بهينه سازي توليد پروتئين هيدروليز شده از پنبه دانه به روش سطح پاسخ

Optimization of the Production of Protein Hydrolysates from Cotton Seed by Response Surface Methodology

مقدمه: پروتئین­های هیدرولیز شده تركیباتی با وزن مولكولی پایین هستند كه پس از ورود به بدن به آسانی جذب شده و نقش­های بیولوژیكی مهمی را در سطوح سلولی ایفا می­كنند. از مهمترین عملكردهای این تركیبات زیست فعال می­توان به فعالیت­های آنتی­اكسیدانی، ضد میكروبی، ضد سرطانی و افزایش دهنده سیستم ایمنی بدن اشاره كرد. هدف از انجام این پژوهش، بهینه­سازی تولید پروتئین هیدرولیز شده از آرد پنبه دانه توسط آنزیم پپسین به روش سطح پاسخ می­باشد. مواد و روش­ها: در این پژوهش از روش سطح پاسخ و طرح مركب مركزی با سطوح متغیرهای مستقل: دما (C◦40-30)، زمان (5-2 ساعت)، نسبت آنزیم به سوبسترا (%2-5/0) انتخاب گردید. فعالیت آنتی­اكسیدانی پنبه­دانه توسط چهار آزمون مهار رادیكال آزاد DPPH، ظرفیت آنتی­اكسیدانی كل، قدرت احیاء كنندگی و شلاته كنندگی یون آهن بررسی شد. یافته­ ها: نتایج این مطالعه نشان می‌دهد كه اثر متغیرهای واكنش بر پاسخ های آزمایش معنی­دار است (05/0P<). شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین میزان فعالیت آنتی­اكسیدانی شامل دمای C◦1/31، زمان 5 ساعت و نسبت آنزیم به سوبسترا %75/1 حاصل شد و تحت این شرایط میزان مهار رادیكال آزاد %83، قدرت احیاء كنندگی 158/0 انگستروم، شلاته كنندگی %70، ظرفیت آنتی اكسیدانی كل 99/1 میلی­مول آلفاتوكوفرول بر میلی­لیتر و درجه هیدرولیز در شرایط بهینه 75/31 % تعیین گردید. نتیجه­گیری: پروتئین هیدرولیز شده پنبه دانه دارای فعالیت آنتی اكسیدانی بالا می­باشد و می­تواند به عنوان آنتی اكسیدانی طبیعی در مواد غذایی استفاده شود. بنابراین استفاده از این پروتئین­های هیدرولیز شده در فرمولاسیون مواد غذایی توصیه می­شود.

Introduction: Protein hydrolysates are compounds with low molecular weight that after entering the body are easily absorbed and play important biological roles in cellular levels. The most important functions of bioactive compounds are antioxidant, antimicrobial, anticancer activities and enhance the immune system. The main objective of this study was to produce cotton seed protein hydrolysate using pepsin enzyme that was optimized by response surface methodology. Materials and Methods: The factors investigated in this study were temperature (30-40◦C), time (2-5h) and enzyme/substrate ratio (0.5-2%) in order to obtain maximum antioxidant activity. The antioxidant activities were investigated using 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging capacity, total antioxidant capacity, reducing power and chelating activity. All of the experiments were designed according to the central composite design. Results: Each of the studied variables had a significant effect on the responses (p<0/05). The optimal conditions to achieve maximum antioxidant activity were temperature of 31.1◦C, time of 5h and enzyme/substrate ratio of 1.75%, respectively. Under these conditions, (DPPH) free radical scavenging capacity, reducing power, chelating activity, total antioxidant capacity and degree of hydrolysis were 83%, 0.158 Å, 70%, 1.99 mmol α- tocopherol/mL and 31.75%, respectively. Conclusion: Cotton seed protein hydrolysates have exhibited good antioxidant activity and might be employed as a natural antioxidant in food products and formulations.