بررسی خصوصیات کمپلکس حاصل از برهم‌کنش کووالانسی بین پروتئین خارمریم و عصاره فنولی رزماری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشجو کارشناسی ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استاد گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 دانشجو دکتری علوم و صنایع غذایی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سابقه و هدف: کنسانتره‌های پروتئینی گیاهی به دلیل دارا بودن محتوای بالای پروتئین و چربی پایین، بستر مناسبی برای ایجاد اصلاحات شیمیایی هدفمند و بررسی برهم‌کنش‌های مولکولی با ترکیبات زیست‌فعال محسوب می‌شوند. پروتئین‌های دانه خارمریم (Silybum marianum L.) با توزیع متعادل اسیدهای آمینه و ویژگی‌های ساختاری مناسب، ظرفیت بالایی برای برهم‌کنش با ترکیبات فنولی گیاهان دارویی دارند؛ برهم‌کنشی که می‌تواند منجر به افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی و بهبود پایداری ترکیبات فنولی ناپایدار شود. رزماری (Rosmarinus officinalis) منبع غنی ترکیبات فنولی با فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالا است که توانایی تشکیل کمپلکس‌های کووالانسی پایدار با پروتئین‌ها را دارد. هدف اصلی این مطالعه، بررسی تشکیل کمپلکس کووالانسی بین کنسانتره پروتئین خارمریم و عصاره رزماری و ارزیابی اثر این برهم‌کنش بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی و پایداری ترکیبات فنولی می‌باشد.
مواد و روش‌ها: دانه‌های خارمریم و گیاه رزماری جمع‌آوری و خشک شده، سپس دانه‌ها چربی‌گیری و کنسانتره پروتئینی تهیه شد. عصاره فنولی رزماری با حلال هیدروالکلی استخراج و با کنسانتره پروتئینی در غلظت‌های مختلف (1 تا 6 درصد) مخلوط گردید تا کمپلکس‌های کووالانسی تشکیل شود. ترکیبات فنولی کل، فلاونوئیدها، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کل و قدرت احیاکنندگی آهن در نمونه‌ها با روش‌های رنگ‌سنجی Folin–Ciocalteu، اسپکتروفتومتری و فسفومولیبدن سنجیده شد. تحلیل آماری با آزمون ANOVA و مقایسه دانکن در سطح 95٪ انجام شد.
یافته‌ها: آنالیز ترکیب شیمیایی نشان داد که کنسانتره پروتئینی خارمریم دارای 53.47٪ پروتئین و 2.04٪ چربی است. عصاره رزماری مقادیر قابل توجهی ترکیبات فنولی mg GAE/g) 56/50) و فلاونوئید mg QE/g) 9) داشت. تشکیل کمپلکس‌های کووالانسی منجر به افزایش معنادار میزان ترکیبات فنولی شد؛ با افزایش درصد عصاره رزماری از 1 تا 6٪، کل فنول‌ها از mg GAE/g 233/31 به mg GAE/g 900/153 رسید. همچنین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی کل سیستم به‌طور وابسته به غلظت عصاره افزایش یافت، به‌گونه‌ای که پایین‌ترین ظرفیت متعلق به کنسانتره پروتئین خالص و بالاترین به کمپلکس با 6٪ عصاره رزماری تعلق داشت. این نتایج نشان‌دهنده موفقیت تشکیل کمپلکس‌های فنولی– پروتئینی پایدار و اثر مثبت بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی است.
نتیجه‌گیری: تشکیل کمپلکس‌های کووالانسی بین کنسانتره پروتئین خارمریم و عصاره فنولی رزماری، رویکردی مؤثر برای افزایش محتوای ترکیبات فنولی و تقویت ظرفیت آنتی‌اکسیدانی سیستم محسوب می‌شود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت عصاره رزماری، میزان ترکیبات فنولی کل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی به‌طور معناداری افزایش می‌یابد که این امر بیانگر وقوع برهم‌کنش مؤثر و قابل‌توجه میان ماتریس پروتئینی و ترکیبات فنولی است. بر اساس یافته‌های حاضر، این سامانه از پتانسیل مناسبی برای استفاده به‌عنوان یک افزودنی فراسودمند با منشأ گیاهی در فرمولاسیون‌های غذایی برخوردار است. نتایج این پژوهش با مطالعات پیشین گزارش‌شده در زمینه برهم‌کنش پروتئین– فنول همخوانی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Characterization of the Covalent Complex Derived from Interaction between Milk Thistle Protein and Rosemary Phenolic Extract

نویسندگان [English]

  • علیرضا Sadeghi Mahoonak 1
  • Haniya Tavakoli Fard 2
  • Morteza Khomeiri 3
  • Mona Ranjbar 4
1 Food Science and Technology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 M.Sc. student, Deptment of Food Science and Technology, Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources
3 Professor, Department of Food Science and Technology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
4 Ph.D. student, Dept. of Food Science and Technology, Gorgan University of Agricultural Science and Natural Resources
چکیده [English]

Background and Objective: Plant protein concentrates, owing to their high protein content and low fat levels, are considered suitable matrices for targeted chemical modifications and for investigating molecular interactions with bioactive compounds. Proteins derived from milk thistle seeds (Silybum marianum L.), with a balanced amino acid profile and favorable structural characteristics, exhibit a high potential for interaction with phenolic compounds from medicinal plants—interactions that can lead to enhanced antioxidant activity and improved stability of inherently unstable phenolic compounds. Rosemary (Rosmarinus officinalis) is a rich source of phenolic compounds with strong antioxidant activity and has the ability to form stable covalent complexes with proteins. The main objective of this study was to investigate the formation of covalent complexes between milk thistle protein concentrate and rosemary extract and to evaluate the effects of this interaction on antioxidant activity and phenolic contents of complex.
Materials and Methods: Milk thistle seeds and rosemary plants were collected and dried. The seeds were defatted, and a protein concentrate was prepared. The phenolic extract of rosemary was obtained using a hydroalcoholic solvent extraction and subsequently mixed with the protein concentrate at different concentrations (1–6%) to induce the formation of covalent complexes. Total phenolic content, flavonoid content, total antioxidant capacity, and ferric reducing power of the samples were determined using the Folin–Ciocalteu colorimetric method, spectrophotometric assays, and the phosphomolybdenum method, respectively. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Duncan’s multiple range test at a 95% confidence level.
Results: Chemical composition analysis revealed that the milk thistle protein concentrate contained 53.47% protein and 2.04% fat. Rosemary extract exhibited considerable amounts of phenolic compounds (56.50 mg GAE/g) and flavonoids (9 mg QE/g). The formation of covalent complexes resulted in a significant increase in phenolic content; as the rosemary extract concentration increased from 1% to 6%, total phenolics rose from 233.31 mg GAE/g to 900.153 mg GAE/g. Moreover, the total antioxidant capacity of the system increased in a concentration-dependent manner, with the lowest activity observed in the pure protein concentrate and the highest activity in the complex containing 6% rosemary extract. These findings indicate the successful formation of stable phenolic–protein complexes and their positive effect on antioxidant activity.
Conclusion: The formation of covalent complexes between milk thistle protein concentrate and rosemary phenolic extract is considered an effective approach for increasing total phenolic content and enhancing the antioxidant capacity of the system. The results showed that increasing the concentration of rosemary extract led to a significant increase in total phenolic compounds and antioxidant activity, which indicates the occurrence of effective and substantial interactions between the protein matrix and phenolic compounds. Based on the present findings, this system possesses appropriate potential for use as a plant-based functional additive in food formulations. The results of this study are consistent with previously reported studies on protein–phenolic interactions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Protein concentrate
  • Milk thistle
  • Rosemary
  • Covalent complex
  • Antioxidant capacity