Date of Award

Spring 6-2022

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Food Science

First Advisor

Prof. Sajid Maqsood

Second Advisor

Dr. Priti Mudgil

Abstract

Protein hydrolysates (PH) from plant-based proteins (PBP) are gaining importance due to the availability, sustainable and economical production when compared to their animal origin counterpart. Therefore, this study explored under-utilized PBP hydrolysates derived from Bitter apple (BA) and Pearl millet (PM) and determined their bio-active properties. Enzymatic hydrolysis (EH) of BA and PM proteins was carried out by enzymes such as alcalase (A), bromelain (B), and chymotrypsin (C) for 3, 6, and 9 h to produce PH possessing high bioactive properties. Highest degree of hydrolysis (DH) was reported in BAPH generated with C9 (87.8%) whereas for PMPH highest DH was found in hydrolysate generated by B9 (92.4%). In terms of antioxidant activities of BAPH, the highest 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity (65.7 mmol TE/g), ferric-reducing antioxidant power (FRAP) (192.5 mmol TE/g), and 2, 2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity (525.2 mmol TE/g) values were recorded by C6, A3, and C6 de-rived BAPH, respectively. Whereas for PMPH, C9, B9, and A9 reported to have the highest DPPH (222.3 mmol TE/g), FRAP (585.7 mmol TE/g), and ABTS (976.0 mmol TE/g) activities, respectively. The BAPH-B6 and BAPH-A3 samples have exhibited the highest α-Glucosidase (GLU) and dipeptidyl-peptidase-IV (DPP-IV) inhibitory activities with IC50 values of around 13.27 μg/ml and 38.57 μg/ml, respectively, while for α-amylase (AMY) inhibition, BAPH-A6 demonstrated IC50 of 17.0 μg/ml. For PMPH, B9 and A9 derived hydrolysates showed GLU, DPP-IV, and AMY IC50 inhibitory values of 6.71, 3.44, and 5.06 μg/ml, respectively. In-vitro anti-hypercholesterolemic activities of BAPH and PMPH were evaluated using the pancreatic lipase (LIP) and cholesteryl esterase (CE) inhibitory assays. C6 derived BAPH showed the highest activities with IC50 values of 14.12 and 13.68 μg/ml for LIP and CE inhibition, respectively. Moreover, for PMPH, A9 has reported the highest LIP and CE inhibitory activities with IC50 values of 3.46 and 3.61 μg/ml, respectively. In conclusion, significant increase in the bioactive properties of BA and PM proteins upon EH has been observed in comparison to unhydrolyzed proteins which indicates the enhanced bioactive properties of PH derived from BA and PM proteins.

Comments

تكتسب تحلل البروتينات من البروتينات النباتية أهمية نظراً لتوافرها وإنتاجها المستدام والاقتصادي عند مقارنتها بأصلها الحيواني. لذلك، استكشفت هذه الدراسة تحلل البروتينات النباتية غير المستغلة جيدًا المشتقة من التفاح المر والدخن اللؤلؤي وحددت خصائصها النشطة بيولوجياً. تم إجراء التحلل المائي الأنزيمي للتفاح المر وبروتينات الدخن اللؤلؤي بواسطة إنزيمات مثل الكالاز والبروميلين والكيموتريبسين لمدة 3 و6 و9 ساعات لإنتاج تحلل البروتين الذي يمتلك خصائص حيوية عالية النشاط. تم الإبلاغ عن أعلى درجة من التحلل المائي في تحلل البروتين في التفاح المر الناتج بقيمة (87.8%)، أما بالنسبة لتحلل البروتين في الدخن اللؤلؤي فقد تم العثور على أعلى درجة من التحلل المائي في التحلل المائي الناتج عن قيمة (92.4%). فيما يتعلق بالأنشطة المضادة للأكسدة لمحللات بروتين التفاح المر، فإن أعلى نشاط ثنائي فينيل بيريل هيدرازيل (65.7 ملمول/غرام)، قوة مضادات الأكسدة المختزلة للحديد (192.5 ملمول/غرام) تم تسجيل قيم فحص إزالة اللون (525.2 ملمول/غرام) بواسطة تحلل بروتين التفاح المر المشتق، على التوالي. في حين تم الإبلإغ عن تحلل بروتين الدخن اللؤلؤي، أن لديها أعلى نشاط ثنائي فينيل بيريل هيدرازيل (222.3 ملمول/غرام)، قوة مضادات الأكسدة المختزلة للحديد (585.7 ملمول/غرام)، تم تسجيل قيم فحص إزالة اللون (976.0 ملمول/غرام). أظهرت عينات تحلل بروتين التفاح المر أعلى نشاط مثبط لـ الفا قلوكسديز وديببتيدل بيبتديز الرابع بقيم أي سي50 بحوالي13.27 ميكروغرام/مل و38.57 ميكروغرا م/مل، لتثبيط الفا اميليز، أنتج أي سي 50 بقيمة 17.0 ميكروغرام/مل. أظهرت التحلل المائي المشتق من هيدروليزات بروتين الدخن اللؤلؤي قيم الفا قلوكسديز وديببتيدل بيبتديز الرابع، الفا اميليز بقيم أي سي 50 بحوالي 6.71 و3.44 و5.06 ميكروغرام/مل على التوالي. تم تقييم الأنشطة المضادة للسمنة في المختبر باستخدام مقايسات مثبطة ليباز البنكرياس واستريز الكوليستريل، حيث أظهر المشتق من هيدروليزات بروتين تفاح المر أقل قيم أي سي 50 من 14.12 و13.68 ميكروغرام/مل على التوالي. بالنسبة لتحلل بروتين الدخن اللؤلؤي عن أدنى قيم أي سي 50 تبلغ 3.46 و3.61 ميكروغرام/مل، على التوالي. في الختام، لوحظت زيادة كبيرة في الخصائص النشطة بيولوجيًا لبروتينات التفاح المر والدخن عند التحلل المائي الأنزيمي مقارنة بالبروتينات غير المتحللة بالماء مما يشير إلى الخصائص النشطة بيولوجياً المحتملة لتحلل البروتين المشتق من التفاح المر وبروتينات الدخن اللؤلؤي.

Included in

Food Science Commons

COinS