Антиоксидантна та протистаріюча дія гідролізатів свинячого колагену, що виробляються. Частина 1

Будь ласка зв'яжітьсяosar.xiao@wecistanche.comдля отримання додаткової інформації

Анотація:Щоб дослідити методи покращення переробки свинячих відходів, свинячу шкіру гідролізували з використанням різних комерційно доступних протеаз (алкалаза, флаворзим, нейтраза, бромелайн, протамекс і папаїн) за кількох оптимальних умов. Після ферментативного гідролізу гідролізати колагену (CH) фракціонували за молекулярною масою (3 кДа) за допомогою мембранної ультрафільтрації. CHS аналізували на фізичні властивості (рН, відновлення білка, вміст вільних аміногруп, розподіл молекулярної маси та амінокомпозицію), а також на функціональні властивості (антиоксидантну активність і активність проти старіння). Серед СН, СН, гідролізовані алькалазою (СН-алкалаза), продемонстрували найвищий ступінь гідролізу порівняно з іншими СН. І «CH-алкалаза», і «CH-алкалаза».<3 kda"="" fractions="" showed="" a="" considerably="" high="" antioxidant="" activity="" and="" collagenase="" inhibition="" activity.="" therefore,="" resulting="" bioactive="" have="" the="" potential="" for="" development="" as="" antioxidants="" and="" anti-aging="" ingredients="" in="" the="" food,="" cosmetics,="" and="" pharmaceuticals,="" from="" animal="">

Ключові слова:гідроліз; комерційні протеази; гідролізат колагену; антиоксидантний; проти старіння

Натисніть тут, щоб дізнатися більше

1. Введення

Зі збільшенням тривалості життя все більше уваги приділяється процедурам проти старіння шкіри. Колаген, який використовується в продуктах по догляду за шкірою як космецевтичний інгредієнт для боротьби зі старінням, широко використовується на косметичному ринку. Колаген - це високомолекулярний волокнистий білок тваринного походження, який у великій кількості міститься в сполучній тканині, шкірі, сухожиллях, хрящах, зв'язках, зубах, нігтях і волоссі людей і тварин. Тваринництво залишається основним джерелом промислового колагену [1л. Щорічно велика кількість побічних продуктів тваринництва викидається у всьому світі як відходи харчової та м’ясопереробної промисловості. Однак вони можуть бути використані як важливі білкові ресурси для нових харчових матеріалів або перетворені на продукти з доданою вартістю за допомогою гідролізу, який широко застосовується для покращення та оновлення функціональних і поживних властивостей білків [2,3].Cistanche ЧингісханКолаген також все частіше розглядається як джерело біоактивних пептидів, які показали перспективу як корисні сполуки для використання в харчуванні чи фармацевтиці. Таким чином, гідроліз колагену може відігравати важливу роль у покращенні його біодоступності та придатності для використання в різних комерційних процесах.

Фізіологічна активність біоактивних пептидів, які зазвичай містять 2-20 амінокислотних залишків (<6000 da),="" are="" based="" on="" the="" composition="" and="" sequence="" of="" their="" amino="" acids="" [2,4].="" due="" to="" their="" structural="" properties="" such="" as="" molecular="" weight,="" bioactive="" peptides="" may="" possess="" specific="" characteristics="" that="" affect="" numerous="" physiological="" processes="" related="" to="" antimicrobial,="" antioxidant,="" emulsifying,="" antihypertensive,="" antidiabetic,="" and="" immunomodulatory="" functions="" in="" organisms="" [1,5,6].="" generally,="" low="" molecular="" weight="" hydrolysates="" display="" lower="" viscosity,="" better="" dispersion,="" higher="" hydrophobicity,="" and="" smaller="" particle="" size="" [7].="" the="" degree="" of="" hydrolysis="" directly="" affects="" the="" molecular="" weight="" and="" amino="" acid="" composition="" of="" the="" hydrolysates="" [8].="" therefore,="" the="" hydrolysis="" process="" may="" be="" necessary="" for="" producing="" novel="" bioactive="">

Cistanche може омолоджувати старіння

Гідроліз білка, що призводить до розщеплення пептидних зв'язків, може здійснюватися за допомогою ферментативних або хімічних процесів [9]. Хімічні процеси, включаючи лужний або кислотний гідроліз із застосуванням екстракції розчинниками, шкідливі не тільки для навколишнього середовища, але й для людей, які споживають отримані продукти [4,10]. Хімічні процеси, які важко контролювати, дають продукти, що містять модифіковані амінокислоти [9]. Навпаки, ферментативний гідроліз можна проводити в м’яких умовах, таким чином уникаючи екстремальних умов, необхідних для хімічної обробки.подовження життя cistancheКрім того, ці процеси не викликають побічних реакцій і не знижують поживну цінність джерела білка [8]. Кілька протеаз, у тому числі алкалаза, пепсин, протамекс, трипсин і нейтраза, зазвичай використовуються для гідролізу білків, у результаті чого утворюються різні типи білкових гідролізатів і пептидів з різними біофункціональними діями. В одному дослідженні повідомлялося про отримання гідролізатів колагену з антиоксидантною активністю з желатину свинячої шкіри за допомогою ферментативного гідролізу пепсином і панкреатином [11]. Побічні продукти лосося гідролізували для отримання пептичних гідролізатів з використанням різних протеаз, де кінцеві пептиди показали чудові антиоксидантні та протизапальні властивості [12].

Метою дослідження було: (а) ідентифікувати найбільш активні гідролізати колагену, отримані шляхом ферментативного гідролізу з використанням різних комерційно доступних протеаз (алкалаза, флаворзайм, нейтраза, протамекс, бромелайн і папаїн); (б) підтвердити ефект фракціонування гідролізати колагену, отримані в результаті ферментативного гідролізу, і (c) для визначення їх in vitro антиоксидантної активності та активності проти старіння.

2. Результати та їх обговорення

2.1. Вплив ферментативного гідролізу на гідролізати колагену

2.1.1.pH

Функціональні властивості білків можуть бути посилені шляхом гідролізу певними протеазами. У цьому дослідженні шість різних протеаз (Alcalase, Flavorzyme, Neutrase, Bromelain, Protamex і Papain) використовувалися для гідролізу колагену зі свинячої шкіри з метою отримання активних гідролізатів колагену з низькою молекулярною масою. Зміна pH у гідролізатах колагену (CH) показана на малюнку 1. pH суспензії колагену (5% суміші свинячої шкіри) спочатку становив 6.39-6.55 (при 0h). CH-Alcalase і CH-Flavorzyme досягли оптимального pH (pH 8.0) через 12 годин інкубації. CH-Protamex, CH-Bromelain і CH-Papain досягли оптимального pH (pH 7.0) через 6 годин інкубації, тоді як CH-Flavorzyme продовжував знижуватися з pH 6,39 до pH 5,69 протягом 24 інкубацій (рис. 1). ). Важливим фактором, що регулює реакції ферментативного гідролізу, є pH білкового гідролізату [13].cistanche нзТаким чином, утворення гідролізатів колагену в умовах різного рН може бути пов’язано з рН-залежними змінами в конформації ферментів, що може вплинути на їх біоактивацію та фізико-хімічні властивості.

2.1.2. Електрофорез у додецилсульфаті натрію в поліакриламідному гелі (SDS-PAGE)

Показано профілі електрофорезу в додецилсульфаті натрію в поліакриламідному гелі (SDS-PAGE) CHs, оброблених різними протеазами протягом 24 годин (рис. 2). Пептидний профіль суспензії колагену (при 0 год) показав видиму смугу в діапазоні від низької до високої молекулярної маси. Результати свідчать про швидкий гідроліз у CH-алкалазі, CH-нейтразі, CH-бромелаїні та CH-протамексі, оскільки після 3 годин інкубації смуг не було. Смуги діапазону високої молекулярної маси CH-алкалази, CH-нейтрази та CH-Protamex зменшувалися залежно від часу інкубації. Однак CH-Bromeline не змінювався залежно від часу інкубації, оскільки він був повністю гідролізований лише через 1 годину інкубації. Цікаво, що СН повністю зникали, коли зразок реагував з алькалазою або нейтразою протягом 6 годин, що вказує на те, що колаген діяв як відповідний субстрат для деяких інших перевірених ферментів. Однак смуги CH-Flavorzyme і CH-папаїну з'явилися в діапазоні від низької до високої молекулярної маси через 24 години. Білки можуть бути частково гідролізовані на пептиди або амінокислоти шляхом ферментативного гідролізу, залежно від типу протеази, часу інкубації та співвідношення протеаза-субстрат (кількість білка) [14]. Процес ферментативного гідролізу в основному визначається тим, чи є залучена протеаза ендопептидазою чи екзопептидазою [15,16]. Оскільки алкалаза, нейтраза та протамекс є ендопептидазами, можна очікувати, що їхні процеси гідролізу розривають пептидні зв’язки з некінцевих амінокислот випадковим чином, таким чином сприяючи подальшому гідролізу білків. З іншого боку, Flavorzyme є як ендо-, так і екзопептидазою, яка розриває не- або N-кінець пептидних ланцюгів. У цьому дослідженні білок колагену містив сайти зв’язування, які були більш чутливі до активності екзопептидази, ніж до активності ендопептидази Flavorzyme. Таким чином, завдяки активності екзопептидази гідроліз білків колагену Flavorzyme включав поетапний розрив пептидних зв’язків від N-кінцевих амінокислот, що сповільнювало гідроліз білка.

2.1.3. Відновлення білка та вміст вільних аміногруп

Показано виділення білка з СН, отриманого за допомогою різних комерційних протеаз (рис. 3A). Контроль (суспензія колагену) мав відновлений вміст білка 1,19 мг/мл. Відновлення білка є параметром ефективності ферментативного гідролізу. Низький вміст відновленого білка в CH вказує на посилений розпад білка. Крім того, відновлення білка добре корелює з розчинністю білка. Вища гідролітична активність може бути спричинена збільшенням відкритих гідрофобних бічних ланцюгів, що призводить до збільшення гідрофобних взаємодій між білками та/або пептидами.розмір пеніса cistancheЦі гідрофобні бічні ланцюги можуть призводити до зниження розчинності білка, що призводить до збільшення відновлення білка з гідролізатів. У нашому дослідженні вміст відновленого білка добре корелював зі змінами в моделях SDS-PAGE. Найнижчий і найвищий рівні відновлення вмісту білка були зареєстровані для гідролізу Alcalase і Flavorzyme відповідно. Для ефективності гідролізу, пов’язаної з часом інкубації, CH-алкалаза, CH-бромелайн і CH-протамекс різко знизилися протягом однієї години інкубації порівняно з контролем. Зменшення вмісту відновленого білка в результаті гідролізу білка показало зворотний зв'язок із вмістом аміногрупи. Крім того, більшість СН, за винятком СН-нейтрази, демонстрували низький вміст білка між 3 та 12 годинами. Після 24 годин інкубації вміст білка в CH-Alcalase, CH-Flavorzyme, CH-Neutrase, CH-Bromeline, CH-Protamex і CH-Papain знову збільшився наступним чином: 0.83 мг/мл, 1,29 мг/мл, 0.75 мг/мл, 0.97 мг/мл, 0.77 мг/мл і 1,11 мг/мл відповідно. У деяких звітах зазначено, що оптимальний час гідролізу залежить від кількох факторів, таких як вибраний вид, сировина, використовуваний фермент, швидкість сировини/ферменту, концентрація ферменту та ступінь необхідного гідролізу тощо [16]. ]. Деякі звіти вказують на те, що тривалий ферментативний гідроліз (понад 24 години) може призвести до зниження активності протеази; таким чином, ферментативний гідроліз слід проводити протягом 24 годин після ферментативного гідролізу [17,18].

The free amino group content of CH, which is an indicator of enzymatic hydrolysis efficiency, was estimated (Figure 3B). The expected outcome of protein breakdown is that protein may be hydrolyzed into shorter peptide products. The free amino group content of the control was initially 0.14 mg/mL. The free amino group content of all CHs dramatically increased with increasing incubation time. After 24 h incubation, the free amino group content by descending order was: CH-Alcalase(1.00 mg/mL)> CH-Protamex(0.70 mg/mL)> CH-Neutrase(0.68 mg/mL)>CH-Bromeline (0.67 mg/mL)>CH-Flavorzyme(0.53mg/mL)>CH-папаїн (0.40 мг/мл). Як правило, відмінності у вмісті загального білка або вільних аміногруп у ферментативно гідролізованих зразках можуть бути пов’язані зі специфічністю ферменту. Це залежить від властивостей ферменту під час процесу ферментативного гідролізу [16,17].порошок цистанчі,Наприклад, лужні протеази (такі як алкалаза) виявляють вищу гідролітичну активність порівняно з кислотними або нейтральними протеазами.

Рисунок 3. Зміна відновлення білка (A) і вільних аміногруп (B) гідролізату колагену (CH) залежно від часу інкубації. Дані виражені як середнє ± стандартне відхилення (SD). Дані, позначені різними буквами (ad), показують статистично значущі відмінності залежно від часу інкубації (p<>

Ця стаття взята з Molecules 2019, 24, 1104; doi:10.3390/molecules24061104 www.mdpi.com/journal/molecules