Abstrakt

Biotechnologie 2013: Bioaktive Komponenten aus Proteinhydrolysat: Die gesundheitlichen Vorteile von Kaseinpeptiden – Ara Kanekanian – Cardiff Metropolitan University

 Ara Kanekanian 

Die Begeisterung für bioaktive Verbindungen aus Nahrungsmitteln nimmt im Allgemeinen zu, insbesondere aufgrund ihrer gesundheitlichen Vorteile. Die meisten bioaktiven Verbindungen sind in Nahrungsmitteln natürlich vorhanden oder können aufgrund der Hydrolyse durch Verdauungsenzyme aus Nahrungsmittelbestandteilen wie Proteinen freigesetzt werden. Unsere Forschungsarbeit untersuchte die Freisetzung einiger der bioaktiven Peptide aus verschiedenen Milchproteinen, insbesondere Caseinen. Diese Peptide variierten in Länge und Aminosäuresequenz. Die gesundheitlichen Vorteile des Rohhydrolysats und einiger seiner nach Größenlimitchromatographie und RP-HPLC getrennten Teile wurden mit dem nicht hydrolysierten Casein verglichen. Die Molekülmassen dieser Bestandteile lagen zwischen 1 kDa und 10 kDa und die gesundheitlichen Vorteile umfassten ihre Wirkung als Antihypercholesterinämie- und Antihypertensiva sowie ihre antioxidative Wirkung. In allen diesen Fällen gab es spürbare Auswirkungen, wenn diese Peptide mit den nicht hydrolysierten Kontrollcaseinen verglichen wurden. Die In-vitro-Studien zeigten eine Senkung des Cholesterinspiegels um 78,5 %, der ACE-Hemmer-Aktivitäten um die Hälfte und der Antioxidantien-Aktivität um 19,6 %. Weitere Untersuchungen zur Bioaktivität einiger verschiedener Peptide, die aus bestimmten Milchproteinspaltungen gewonnen werden, wie z. B. β-Casein, wurden auf ihr Potenzial als krebsvorbeugende Substanz hin durchgeführt. Die ersten Ergebnisse zeigten eine leichte, aber nicht signifikante Verringerung der Vermehrung von Kolon- und Pankreaskarzinom-Zelllinien. Die Forschung ist jedoch ermutigend und weitere Untersuchungen schreiten voran, um ihr latentes Potenzial zu verbessern. Die Lipidoxidation ist eine wichtige Ursache für den Qualitätsverlust während der Zubereitung, Handhabung und Lagerung von fett-/ölreichen Lebensmitteln oder Zutaten. Die Kombination von Fehlaromen und anderen Oxidationsprodukten wie Peroxiden, Hydroperoxiden, Aldehyden und Ketonen führt zum Verlust der Lebensmitteloberfläche, des Aromas, des Geschmacks, der Nährstoffe und der Regalstabilität und verursacht Hygieneprobleme. Um die Lipidoxidation zu verhindern, werden in diesen Produkten häufig Antioxidantien eingesetzt. Synthetische Antioxidantien wie Butylhydroxytoluol (BHT), Butylhydroxyanisol (BHA), Propylgallat (PG) und Ethoxyquin (EQ) werden häufig in verschiedenen Lebensmitteln und Futtermitteln verwendet. Es wurde jedoch berichtet, dass solche Antioxidantien aufgrund ihrer Toxizität und krebserregenden Natur potenziell Gesundheitsrisiken erhöhen. In letzter Zeit besteht ein wachsendes Interesse an der Entwicklung natürlicher Antioxidantien mit hoher Wirksamkeit und geringem Aufwand. Einige Pflanzenextrakte sollen die Lipidoxidation in verschiedenen Lebensmitteln hemmen, beispielsweise Extrakte aus Olivenöl, Pflanzenabfällen, Brokkolisprossenextrakt, Ingwerpulver und Knoblauchextrakt. Darüber hinausBioaktive Proteinhydrolysate könnten auch eine potenzielle Quelle natürlicher und sichererer Antioxidantien sein. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Hydrolysate oder bioaktiven Peptide, die aus Reiskornprotein, Milchkasein, Sojaprotein, Sorghum-Kafirin und Maisprotein hergestellt werden, sowohl in In-vitro- als auch in In-vivo-Modellen hohe antioxidative Wirkungen zeigten. Antioxidative Hydrolysate oder Peptide können die Oxidation durch verschiedene Instrumente hemmen, abhängig von ihren submolekularen Eigenschaften sowie den Oxidationssystemen, in die sie eingebunden sind. Diese Peptid-Antioxidantien können freie Radikale jagen oder Metallionen chelatieren. Darüber hinaus können sie auch die Oxidation verhindern, indem sie in einigen ölreichen Systemen wie Emulsionen eine physikalische Barriere um Lipidkügelchen bilden. Mais ist eine der am weitesten verbreiteten Nutzpflanzen der Welt und in den USA eine wichtige Quelle für Nahrungsmittel, Futtermittel und Biokraftstoffe. Frühere Studien haben gezeigt, dass bestimmte Proteinhydrolysate oder Peptide, die aus Maisprotein hergestellt werden, wichtige antioxidative Eigenschaften beim Jagen freier Radikale oder beim Chelatisieren von Übergangsmetallionen aufweisen. Maiskleber (CGM) ist eines der wichtigsten Produkte, die bei der Nassverarbeitung von Mais entstehen, und ist eine proteinreiche Quelle mit etwa 60–70 % unraffiniertem Protein. Getrocknete Körner mit löslichen Bestandteilen (DDGS) sind ebenfalls ein nährstoffreiches Nebenprodukt aus der Ethanolherstellung von Mais, enthalten jedoch weniger Protein (etwa 27–35 %). Die geringe Wasserlöslichkeit von CGM- und DDGS-Proteinen begrenzt ihre Verfügbarkeit und Anwendung in der Lebensmittelindustrie, aber durch enzymatische Hydrolyse können nützliche Peptide und Fragmente freigesetzt werden, was ihre Funktionalität und Bioaktivität erheblich verbessert. Alcalase (aus Bacillus licheniformsis) und Neutrase (aus Bacillus amyloliquefaciens) sind zwei Verbindungen mit hoher Wirksamkeit, die häufig zur Hydrolyse von Nahrungsmittelproteinen zur Herstellung von Antioxidantien verwendet werden. Obwohl frühere Studien gezeigt haben, dass Maisproteinhydrolysate oder -peptide durch verschiedene chemische Prozesse eine hohe Antioxidantienwirkung entfalten, besteht immer noch eine Wissenslücke darüber, wie diese Proteinhydrolysate und Peptide in Nahrungsmittel- und Nicht-Nahrungsmittelsystemen wirken könnten, was für die praktische Anwendung und potenzielle Vermarktung solcher Antioxidantienprodukte von entscheidender Bedeutung ist. Ziel dieser Studie war es, die Leistung von mit Alcalase und Neutrase hergestellten CGM- und DDGS-Proteinhydrolysaten in Massenölen (z. B. Maisöl und Fischöl), Hackfleisch, Tiernahrung und Tierfuttersystemen sowie die Auswirkungen der DDGS-Behandlung auf die Grillwachstumsleistung und den Plasmazellverstärkungsstatus zu bewerten, um ihre potenziellen Anwendungen zu untersuchen. Diese Studie könnte zur Entwicklung einer neuen Klasse natürlicher Antioxidantien aus Maisfrüchten führen. Statistische Analyse: Die Daten der Hühnerhaltungsstudie wurden mithilfe des GLIMMIX-Systems in SAS 9 analysiert.4 mit Grenze als Testeinheit und Stiftfläche als Sperrfaktor. Ergebnisse wurden als kritisch angesehen, wenn P ≤ 0,05 und wurden als unmerklich groß angesehen, wenn P > 0,05 und P ≤ 0,10. Die verschiedenen Analysen wurden mindestens dreifach durchgeführt und die Ergebnisse mit SAS analysiert. Es wurde eine eindimensionale Analyse der Veränderung (ANOVA) durchgeführt und Tukeys Post-hoc-Test wurde verwendet, um große Unterschiede zwischen den Methoden zu bestimmen (P < 0,05). Erklärung zu widerstreitenden Interessen: Die Autoren erklären, dass ihnen keine widerstreitenden finanziellen Interessen oder persönlichen Verbindungen bekannt sind, die die in diesem Dokument dargelegte Arbeit hätten beeinflussen können. Bestätigungen: Dies ist die Verpflichtung Nr. 19-337-J der Kansas Agricultural Experimental Station. Finanzielle Unterstützung wurde von der Kansas Corn Commission gewährt (Vertrag Nr. 1805, 1905). Wir danken Omega Protein Co. für die Durchführung von Fischöltests und Grain Processing Co. für die Durchführung von Maiskleberfutter- und DDGS-Tests. akanekanian@cardiffmet.ac.uk