El NIST amplía la base de datos que ayuda a identificar compuestos desconocidos en la leche
¿Tienes leche? La mayoría de la gente ha visto los famosos anuncios de las celebridades que destacan la importancia de beber leche para construir huesos fuertes. Las investigaciones demuestran que la leche tiene otros beneficios, especialmente para los bebés, como ayudarles a crecer y fortalecer su sistema inmunológico. Pero los científicos todavía no entienden exactamente cómo la leche hace estas cosas.
Remoroza opera un espectrómetro de masas, un instrumento de laboratorio utilizado para identificar compuestos químicos. "Queremos averiguar tantos detalles como podamos sobre la leche porque es muy importante, pero se sabe muy poco sobre su química", dijo Remoroza.
R. Press/NIST
Michael Power recupera una muestra de leche de león africano de un congelador. Remoroza llevará la muestra al laboratorio del NIST, donde identificará la multitud de azúcares complejos, llamados oligosacáridos, presentes en la leche. Estos azúcares tienen una estructura molecular más complicada que los azúcares simples que se encuentran en la mayoría de los alimentos, y hacen más que proporcionar calorías. Algunos juegan un papel en la inmunidad mientras que otros promueven el desarrollo del cerebro.
R. Press/NIST
Los nuevos materiales de referencia estándar del NIST para los contaminantes orgánicos en los fluidos corporales humanos reflejan los cambios en los niveles de contaminantes desde que se emitieron los últimos materiales en el año 2000 los niveles de PCB, pesticidas, dioxinas/furanos y otros contaminantes han disminuido en un 50 por ciento mientras que los niveles de retardantes de llama bromados han ido en aumento. CSTL, SRM, leche humana, contaminante, sangre, CDC
NIST
Resolver ese misterio comienza con la identificación de los compuestos de la leche. Para apoyar ese esfuerzo, los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han duplicado recientemente el tamaño de una biblioteca de referencia que incluye ejemplos de un cierto tipo de carbohidratos que se encuentran en la leche de los seres humanos y varios otros animales. La ampliación de la biblioteca ayudará a los científicos a identificar los compuestos desconocidos en sus propias muestras de leche. Los investigadores publicaron sus nuevos hallazgos en Química Analítica
La composición de la leche varía de una madre a otra, pero en general la leche humana contiene un 87% de agua y un 13% de nutrientes, incluyendo grasas, proteínas y carbohidratos. Los investigadores de la leche a menudo se centran en un tipo de carbohidrato llamado oligosacáridos, uno de los muchos azúcares diferentes de la leche. Se sabe que estos azúcares tienen un efecto biológico, como proporcionar energía para el crecimiento de los bebés o contribuir al desarrollo de los órganos.
"Los bebés no pueden masticar o tragar alimentos sólidos, por lo que son muy dependientes de la leche para su crecimiento. Es un compuesto milagroso", dijo la química del NIST Connie Remoroza.
Una de las principales razones por las que los científicos analizan los oligosacáridos es porque si pueden determinar qué oligosacáridos están presentes, pueden empezar a entender cómo los oligosacáridos afectan a las células, los tejidos y los procesos biológicos.
La primera versión de la biblioteca de oligosacáridos de la leche humana (HMO), publicada en 2018, constaba de 74 oligosacáridos. Para construirla, Remoroza y sus colegas analizaron los componentes de una muestra de leche del Material de Referencia Estándar (SRM) del NIST de 1953. Utilizaron un proceso llamado cromatografía líquida para separar la muestra en sus componentes más finos y un instrumento llamado espectrómetro de masas para crear huellas químicas conocidas como espectro de masas.
Michael Power recupera una muestra de leche de león africano de un congelador. Remoroza llevará la muestra al laboratorio del NIST, donde identificará la multitud de azúcares complejos, llamados oligosacáridos, presentes en la leche. Estos azúcares tienen una estructura molecular más complicada que los azúcares simples que se encuentran en la mayoría de los alimentos, y hacen más que proporcionar calorías. Algunos juegan un papel en la inmunidad mientras que otros promueven el desarrollo del cerebro.
El equipo comparó entonces esos espectros desconocidos con una base de datos masiva de 1,3 millones de espectros de 31.000 compuestos llamada Biblioteca de Espectros de Masa en Tándem del NIST. Es parte de la mayor Biblioteca de Espectros de Masa del NIST, que fue actualizada recientemente en una nueva versión llamada NIST20.
El equipo identificó otros 80 nuevos oligosacáridos, con lo que el total asciende a 154. La nueva biblioteca de la HMO también utilizó muestras de leche del SRM 1954, Contaminantes Orgánicos en la Leche Humana Fortificada.
Los investigadores también pudieron identificar nuevos compuestos que nunca antes se habían reportado en la leche, como un tipo de oligosacárido que contenía 15 unidades de monosacáridos, que son los bloques de construcción de los carbohidratos.
Después de que la espectrometría de masas y la cromatografía líquida se utilizan para producir datos en bruto, se procesan para extraer el espectro de masas para identificar los compuestos desconocidos. "La identificación de los compuestos desconocidos depende de los métodos más avanzados. Muchos oligosacáridos son ahora conocidos gracias a la mejora de la sensibilidad de los espectrómetros de masas, combinada con el software de búsqueda del NIST", dijo Remoroza.
Una vez identificados los compuestos desconocidos, se incluyen en la biblioteca de la leche.
Además de la leche humana, Remoroza y sus colegas también han ampliado la cobertura de otros tipos de leche de mamíferos. Analizaron cuatro muestras no humanas diferentes gracias a la colaboración con el Instituto Nacional de Zoología y Biología de la Conservación del Smithsonian y el Centro de Carabao de Filipinas.
El Smithsonian proporcionó una muestra de león africano, y el Centro Carabao de Filipinas proporcionó leche de una cabra Saanen y un búfalo de agua asiático. Las muestras de leche bovina (de vaca) procedían de los propios SRMs 1549a y 1849a del NIST. Los investigadores del NIST identificaron 90 oligosacáridos en estas muestras, 25 de los cuales también se encontraron en la leche humana.
Se han realizado investigaciones previas sobre estas muestras de animales, pero se informó de relativamente pocos oligosacáridos. Gracias al desarrollo de nuevos instrumentos, mejores métodos para aislar los oligosacáridos y la nueva biblioteca de la HMO, los científicos pueden ahora identificar más oligosacáridos en sus muestras.
"Muchos investigadores esperan poder encontrar la biblioteca del NIST sobre el espectro de masa de la leche útil para analizar sus muestras", dijo Remoroza.
Esta biblioteca de leche es especialmente útil para los fabricantes de fórmulas infantiles. "Los científicos están interesados en identificar los oligosacáridos de la leche porque quieren determinar si se pueden añadir a la fórmula infantil para que los bebés puedan obtener los nutrientes esenciales", dijo Remoroza.
El trabajo no está hecho todavía. Los investigadores del NIST continuarán identificando los diferentes tipos de oligosacáridos en la leche humana y ampliarán su colección de leche de mamíferos no humanos. Pronto analizarán la leche de cerdos negros y blancos (en colaboración con la Universidad Estatal Mariano Marcos de Filipinas), monos rhesus (con la Universidad de Wisconsin) y delfines (con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, o NOAA).
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Concepion Africano Remoroza, Yuxue Liang, Tytus D. Mak, Yuri Mirokhin, Sergey L. Sheetlin, Xiaoyu Yang, Joice V. San Andres, Michael L. Power and Stephen E. Stein. Increasing the Coverage of a Mass Spectral Library of Milk Oligosaccharides using a Hybrid-Search-Based Bootstrapping Method and Milks from a Wide Variety of Mammals. Analytical Chemistry.
Más noticias del departamento economía y finanzas
Reciba la industria alimentaria y de bebidas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de la industria de alimentos y bebidas le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
