Nos últimos anos, os bioativos do leite, incluindo α-lactalbumina, lactoferrina, glicomacropeptídeo, membrana do glóbulo de gordura do leite e oligossacarídeos do leite, têm sido intensamente estudados e são cada vez mais utilizados devido a sua bioatividade e funcionalidade únicas.

O leite contém α-lactalbumina na concentração de 1,0 a1,5g/L, representando aproximadamente 3,5% da proteína total e aproximadamente 17% das proteínas do soro. A α-lactalbumina é a proteína do soro predominante no leite humano, compondo cerca de 22% da proteína total e 36% das proteínas do soro de leite. É rica em aminoácidos essenciais, em particular, triptofano e cisteína, e participa na catalisação da etapa final da biossíntese da lactose. Os peptídeos hidrolisados de α-lactalbumina possuem várias funções biológicas, incluindo modulação imune e atividades antimicrobianas, antivirais, anti-hipertensivas, opióides e antioxidantes.

É uma proteína globular de ligação ao cálcio de cadeia simples e consiste em 123 aminoácidos, 4 ligações dissulfeto e nenhum tióis livre. É relativamente pequena, com peso molecular de aproximadamente 14 kDa e seu ponto isoelétrico está entre pH 4,2 e 4,6. Possui alta solubilidade em água e pode ser dissolvida em soluções de sal de cloreto. A presença ou ausência de cálcio pode influenciar sua temperatura de fusão e, assim, influenciar sua estabilidade térmica durante o processamento. A depleção de cálcio induz mudanças estruturais de α-lactalbumina para formar o chamado estado de glóbulo fundido, que influencia os processos de bioatividade e purificação da proteína.

A α-lactalbumina demonstra uma propriedade única de interagir com compostos hidrofóbicos, como peptídeos, lipídios e ácidos graxos. Essas propriedades influenciam os processos de purificação e as propriedades funcionais de alimentos em que é usada como ingrediente.

A lactoferrina é uma proteína multifuncional da família das transferrinas. O colostro humano contém a maior quantidade de lactoferrina (5g/L); já o leite humano possui 2 a 3g/L, enquanto o colostro bovino contém aproximadamente 0,8 a 1,5g/L e o leite bovino apenas 0,1 a 0,5g/L. Suas funções biológicas incluem ligação e transporte de ferro, promoção da absorção de ferro no corpo humano, promoção do crescimento celular e desintoxicação de radicais livres. Também apresenta propriedades antibacterianas, anti-inflamatórias e anticancerígenas.

Trata-se de uma glicoproteína globular de cadeia polipeptídica única com 17 ligações dissulfeto. Contém 691 aminoácidos no leite humano e 696 aminoácidos no leite bovino. Seu peso molecular é relativamente grande (80 kDa) e possui dois lobos homólogos (lobos N e C), cada um composto por dois domínios. Uma hélice curta de três voltas liga os dois lobos e regula a ligação e liberação de ferro, abrindo e fechando esses domínios.

Uma característica estrutural notável da lactoferrina é que possui uma superfície carregada positivamente, o que facilita a ligação com vários biopolímeros aniônicos. O seu ponto isoelétrico está dentro da faixa de pH de 8,0 a 9,0, portanto, possui carga positiva em pH < 8,0, que é a faixa de pH de quase todos os produtos alimentícios.

É solúvel em água em quase todas as faixas de pH, exceto em seu ponto isoelétrico. A afinidade de ligação entre ferro e lactoferrina depende do pH, devido a alterações em sua estrutura terciária.

O glicomacropeptídeo, também chamado caseinomacropeptídeo, é um glicopeptídeo C-terminal da κ-caseína, e a terceira proteína do soro de leite mais rica em soro, depois da β-lactoglobulina bovina e da α-lactalbumina, constituindo 12% a 25% da proteína total do soro.

Nas últimas décadas, o interesse em estudar as suas atividades biológicas vem crescendo, devido a descoberta de seus impactos positivos na saúde humana, incluindo atividades antibacterianas, prebióticas, remineralizantes, antitumorais e imunomoduladoras, e modulação do processo de digestão e metabolismo.

O glicomacropeptídeo é abundante em aminoácidos de cadeia ramificada, mas não contém aminoácidos aromáticos (ou seja, fenilalanina, triptofano e tirosina) ou cisteína. Os carboidratos compõem 50% a 60% e incluem galactose, N -acetil-galactosamina e ácido N-neuramínico. Seu ponto isoelétrico é aproximadamente 4 a 5. É solúvel em água e termicamente estável.

Esse peptídeo é hidrofílico e carregado negativamente mesmo em valores de pH baixos. Demonstra boa capacidade emulsificante e propriedades de gelificação, podendo ser aplicado como ingrediente alimentício funcional.

Os lipídios do leite bovino estão presentes principalmente como glóbulos, variando de 0,1 a 15 μm de diâmetro, circundados por um filme fino (10nm a 20nm), que é a membrana do glóbulo de gordura do leite (MFGM).

Embora o leite bovino contenha apenas 2g/L glóbulo de gordura do leite, esse componente ajuda a garantir que o glóbulo de gordura seja estável na fase aquosa do leite, protegendo-o de ser degradado por enzimas.

O glóbulo de gordura do leite possui estruturas altamente complexas. Consiste em aproximadamente 60% de proteínas, principalmente glicosiladas, que respondem por 1% a 2% de proteína no leite total. Mais de 500 proteínas foram identificadas, incluindo proteínas integrais, periféricas e fracamente ligadas, como enzimas imunoglobulinas. Contém 40% de lipídios, principalmente lipídios polares, como fosfolipídios e esfingolipídios; também são encontrados lipídios neutros, como triglicerídeos, diglicerídeos, monoglicerídeos e colesterol. Suas composições de proteínas e lipídios variam dependendo das técnicas específicas de isolamento, processamento e análise e da raça da vaca.

As frações proteicas do glóbulo de gordura do leite têm demonstrado importantes propriedades biológicas para a saúde humana. Essas proteínas têm mostrado potencial como agentes anticancerígenos, antibacterianos e antiadesivos, desempenhando papel na melhora da função imunológica e na prevenção de doenças coronarianas, prevenindo infecção patogênica e mantendo a função intestinal.

Além da lactose, os oligossacarídeos (OSs) também são carboidratos importantes no leite. O leite humano contém uma grande quantidade de oligossacarídeos no colostro humano (25g/L) e no leite humano maduro (14g/L); no leite bovino a concentração é de 0,7 a 1,2g/L no colostro bovino e 100mg/L no leite bovino maduro.

A estrutura dos oligossacarídeos do leite contém lactose ou N-acetil-lactosamina em sua extremidade redutora e resíduos de monossacarídeos com o não redutor galactose. O leite bovino possui oligossacarídeos estruturalmente semelhantes aos oligossacarídeos do leite humano, que contêm oligossacarídeos ramificados com ácido N-acetilneuramínico e fucose. Essa semelhança estrutural implica que os oligossacarídeos do leite bovino também podem mostrar funções semelhantes aos do leite humano.

Devido a sua abundância no leite humano, as pesquisas sobre oligossacarídeos vem se concentrando principalmente nos seus benefícios biológicos comprovados. Recentemente, as pesquisas foram estendidas para investigar as estruturas e bioatividades semelhantes dos oligossacarídeos do leite bovino.

Embora o leite bovino apresente baixa concentração de oligossacarídeos, a enorme produção de permeado do soro de leite (um subproduto da fabricação de isolado de proteína do soro de leite) na indústria alimentícia fornece uma fonte potencial para extrair grandes quantidades de oligossacarídeos do leite bovino.