، PGRP1 ( 1.6 -22.3 نانو غرام/ مل )، LZ (23.3- 71.4 ميكروغرام / مل(، و LPO (7.1- 15.5 نانوغرام / مل(. لوحظ وجود إرتباطات كبير (0.05≤p ) بين IN & LZ (0.759= r ) IN & IgG ( 0.502 = r )، IN & PGRP1 0.6702) = r )، LZ & PGRP1 ( 0.641 = r )، IgG & LPO (0.698= r ) و PGRP1&IgG (0.398= r ). توجد البروتينات النشطة بيولوجيًا في حليب النوق بتراكيز واسعة النطاق. يوجد IGF1و IGF2 بتركيزات أعلى من حليب الأبقار والحليب البشري مما يلقي الضوء على الأهمية المحتملة في تغذية الإنسان.

Included in

Food Science Commons

Share

COinS