بهينه‌سازي عوامل مؤثر در فعاليت آنتي‌اكسيداني پروتئين هيدروليز شده‌ي دانه شنبليله با استفاده از روش سطح پاسخ

Optimization of Factors Affecting the Antioxidant Activity of Fenugreek Seed’s Protein Hydrolysate by Response Surface Methodology

سابقه و هدف: پپتيد­هاي زيست فعال داراي ويژگي­ هاي سلامتي ­بخشي و عملكردي متفاوتي مي­باشند و به روش­هاي هيدروليز آنزيمي، تخمير ميكروبي و سنتز شيميايي توليد مي­شوند. هدف از اين پژوهش بهينه ­سازي شرايط هيدروليز آنزيمي پروتئين دانه­ي شنبليله با آلكالاز و ارزيابي ويژگي­هاي آنتي ­اكسيداني پپتيد­هاي حاصل بود. مواد و روش‌ها: شرايط هيدروليز پروتئين دانه شنبليله (دما ºC 60-20، زمان 270–30 دقيقه و نسبت آنزيم به سوبسترا 25/3–25/0 %) جهت دستيابي به بيشترين ميزان قدرت احياء­كنندگي و شلاته ­كنندگي يون آهن با روش سطح پاسخ (RSM) بهينه ­سازي شد. ويژگي­ هاي آنتي ­اكسيداني تيمار بهينه (قدرت مهار راديكال DPPH، احياء­كنندگي، مهار راديكال هيدروكسيل، شلاته­ كنندگي يون آهن و آنتي­اكسيداني كل) در غلظت­ هاي (mg/ml) 50-10، با قدرت آنتي ­اكسيداني پروتئين هيدروليز نشده و ويتامين ث مقايسه شد. يافته‌ها‌: نسبت آنزيم به سوبسترا 32/2 %، دماي °C 04/47 و زمان 21/198 دقيقه به ­­عنوان شرايط بهينه توسط نرم­افزار تعيين شد. تحت اين شرايط قدرت احياء كنندگي و شلاته ­كنندگي يون آهن به ترتيب 29/1 (جذب در 700 نانومتر) و 15/79 % به­ دست آمد. نتايج نشان داد كه، بيشترين فعاليت آنتي ­اكسيداني كل (20/1)، مهار راديكال هيدروكسيل (49/69 %) و قدرت احياء­كنندگي (12/1) در غلظت (mg/ml) 40 و بيشترين فعاليت مهار راديكال DPPH (99/50 %)، در غلظت (mg/ml) 50 حاصل شد. بيشترين فعاليت شلاته­ كنندگي يون آهن (92/71 %) پروتئين هيدروليز شده، 5/2 برابر پروتئين اوليه بود. نتيجه گيري: نتايج نشان داد كه هيدروليز آنزيمي به­ طور معني­داري منجر به افزايش فعاليت آنتي­ اكسيداني پروتئين شنبليله شد. پروتئين هيدروليز شده دانه شنبليله با دارا بودن خواص آنتي­ اكسيداني قابل توجه به­ عنوان يك جزء بالقوه مي­تواند در فرمولاسيون مواد غذايي و اهداف دارويي مورد استفاده قرار گيرد.

Background and Objectives: Bioactive peptides have different health benefits and functional characteristics and are produced by enzymatic hydrolysis, microbial fermentation and chemical synthesis methods. The purpose of this study was to optimize the enzymatic hydrolysis conditions of fenugreek seed protein with alcalase and to evaluate the antioxidant properties of the resulting peptides. Materials and Methods: The hydrolysis conditions of fenugreek seed protein (temperature 20-60 °C, time 30-270 minutes, and the enzyme to substrate ratio of 0.25-3.25%) were optimized using response surface methodology (RSM) to achieve the maximum Fe2+ chelating activity and reducing power. The antioxidant properties of optimum treatment (DPPH radical scavenging activity, reducing power, hydroxyl radical scavenging activity, Fe2+ chelating activity and total antioxidant activity) at concentrations of 10-50 mg/ml were compared with the antioxidant activity of nonhydrolyzed protein and vitamin C. Results: The optimum conditions were determined by the software as enzyme to substrate ratio of 2.32%, temperature of 47.04 °C and time of 198.21 minutes. Under these conditions, the Fe2+ chelating activity and reducing power were predicted to be 79.15 % and 1.29, respectively. The results showed that the maximum total antioxidant activity (1.20), hydroxyl radical scavenging activity (69.49 %) and reducing power (1.12) were achieved at the concentration of 40 (mg/ml), and the maximum DPPH radical scavenging activity (50.99 %) was obtained at the concentration of 50 (mg/ml). The maximum Fe2+ chelating activity (71.92%) of protein hydrolysate was 2.5 times more than the unhydrolyzed protein. Conclusion: The results showed that enzymatic hydrolysis increased the antioxidant activity of fenugreek seed protein significantly. Fenugreek seed protein hydrolysate with its significant antioxidant properties could be used as potential functional ingredient in food formulations or pharmaceutical purposes.