Lait 86 (2006) 99-125
DOI: 10.1051/lait:2005048

Growth factors from bovine milk and colostrum: composition, extraction and biological activities

Sylvie F. Gauthier¹, Yves Pouliot¹ and Jean-Louis Maubois<sup>2

1</sup>  Groupe STELA, Institut des Nutraceutiques et Aliments Fonctionnels (INAF), Université Laval, Québec, Canada, G1K 7P4
²  UMR 1253, Science et Technologie du Lait et de l'OEuf, Inra-Agrocampus Rennes, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France

(Received 13 November 2005 - Accepted 29 November 2005 - Published online 11 April 2006)

Abstract
EGF, BTC, IGF-I, IGF-II, TGF-b1, TGF-b2, FGF1 and 2, and PDGF are the main growth factors present in bovine milk and colostrum. All of these growth factors are also found in human milk but at a lower concentration. The various compositional data reported in the literature vary greatly but it is evidenced that the day of lactation has the most important effect. Milk growth factors are characterized by a neutral to alkaline isoelectric point (pI) and a molecular mass between 6400 g·mol^-1 and 30000 g·mol^-1. However, many of the growth factors are in a latent form, bound to high-molecular-mass proteins. Milk growth factors are resistant generally to pasteurization but disulfide reducing agents have been found to inactivate some species such as TGF-b's. The published data on bioavailability of milk growth factors are somewhat contradictory but it is generally accepted that they are resistant to gastric digestion and they can exert local and systemic effects on the gastrointestinal tract. Cation-exchange chromatography has been widely used for the extraction of milk growth factors because of the basic nature of these molecules. Membrane separations such as microfiltration (MF) have also been used successfully for the extraction of immunoglobulins and of some growth factors from colostrum, while ultrafiltration (UF) was successful only at separating IGF-I and IGF-II in whey. Milk growth factor extracts have been developed for various applications such as treatment of gastrointestinal disorders and skin diseases, wound healing, and induction of oral tolerance.

Résumé
Facteurs de croissance dans le lait et le colostrum bovins : composition, extraction et activités biologiques. Les principaux facteurs de croissance retrouvés dans le lait bovin et le colostrum sont : EGF, BTC, IGF-I, IGF-II, TGF-b1, TGF-b2, FGF1 et 2, ainsi que PDGF. Les concentrations de ces facteurs de croissance dans le lait bovin sont supérieures à celles rapportées pour le lait humain. Les teneurs en facteurs de croissance retrouvées dans la littérature varient selon les auteurs mais il se dégage malgré tout que le jour de la collecte de l'échantillon au cours de la période de lactation représente le facteur de variation le plus important. Les facteurs de croissance du lait se caractérisent par un point isoélectrique (pI) alcalin et une masse moléculaire se situant entre 6400 g·mol^-1 et 30 000 g·mol^-1. Plusieurs des facteurs de croissance sont cependant présents dans le lait sous forme latente, souvent liés à des protéines de masses moléculaires élevées. Les facteurs de croissance du lait sont résistants à la pasteurisation alors que certains d'entre eux, comme les TGF-b's, peuvent être inactivés par des substances réductrices des ponts disulfures. Des données parfois contradictoires ont été publiées au sujet de la biodisponibilité des facteurs de croissance, mais il est généralement accepté que les facteurs de croissance résistent à la digestion gastrique et peuvent exercer des effets locaux et systémiques au niveau du tractus gastrointestinal. La chromatographie d'échange cationique a été largement utilisée pour l'extraction des facteurs de croissance, et ce, en raison de leur nature cationique. Les séparations membranaires comme la microfiltration (MF) ont été utilisées avec succès pour séparer des immunoblobulines et quelques facteurs de croissance du colostrum. L'ultrafiltration (UF) n'a été utilisée avec succès que dans la séparation de l'IGF-I et IGF-II présents dans le lactosérum. Des extraits de facteurs de croissance ont été développés pour diverses applications telles le traitement de désordres gastrointestinaux et de maladies de la peau, la cicatrisation et l'induction de la tolérance orale.

Key words: growth factors -- colostrum -- milk -- whey -- extraction process -- biological activity

Mots clés : facteurs de croissance -- colostrum -- lait -- lactosérum -- extraction -- activité biologique

Correspondence: Sylvie F. Gauthier Sylvie.Gauthier@aln.ulaval.ca


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