Resumen de Enzymatic hydrolysis of whey proteins for obtaining antioxidant peptides
- español
La hidrólisis enzimática de proteínas puede liberar péptidos con funciones biológicas. En particular, la liberación de péptidos antioxidantes a través de la hidrólisis enzimática de proteínas del lactosuero tiene potenciales aplicaciones en la industria de alimentos y nutracéutica. La hidrólisis enzimática del lactosuero entero, con Alcalasa y Flavourzyme, se llevó a cabo en diferentes condiciones de proceso, incluyendo pH, temperatura, relación enzima-sustrato y tiempo de hidrólisis. El lactosuero como sustrato en la hidrólisis de proteínas sugiere un completo uso de este subproducto frente a las proteínas de suero aisladas para obtener nuevos productos alimentarios. Los hidrolizados de proteína se evaluaron por diferentes ensayos antioxidantes in vitro; asimismo, sus propiedades superficiales y la formación de productos de reacciones de Maillard. El pH tuvo el efecto más fuerte en la liberación de péptidos durante la hidrólisis de proteínas. El análisis peptidómico en los hidrolizados identificaron 2.572 péptidos, mostraron diferentes perfiles peptídicos de acuerdo a la enzima y condiciones de proceso. Los péptidos antioxidantes en los hidrolizados se predijeron utilizando un clasificador de aprendizaje ensamblado, posibilitando un modelo para ser replicado en la identificación de péptidos bioactivos. Los estudios de aprendizaje automático sobre péptidos antioxidantes permiten la selección de nuevos péptidos involucrados en las propiedades antioxidantes y mejoran la comprensión de la relación entre las características del péptido y sus mecanismos antioxidantes. Finalmente, se sintetizaron y determinaron capacidades antioxidantes en 12 péptidos derivados de los hidrolizados y se informaron 7 péptidos antioxidantes nuevos. Diferentes mecanismos antioxidantes de estos péptidos los convierten en compuestos naturales prometedores contra el estrés oxidativo relacionado con atributos indeseables en la calidad de alimentos y la progresión de enfermedades crónicas.
- English
Enzymatic hydrolysis of proteins can liberate some peptides with potential biological functions. In particular, the release of antioxidant peptides through enzymatic hydrolysis from whey proteins has potential applications in food and nutraceutical industries. Enzymatic hydrolysis of whole whey, with Alcalase and Flavourzyme, was carried out in different processing conditions, including pH, temperature, enzyme-substrate ratio, and hydrolysis time. Whole whey as substrate in protein hydrolysis suggests a complete use of this byproduct versus isolated whey proteins to obtain novel food products. Whey protein hydrolysates were evaluated through different in vitro antioxidant assays; likewise, their surface properties and generation of Maillard reaction products. Of all the variables, pH had the strongest effect on the release of peptides during whey protein hydrolysis. Peptidomic analyses in three whey protein hydrolysates for each used enzyme identified 2,572 peptides. The whey protein hydrolysates showed different peptide profiles between enzymes and process conditions. Antioxidant peptides in the whey protein hydrolysates were predicted using an ensemble learning classifier, enabling a model to be replicated in the identification of bioactive peptides. Machine learning studies on antioxidant peptides enable the selection of novel promising peptides involved in the antioxidant properties and enhance understanding of the relationship between the peptide characteristics and their antioxidant mechanisms. Finally, twelve peptides were synthesized derived from whey protein hydrolysates to determine antioxidant capacities. Hence, this study reported seven novel antioxidant peptides. Different antioxidant mechanisms of these peptides derived from whey protein hydrolysates make them promising natural compounds against oxidative stress related to undesirable quality attributes in foods and the progression of chronic diseases.
