Dairy Sci. Technol. 89 (2009) 511-518
DOI: 10.1051/dst/2009028

Bovine colostrum as substrate for the preparation of growth factor-enriched protein extracts: Identifying the optimal collection period during lactation

Alicia Montoni¹, Sylvie F. Gauthier¹, Caroline Richard¹, Patrice E. Poubelle², Yvan Chouinard¹ and Yves Pouliot<sup>1

1</sup>  STELA Dairy Research Center and Institute of Nutraceuticals and Functional Foods (INAF), Université Laval, Quebec City, QC, G1V 0A6, Canada
²  Centre de recherche en Rhumatologie et Immunologie (CRCHUL), Quebec City, QC, G1V 4G2, Canada

Received 28 November 2008 – Accepted 9 June 2009 - Published online 19 August 2009

Abstract - A growing number of growth factor-enriched bioactive protein extracts derived from colostrum are proposed for the treatment of inflammatory and cutaneous diseases. However, growth factor concentrations peak in the first secretions after parturition and vary widely among cows. The aim of this study was to identify the optimal collection period for colostrum used to prepare growth factor-enriched protein extracts and to characterize the relationship between growth factor and protein contents in colostrum and in milk collected during early lactation. Lacteal secretions from five Holstein cows from the first milking (< 12 h) to the 21st day after parturition were analysed for total protein and growth factor (TGF-2, TGF-1 and IGF-I) contents. Although concentrations varied widely between cows, statistically significant decreases were obtained for all components during the early stages of lactation. The concentrations of each growth factor during lactation were highly correlated (R² > 0.93) and were also correlated with the total protein content (R² > 0.90). The greatest decreases in the concentrations of the three growth factors (78–84%) were observed within 24–48 h after parturition, while values stabilized in mature milk. However, relative to protein, these decreases appeared much smaller (37–45%). Overall, these results suggest that the first 48 h after parturition would be optimal for harvesting colostrum for the production of growth factor-enriched protein extracts.

Résumé - Le colostrum bovin comme substrat pour la préparation d'extraits protéiques enrichis en facteurs de croissance : identification de la période optimale de collecte au cours de la lactation.
Un nombre croissant d'ingrédients protéiques bioactifs à base de facteurs de croissance issus du colostrum sont proposés pour le traitement des maladies inflammatoires et cutanées. Cependant, l'utilisation du colostrum comme matière première est limitée par l'apparition d'une forte concentration de ces molécules dans les premières sécrétions suivant le vêlage et par la grande variabilité de leur concentration entre les animaux. Le but de la présente étude était d'identifier la période optimale de collecte du colostrum pour la préparation d'extraits protéiques enrichis en facteurs de croissance et de caractériser la relation entre le contenu en facteurs de croissance et en protéines d'échantillons de colostrum et de lait collectés en début de lactation. Les sécrétions lactées de cinq vaches Holstein ont été collectées de la première traite (< 12 h) jusqu'au 21^e jour suivant le vêlage, puis analysées pour leur teneur en protéines totales et en facteurs de croissance (TGF-2, TGF-1, IGF-I). Malgré la grande variabilité de la concentration de ces composantes observée entre les vaches, des différences statistiquement significatives ont été observées dès le début de la lactation. Les diminutions dans la concentration en facteurs de croissance des sécrétions lactées en cours de lactation étaient fortement inter-reliées (R² > 0,93), mais aussi corrélées (R² > 0,90) avec la teneur en protéines totales des échantillons. Les diminutions les plus élevées dans la concentration des trois facteurs de croissance (78–84 %) ont été observées après 24–48 h suivant le vêlage, pour atteindre des valeurs stables dans le lait mature. Cependant, lorsque les concentrations en facteurs de croissance étaient exprimées sur base protéique, ces diminutions étaient considérablement réduites (37–45 %) au cours de la même période. Les résultats suggèrent que les premières 48 h suivant le vêlage constituent la période optimale pour la collecte du colostrum en vue de la production d'ingrédients protéiques enrichis en facteurs de croissance.

Key words: bovine colostrum / bovine milk / growth factor / IFG-I / TGF-1 / TGF-2 / growth factor-enriched ingredient

Mots clés : colostrum bovin / lait bovin / facteurs de croissance / IFG-I / TGF-1 / TGF-2 / ingrédients enrichis en facteurs de croissance

Corresponding author: Sylvie.Gauthier@fsaa.ulaval.ca

© INRA, EDP Sciences 2009