بهينه‌سازي فرآيند توليد پروتئين هيدروليز شده از آب پنير با استفاده از آنزيم آلكالاز

Optimization of whey protein hydrolysate production process by alcalase enzyme

پپتيد‌هاي زيست فعال اجزاء پروتئيني هستند كه در ساختار پروتئين اصلي غير فعال بوده و بعد از آزاد شدن توسط هيدروليز آنزيمي، عملكرد‌هاي فيزيكوشيميايي متعددي از خود بروز مي‌دهند. در اين پژوهش از روش آماري سطح پاسخ جهت بهينه‌سازي شرايط فرآيند هيدروليز پروتئين آب پنير با استفاده از آنزيم آلكالاز استفاده شد. فاكتورهاي مورد بررسي در اين تحقيق دما، زمان و نسبت آنزيم به سوبسترا بودند كه براي رسيدن به بيشترين ميزان درجه هيدروليز اين متغييرها در محدوده‌ي دماي 52-43 درجه سانتي‌گراد، زمان 175-65 دقيقه و مقدار آنزيم90-45 (واحد آنسون بر كيلوگرم پروتئين) انتخاب شدند. آزمايشات بر اساس طرح مركب مركزي انجام شد. اثر متغييرهاي واكنش برروي درجه هيدروليز معني‌دار شد (05/0 >P). شرايط بهينه براي رسيدن به بيشترين ميزان درجه هيدروليز شامل دماي 02/49 درجه سانتي‌گراد، زمان 28/174 دقيقه و نسبت آنزيم به سوبستراي 90 (واحد آنسون بر كيلوگرم پروتئين) به‌دست آمد و تحت اين شرايط ميزان درجه هيدروليز 57/41 درصد حاصل شد. ضريب رگرسيون (R2) حاصل براي مدل ارائه شده (از نوع درجه دوم) 95/0 بود. اين مقادير بيانگر دقت بالاي مدل براي پيش بيني شرايط واكنش با متغييرهاي مختلف مي‌باشد.

Bioactive peptides are considered specific protein fragments that are inactive within the sequence of the parent protein. After they are released by enzymatic hydrolysis, they may exert various physiological functions. In the present study, response surface methodology was used to optimize hydrolysis conditions for preparing protein hydrolysate from whey protein, using Alcalase 2.4L enzyme. The investigated factors were temperature, time and enzyme/substrate ratio which were selected in the range 43-52°C, 65-175 min and 45-90 AU/Kg protein, respectively to achieve maximum degree of hydrolysis. Experiments were designed according to the central composite design. Each of the studied variables had significant effect on degree of hydrolysis (p<0/05). The optimum conditions to achieve the highest degree of hydrolysis were temperature 49.02°C , time 174.28 min, and enzyme / substrate ratio 90AU/Kg protein. Under these conditions, hydrolysis degree was 41.57 %. Regression coefficient for, chariot models (Quadratic type) was, 0.95. The values indicated the high accuracy of the model to predict the reaction conditions for different variables.