بررسی ویژگی‌های عملکردی و آنتی اکسیدانی پروتئین باقلای هیدرولیز شده‌ی به روش هیدرولیز ترکیبی

سابقه و هدف: غذا نه تنها به عنوان منبع انرژی و ترکیبات اصلی برای رشد و سلامت بدن بلکه به عنوان منبع ترکیبات زیست فعال نیز محسوب می‌شود که می‌توانند اثرات مفیدی در انسان به جای بگذارد. پپتیدهای زیست فعال جزء ترکیبات عملکردی محسوب می‌شوند که اخیرا در مواد غذایی شناخته شده‌اند. هیدرولیز آنزیمی به منظور بهبود ویژگی‌های عملکردی پروتئین‌ها‌ی گیاهی مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از ویژگی‌های پروتئین‌های هیدرولیز شده فعالیت آنتی‌اکسیدانی آن‌ها می‌باشد که امکان استفاده از آن‌ها را به عنوان ترکیبات ضد اکسایش در مدل‌های غذایی امکان پذیر می‌سازد. در این پژوهش اثر استفاده از آنزیم‌های مختلف و ترکیب آن‌ها در تولید پروتئین‌های هیدرولیز شده با ویژگی عملکردی مطلوب و ضداکسایشی بالا ممورد بررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: ایزوله‌ی پروتئین باقلا به وسیله‌ی آنزیم‌های تریپسین، آلکالاز و ترکیب آنزیم‌های تریپسین و آلکالاز در غلظت‌های 5/1 و 3 درصد در زمان واکنش 3 ساعت و دما و ph بهینه‌ی هر آنزیم به ترتیب دمای 37 و 50 درجه‌ی سانتی‌گراد و ph 7 و 5/8 تولید شد. پارامترهای حلالیت در ‌‌‌phهای 212، کف کنندگی و پایداری کف در ph‌های 4، 6، 8 و 10، مهارکنندگی رادیکال dpph و شلاته کنندگی یون آهن پروتئین‌های هیدرولیز شده مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که هیدرولیز آنزیمی سبب افزایش حلالیت به ویژه در محدوده‌ی ph اسیدی شد. در ph 3 پروتئین هیدرولیز شده‌ی حاصل از آلکالاز و ترکیب آنزیم آلکالاز و تریپسین 3 درصد بیشترین حلالیت را دارا بودند (به ترتیب51/64 و 95/60 درصد). با افزایش ph از4 به 8 کف کنندگی افزایش یافت بیشترین کف کنندگی در ph 8 مشاهده شد اما در ph 10 در تمامی نمونه‌ها کف کنندگی کاهش یافت. هیدرولیز آنزیمی پروتئین سبب افزایش کف کنندگی پروتئین دانه باقلا شد. پایداری کف پس از زمان 60 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. ایزوله‌ی پروتئین در ph 4 پس از زمان 60 دقیقه فاقد کف بوده است. بیشترین پایداری کف در تمامی نمونه‌ها در ph 8 مشاهده شد. نتایج نشان داد که هیدرولیز پروتئین دانه یاقلا سبب افزایش معنی‌داری در پایداری کف گردید (p <0.05). در ph 8 نمونه‌های هیدرولیز شده توسط آنزیم تریپسین و ترکیب آنزیم تریپسین وآلکالاز در غلظت 5/1 درصد بیشترین پایداری کف را داشتند. هیدرولیز آنزیمی سبب افزایش قابل ملاحظه‌ای در فعالیت مهارکنندگی dpph شد (p <0.05). بیشترین مهارکنندگی رادیکال dpph در نمونه‌ی هیدرولیز شده توسط آنزیم آلکالاز مشاهده شد (41/75 درصد) که دارای تفاوت معنی‌داری با سایر پروتئین‌های هیدرولیز شده بوده است (p <0.05). فعالیت مهارکنندگی رادیکال dpph در پروتئین‌های هیدرولیز شده‌ی تریپسین، ترکیب تریپسین و آلکالاز با غلظت‌های 5/1 و 3 درصد به ترتیب 54/72، 06/73 و 62/73 بوده است که تفاوت معنی‌داری بین این نمونه‌ها مشاهده نشد (p>0.05). هیدرولیز آنزیمی سبب افزایش معنی‌داری در شلاته کنندگی یون آهن نسبت به ایزوله‌ی پروتئین باقلا گشت (p <0.05). بیشترین فعالیت شلاته کنندگی در پروتئین هیدرولیز شده توسط ترکیب آنزیم تریپسین و آلکالاز در غلظت 5/1 و 3 درصد مشاهده شد که به ترتیب 72/92 و 68/88 درصد بوده است. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد آنزیم‌های مختلف در شرایط هیدرولیز ثابت روی یک سوبسترای ثابت اثرات متفاوتی اعمال می‌کنند. اصلاح آنزیمی پروتئین سبب ایجاد یک منبع طبیعی آنتی‌اکسیدانی می‌گردد که می‌توان از آن در مدل‌های غذایی بهره برد.

Investigation of functional and antioxidant properties of faba bean protein hydrolysates using combines hydrolysis

Background and objectives: Food is considered not only as a source of energy and essential ingredients for growth and health but also as a source of bioactive compounds that can have beneficial effects in humans. Bioactive peptides are considered to be functional compounds that have been recognized in foods recently. An enzymatic hydrolysis has been used to improve the functional properties of plant proteins. One of the features of the protein hydrolysates is their antioxidant activity, which makes it possible to use them as antioxidant agents in food models. In this study, the effect of using different enzymes and their combination in production of protein hydrolysates with high functional and antioxidant properties was investigated. Material and methods: Faba bean protein isolate was enzymatically hydrolyzed by trypsin and alcalase alone, and in a successive way with trypsin and alcalase at concentrations of 1.5 and 3%, and optimum temperature of 37 and 50 °C and pH of 7 and 8.5 respectively all at the reaction time of 3h. The solubility parameters at pH 212, foaming and foam stability at the pH level of 4, 6, 8 and 10, DPPH radical scavenging activity, and iron chelating activity of protein hydrolysates were investigated. Results: The results showed that enzymatic hydrolysis increased the solubility, especially in acidic pH range. At pH 3, the protein hydrolysates derived from alcalase and the combination of trypsin and alcalase enzymes at the concentration of 3% had the highest solubility (64.51% and 60.95% respectively). Foaming capacity increased with increasing of pH from 4 to 8. The highest foaming capacity was observed at pH level of 8, but at pH level of 10, in all samples, foaming capacity decreased. Protein isolate at pH level of 4 created no foam after 60 minutes. The highest foam stability was observed at pH level of 8 in all samples. The results also showed that hydrolysis of faba bean protein significantly increased the foaming stability (p < 0.05). At pH level of 8, samples that hydrolyzed with trypsin and combination of trypsinalcalase enzymes at the concentration of 3% had the highest foam stability. The enzymatic hydrolysis significantly increased the DPPH radical scavenging activity (p < 0.05). Maximum DPPH radical scavenging activity was observed in the alcalase treated hydrolysates (75.71%), which had a significant difference with other protein hydrolysates (p < 0.05). There was no significant difference in the DPPH radical scavenging activity of trypsin treated protein hydrolysates, and trypsinalcalase combinations with concentrations of 1.5 and 3% which were 72.54, 73.66 and 73.62% respectively (P>0.05). The enzymatic hydrolysis significantly increased the iron chelating activity compared to the faba bean protein isolate (P <0.05). Conclusion: The results showed that different enzymes under constant hydrolysis conditions have different effects on a single substrate. Enzymatic modification of proteins creates a natural antioxidant source in food models, which can increase the shelf life of products.