Stability of bovine immunoglobulins to thermal treatment and processing

Thermal stability of bovine immunoglobulin (IgG) in model systems and in commercially processed milk products was investigated. Bovine serum IgG dissolved in either phosphate buffered saline (PBS), boiled milk or ultra high temperature (UHT) sterilized milk was heated at temperatures ranging from 62.7 °C to 80 °C. The D-values ranged from 90, 200 and 170 s at 80 °C to 25.5, 27.2 and 32.8 min at 72 °C for IgG in PBS, boiled milk and UHT milk, respectively. These results suggest slightly greater thermal stability of IgG in milk than in phosphate buffer. IgG content was not changed after 30 min at 62.7 °C, nor by holding for 24 h at either ambient temperature or 4 °C. Over the temperature range from 72 ° to 80 °C, z-values were 6.7, 8.9 and 8.5 °C, and energies of activation were 353.5, 258.2 and 298.5 kJ mol−1 for thermal destruction of bovine serum IgG in PBS, boiled milk and UHT milk, respectively. These findings in model systems suggest that commercial pasteurization processes should not result in complete destruction of IgG. Comparison of IgG content in raw milks and corresponding HTST-pasteurized milks of varying fat content indicated 59–76% retention after pasteurization, with no apparent effect by either homogenization, skimming or standardization to 1 or 2% fat levels. The IgG contents and specific antibody activity against lipopolysaccharide fractions of five bacteria were determined for several commercially processed milk products. HTST-pasteurized milks, reconstituted skim milk powder and whey from cheddar cheese production all showed high levels of IgG and specific antibody activity. However, canned evaporated milk and ultra high temperature (UHT) sterilized milk had little or no IgG. This study demonstrates the dependence of bovine IgG stability in milk products on severity of thermal treatment used in various commercial processes.

モデル機能においてと、産業上加工された乳製品中におけるウシの免疫グロブリン(IgG)の、熱に対する安定性が調査された。ウシの血清IgGは、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)と、沸騰させたミルク又は、62.7℃から80℃にわたる範囲の温度で熱せられた超高温(UHT)殺菌ミルクとの、どれかに溶解された。D値は、PBS中と沸騰させたミルク、UHTミルクのIgGそれぞれに対し、80℃において90と200そして170秒から、72℃において25.5と27.2そして32.8分までの範囲に設定された。これらの結果は、リン酸緩衝液中のものより、ミルク中のIgGの方が、多少大きく熱に対する安定性を示している。IgGの成分は、62.7℃において30分経過後や、4℃又はその周囲の温度において24時間放置されても、変化が見られなかった。72℃から80℃までの範囲の温度を超えて、Z値は、PBS中と沸騰させたミルク、そしてUHTミルク中におけるウシの血清IgGの、熱による破壊に対してそれぞれ6.7と8.9そして8.5℃で、活発な活動は353.5と258.2そして298.5kJ mol-1であった。モデル機能において発見された事は、産業上のパスツール殺菌法の過程に、IgGの完全な破壊が結論として出ている訳ではないと言う事である。未加工のミルクと、脂肪率の変化が施されたHTSTパスツール殺菌されたミルクに相当するIgGの成分の比較によって、1又は2％の脂肪率に対しての同類化や脱乳脂、又は標準化による明白な影響なしに、パスツール処理後に59－76％保持される事が示された。IgGの成分と、5種類のバクテリアのリポ多糖類分画に対しての特異性抗体抵抗作用は、様々な産業上加工された乳製品に対して断定された。スキムミルクパウダーと、チェダーチーズ製品からの乳清より、再構成されたHTSTパスツール殺菌されたミルク全ては、IgGと特異性抗体作用の高いレベルを表した。ともかく、缶詰めの脱水ミルクと超高温（UHT）殺菌ミルクは、全く無しか又はほんの少ししかIgGを含んでいない。この研究は、様々な産業製品に熱処理を適用した厳しい条件下で、乳製品中におけるウシのIgGに対する安定性への依存を論証している。