Üretilen Domuz Yan Ürün Kollajen Hidrolizatlarının Oksidatif ve Yaşlanma Karşıtı Aktiviteleri Bölüm 1

Lütfen iletişime geçinosar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

Soyut:Domuz atığının işlenmesini iyileştirme yöntemlerini araştırmak için domuz derisi, ticari olarak mevcut farklı proteazlar (Alcalase, Flavorzyme, Neutrase, Bromelain, Protamex ve Papain) kullanılarak çeşitli optimal koşullar altında hidrolize edildi. Enzimatik hidrolizin ardından, kolajen hidrolizatları (CH'ler), membran ultrafiltrasyonu yoluyla moleküler ağırlık (3 kDa) ile fraksiyonlandı. CHS, fiziksel özellikler (pH, protein geri kazanımı, serbest amino grubu içeriği, moleküler ağırlık dağılımı ve amino bileşimi) ve ayrıca fonksiyonel özellikler (antioksidan faaliyetler ve yaşlanma karşıtı faaliyetler) için analiz edildi. CH'ler arasında, Alcalase (CH-Alcalase) tarafından hidrolize edilen CH'ler, diğer CH'lere kıyasla en yüksek hidroliz derecesini sergiledi. Hem "CH-Alkalaz" hem de "CH-Alkalaz"<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="">

Anahtar Kelimeler:hidroliz; ticari proteazlar; kollajen hidrolizat; antioksidan; yaşlanma karşıtı

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

1. Giriş

Artan yaşam beklentisi ile cilt yaşlanma karşıtı prosedürler çok dikkat çekiyor. Cilt bakım ürünlerinde yaşlanmayı geciktirmek için kozmetik bir bileşen olarak kullanılan kolajen, kozmetik pazarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kollajen, insan ve hayvanların bağ dokusunda, deride, tendonlarda, kıkırdakta, bağlarda, dişlerde, tırnaklarda ve saçta bol miktarda bulunan, yüksek moleküler ağırlıklı, hayvansal kökenli lifli bir proteindir. Hayvancılık, endüstriyel kollajenin ana kaynağı olmaya devam etmektedir [1l. Her yıl, büyük miktarlarda hayvancılık yan ürünleri, gıda ve et işleme endüstrileri tarafından dünya çapında atık olarak atılmaktadır. Bununla birlikte, bunlar, yeni gıda malzemeleri için önemli protein kaynakları olarak kullanılabilir veya proteinlerin fonksiyonel ve besleyici özelliklerini geliştirmek ve yükseltmek için yaygın olarak uygulanan hidroliz yoluyla katma değerli ürünlere dönüştürülebilir [2,3].cistanche cengiz hanKollajen, beslenme veya farmasötik uygulamalarda kullanım için faydalı bileşikler olarak umut vaat eden biyoaktif peptitlerin kaynağı olarak da giderek daha fazla kabul edilmektedir. Bu nedenle, kolajenin hidrolizi, çeşitli ticari işlemlerde kullanım için biyoyararlanımını ve uygunluğunu geliştirmede önemli bir rol oynayabilir.

Genellikle 2-20 amino asit kalıntısı içeren biyoaktif peptitlerin fizyolojik aktiviteleri (<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 yaşlanmayı geciktirebilir

Peptit bağlarının bölünmesine yol açan protein hidrolizi, enzimatik veya kimyasal işlemler yoluyla gerçekleştirilebilir [9]. Çözücü ekstraksiyonları kullanılarak alkali veya asit hidrolizi dahil olmak üzere kimyasal işlemler sadece çevreye değil, aynı zamanda ortaya çıkan ürünleri tüketen insanlara da zararlıdır [4,10]. Kontrol edilmesi zor olan kimyasal işlemler, modifiye amino asitler içeren ürünler verir [9]. Buna karşılık, enzimatik hidroliz, yumuşak koşullar altında gerçekleştirilebilir, böylece kimyasal işlemlerin gerektirdiği aşırı ortamlardan kaçınılır.cistanche ömrü uzatmaAyrıca, süreçler ne yan reaksiyonlar üretir ne de protein kaynağının besin değerini düşürür [8]. Alcalase, pepsin, Protamex, tripsin ve Neutrase dahil olmak üzere çeşitli proteazlar, proteinleri hidrolize etmek için yaygın olarak kullanılır, bu da çeşitli biyo-fonksiyonel aktivitelere sahip çeşitli protein hidrolizatları ve peptitlerle sonuçlanır. Bir çalışma, pepsin ve pankreatin tarafından enzimatik hidroliz kullanılarak domuz derisi jelatininden antioksidan aktiviteye sahip kolajen hidrolizatlarının üretildiğini bildirdi [11]. Somon yan ürünleri, çeşitli proteazlar kullanılarak peptik hidrolizatlar üretmek için hidrolize edildi, burada nihai peptitler mükemmel antioksidan ve anti-inflamatuar özellikler gösterdi [12].

Araştırmanın amacı: (a) piyasada bulunan farklı proteazlar (Alcalase, Flavorzyme, Neutrase, Protamex, Bromelain ve Papain) kullanılarak enzimatik hidroliz ile üretilen en aktif kollajen hidrolizatlarını belirlemek;(b) enzimatik hidrolizden elde edilen kollajen hidrolizatları ve (c) bunların in vitro antioksidan ve yaşlanma karşıtı aktivitelerini belirlemek için.

2. Sonuçlar ve Tartışma

2.1. Kollajen Hidrolizatlar Üzerinde Enzimatik Hidroliz Etkisi

2.1.1.pH

Proteinlerin fonksiyonel özellikleri, belirli proteazlar tarafından hidroliz yoluyla geliştirilebilir. Bu çalışmada, düşük moleküler ağırlıklı aktif kollajen hidrolizatları elde etmek için domuz derisinden kollajeni hidrolize etmek için altı farklı proteaz (Alcalase, Flavorzyme, Neutrase, Bromelain, Protamex ve Papain) kullanıldı. Kollajen hidrolizatlarındaki (CH) pH değişimi Şekil 1'de gösterilmektedir. Kollajen süspansiyonunun pH'ı (yüzde 5 domuz derisi karışımı) başlangıçta 6.39-6.55 (0saatte) idi. CH-Alcalase ve CH-Flavorzyme, 12 saatlik inkübasyonda optimal pH'a(pH 8.0) ulaştı. CH- Protamex, CH-Bromelain ve CH-Papain 6 saatlik inkübasyonda optimum pH'a (pH 7,0) ulaşırken, CH-Flavorzyme 24 inkübasyon için pH6,39'dan pH 5,69'a düşmeye devam etti(Şekil 1 ). Bir protein hidrolizatının pH'ı, enzimatik hidroliz reaksiyonlarını düzenleyen önemli bir faktördür [13].cistanche nzBu nedenle, farklı pH koşulları altında kolajen hidrolizatlarının oluşumu, enzim konformasyonundaki pH'a bağlı değişikliklerden kaynaklanabilir, bu da biyoaktivasyonlarını ve fizikokimyasal özelliklerini etkileyebilir.

2.1.2.Sodyum Dodesil Sülfat-Poliakrilamid Jel Elektroforezi (SDS-PAGE)

24 saat boyunca çeşitli proteazlarla muamele edilmiş CH'lerin sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) profilleri gösterilmektedir (Şekil 2). Kollajen süspansiyonunun peptit profili (0 saatte) düşükten yükseğe moleküler ağırlık aralığında görünür bir bant gösterdi. Sonuçlar, 3 saatlik inkübasyondan sonra bant olmadığı için CH-Alcalase, CH-Nötraz, CH-Bromelain ve CH-Protamex'te hızlı hidrolizi gösterdi. CH-Alcalase, CH-Nötraz ve CH-Protamex'in yüksek moleküler ağırlık aralığı bantları, zamana bağlı bir inkübasyon tarzında azaldı. Bununla birlikte, CH-Bromeline sadece 1 saatlik inkübasyondan sonra tamamen hidrolize edildiğinden inkübasyon süresiyle değişmedi. İlginç bir şekilde, numune 6 saat boyunca Alcalase veya Neutrase ile reaksiyona girdiğinde CH'ler tamamen kayboldu, bu da kolajenin test edilen diğer enzimlerin bazıları için uygun bir substrat görevi gördüğünü gösterir. Bununla birlikte, 24 saat sonra düşük ila yüksek moleküler ağırlık aralığında CH-Flavorzyme ve CH-Papain bantları ortaya çıktı. Proteinler, proteaz tipine, inkübasyon süresine ve proteaz-substrat oranına (protein miktarı) bağlı olarak enzimatik hidroliz yoluyla kısmen peptitlere veya amino asitlere hidrolize edilebilir [14]. Enzimatik hidroliz prosesi esas olarak ilgili proteaz tipinin bir endopeptidaz mı yoksa bir ekzopeptidaz mı olduğu ile belirlenir [15,16]. Alcalase, Neutrase ve Protamex endopeptidazlar olduğundan, hidroliz işlemlerinin, peptit bağlarını terminal olmayan amino asitlerden rastgele kırması ve böylece proteinlerin daha fazla hidrolizini kolaylaştırması beklenebilir. Öte yandan, Flavorzyme, peptit zincirlerinin olmayan veya N-terminalini kıran hem endo- hem de ekzopeptidazdır. Bu çalışmada, kolajen proteini, Flavorzyme'in endopeptidaz aktivitesinden ziyade ekzopeptidaz aktivitesine daha duyarlı olan bağlanma bölgeleri içeriyordu. Böylece, ekzopeptidaz aktivitesi nedeniyle, kolajen proteinlerinin Flavorzyme tarafından hidrolizi, protein hidrolizini yavaşlatan amino asitlerin N-terminalinden peptit bağlarının adım adım kırılmasını içeriyordu.

2.1.3. Protein Geri Kazanımı ve Serbest Amino Grubu İçeriği

Farklı ticari proteazlar yoluyla elde edilen CH'lerin protein geri kazanımı gösterilmektedir (Şekil 3A). Kontrol (kollajen süspansiyonu), 1.19 mg/ mL'lik bir protein geri kazanım içeriğine sahipti. Protein geri kazanımı, enzimatik hidrolizin etkinliğinin bir parametresidir. CH'nin düşük protein geri kazanım içeriği, artan protein yıkımının göstergesidir. Ayrıca, protein geri kazanımı, protein çözünürlüğü ile iyi ilişkilidir. Daha yüksek hidrolitik aktivite, proteinler ve/veya peptitler arasında artan hidrofobik etkileşimlere yol açan, açığa çıkan hidrofobik yan zincirlerdeki bir artıştan kaynaklanabilir.cistanche penis boyutuBu hidrofobik yan zincirler, protein çözünürlüğünün azalmasına ve dolayısıyla hidrolizatların protein geri kazanımının artmasına neden olabilir. Çalışmamızda, protein geri kazanım içeriği, SDS-PAGE modellerindeki değişikliklerle iyi korele idi. En düşük ve en yüksek protein geri kazanım içeriği seviyeleri sırasıyla Alcalase ve Flavorzyme hidrolizi için kaydedildi. İnkübasyon süresi ile ilgili hidroliz verimliliği için, CH-Alcalase, CH-Bromelain ve CH-Protamex, kontrole kıyasla inkübasyonun bir saat içinde büyük ölçüde azaldı. Protein hidrolizinden kaynaklanan protein geri kazanım içeriğindeki azalma, amino grubu içeriği ile ters bir ilişki göstermiştir. Ayrıca, CH-Nötraz hariç çoğu CH, 3 saat ile 12 saat arasında düşük protein içeriği sergilemiştir. 24 saatlik inkübasyondan sonra, protein içeriği CH-Alcalase, CH-Flavorzyme, CH-Nötraz, CH-Bromeline, CH-Protamex ve CH-Papain'de aşağıdaki gibi tekrar arttı:0.83 mg/mL, 1.29 sırasıyla mg/mL,0.75 mg/mL,0.97 mg/mL, 0.77 mg/ml ve 1.11 mg/mL. Bazı raporlar, optimum hidroliz süresinin seçilen tür, ham madde, kullanılan enzim, ham madde/enzim oranı, enzim konsantrasyonu ve izlenen hidroliz derecesi gibi çeşitli faktörlere bağlı olduğunu göstermektedir [16]. ]. Bazı raporlar, uzun süreli enzimatik hidrolizin (24 saatten fazla) proteaz aktivitesinde bir azalmaya yol açabileceğini göstermektedir; bu nedenle enzimatik hidroliz, enzimatik hidrolizden sonraki 24 saat içinde gerçekleştirilmelidir [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-Papain (0.40mg/mL).Genellikle, enzimatik olarak hidrolize edilmiş numunelerin toplam protein veya serbest amino grubu içeriğindeki farklılıklar, enzim özgüllüğü ile ilgili olabilir. Enzimatik hidroliz işlemi sırasında bir enzimin özelliklerine bağlıdır [16,17].cistanche tozu,Örneğin, alkalin proteazlar (Alcalase gibi), asidik veya nötr proteazlara kıyasla daha yüksek hidrolitik aktiviteler sergiler.

Şekil 3. İnkübasyon süresine bağlı olarak kolajen hidrolizatlarının (CH) protein geri kazanımı (A) ve serbest amino gruplarındaki (B) değişim. Ortalama± standart sapma (SD) olarak ifade edilen veriler. Farklı harflerle (reklam) gösterilen veriler, kuluçka süresine (p) bağlı olarak istatistiksel olarak önemli farklılıklar göstermektedir.<>

Bu makale Molecules 2019, 24, 1104; doi:10.3390/molecules24061104 www.mdpi.com/journal/molecules