تاثیر وزن مولکولی و ترکیب آمینو اسیدی بر خصوصیات آنتی‌اکسیدانی اجزاء پپتیدی پروتئین هیدرولیز شده‌ی دانه کدو

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

10.22069/fppj.2022.18928.1655

چکیده

سابقه و هدف: تشکیل رادیکال‌های آزاد در اندام‌های هوازی اجتناب ناپذیر می‌باشد که منجر به آسیب سلول‌ها و بافت‌ها می-شوند. اکسیداسیون لیپید‌ها با تولید ترکیبات مضر و در نتیجه فساد محصولات غذایی از مهم‌ترین نگرانی‌ صنعت موادغذایی است. استفاده از آنتی‌اکسیدان‌های سنتزی به‌دلیل تأثیرات مضر آنها بر سلامتی انسان تحت کنترل و نظارت شدید می‌باشد. بنابراین تحقیقات دانشمندان به‌سمت شناسایی و استخراج ترکیبات آنتی‌اکسیدان‌ طبیعی سوق پیدا کرده است. پپتید‌های زیست فعال اجزای پروتئینی خاصی هستند که در منبع پروتئین اولیه غیرفعال بوده و به روش‌های هیدرولیز آنزیمی، تخمیر میکروبی و سنتز شیمیایی تولید می-شوند. این پپتیدها ویژگی‌های سلامتی‌بخشی متفاوتی مانند ضد فشار خون، ضد کلسترول، ضد سرطان، تقویت سیستم ایمنی بدن و آنتی‌اکسیدانی دارند که تحت تأثیر ترکیب و توالی آمینواسیدی آنهاست. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر وزن مولکولی و ترکیب آمینو اسیدی بر خصوصیات آنتی‌اکسیدانی (فعالیت مهار رادیکال DPPH، احیا کنندگی یون آهن و فعالیت مهار رادیکال ABTS) اجزاء پروتئین هیدرولیز شده دانه کدو بود.
مواد و روش‌ها: پروتئین هیدرولیز شده دانه کدو در شرایط بهینه بر مبنای یافته‌های تحقیق قبلی تهیه و سپس تاثیر توزیع وزن ملکولی بر خصوصیات زیست فعالی فراکسیون‌های حاصله و همچنین ارتباط بین ترکیب اسید آمینه این پپتیدها با ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی پس از جداسازی و خالص‌سازی توسط کرماتوگرافی طرد اندازه (SEC) و همچنین کروماتوگرافی مایع با فشار بالا- فاز معکوس (RP-HPLC) مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج کروماتوگرافی طرد اندازه نشان داد که فراکسیون‌های 49 الی 56 و 49 تا 63 با وزن ملکولی در محدوده‌ی 9000 تا 13000 دالتون به‌ترتیب دارای بیشترین قابلیت مهار رادیکال آزاد DPPH و ABTS بوده و پس از خالص‌سازی بیشتر این فراکسیون‌ها توسط RP-HPC این قابلیت در فراکسیون‌های با زمان بازداری 22 دقیقه بالاترین میزان را نشان داد. نتایج آنالیز اسید آمینه نشان داد که فراکسیون‌های با قابلیت آنتی اکسیدانی بالا حاوی مقادیر بالایی از اسیدهای آمینه آبگریز (حدود 5/33 %) می‌باشند که شامل گروه‌های آلیفاتیک غیر قطبی (نظیر والین، ایزولوسین، پرولین، لوسین، تریپتوفان و تیروزین) هستند. به‌عبارت دیگر پپتیدهای با وزن ملکولی پایین، دارای اسیدهای آمینه آروماتیک و آبگریز دارای فعالیت آنتی اکسیدانی بالاتری می‌باشند.
نتیجه‌گیری: پروتئین هیدرولیز شده دانه کدو با دارا بودن اجزاء پپتیدی با خواص آنتی‌اکسیدانی قابل توجه قابلیت رقابت با آنتی-اکسیدان‌های سنتزی مورد استفاده در صنعت مواد غذایی را دارد، بنابراین می‌توان از آن به‌عنوان نگهدارنده‌ی طبیعی در فرمولاسیون مواد غذایی برای تولید محصولات فراسودمند با هدف افزایش سطح سلامت عمومی استفاده کرد. همچنین در جهت اهداف دارویی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of molecular weight and amino acid composition on antioxidant properties of peptide components of pumpkin seed protein hydrolysate

نویسندگان [English]

  • Alireza Sadeghi Mahoonak 1
  • Shima kaveh 2
  • masoomeh alvand 2
1 Food Science and Technology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Faculty of Food Science & Technology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

Background and purpose: The formation of free radicals in aerobic organs is inevitable. These radicals cause cells and tissues damages. Oxidation of lipids by producing harmful compounds and as a result spoilage of food products, is one of the most important concerns of the food industry. The use of synthetic antioxidants is tightly controlled due to their harmful effects on human health. Therefore, scientists' research has turned to identification and extraction of natural antioxidants compounds. Bioactive peptides are specific protein components that are inactive at the primary protein source and produced by enzymatic hydrolysis, microbial fermentation, and chemical synthesis. These peptides have different health-promoting properties such as antihypertensive, anti-cholesterol, anti-cancer, strengthening the immune system and antioxidant properties that are influenced by their amino acid composition and sequence. The aim of this study was to investigate the effect of molecular weight and amino acid composition on the antioxidant properties (DPPH radical scavenging activity, Fe reducing power and ABTS radical scavenging activity) of peptide components of pumpkin seed protein hydrolysate.
Materials and Methods: Pumpkin seed protein hydrolysate was prepared under optimum conditions based on the results of previous research and then the effect of molecular weight distribution on the bioactive properties of the resulting fractions and also the relationship between amino acid composition of these peptides and their antioxidant properties after separation and purification by size exclusion chromatography (SEC) and reverse phase high pressure liquid chromatography (RP-HPLC) was examined.
Results: The results of size exclusion chromatography showed that fractions 49 to 56 and 49 to 63 with a molecular weight in range of 9000 to 13,000 daltons have highest DPPH and ABTA radical scavenging activity and after further purification of these fractions by RP-HPC, this ability in fractions with a holding time of 22 minutes showed the highest level. The results of amino acid analysis showed that fractions with high antioxidant capacity contain high amounts of hydrophobic amino acids (about 33.5%), which include non-polar aliphatic groups (such as valine, isoleucine, proline, leucine, tryptophan, and tyrosine). In other words, low molecular weight peptides, with aromatic and hydrophobic amino acids have higher antioxidant activity.
Conclusion: Pumpkin seed protein hydrolysate with peptide components with significant antioxidant properties, can compete with synthetic antioxidants used in the food industry, so it can be used as a natural preservative in food formulations to produce functional products with the aim of increasing public health level and also in medicinal purposes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant
  • hydrolyzed protein
  • Pumpkin seeds
  • Chromatography