ティラピアのタンパク質およびその加水分解物の体外消化の化学的および細胞抗酸化活性

Chemical and Cellular Antioxidant Activities of In Vitro Digesta of Tilapia Protein and Its Hydrolysates.

• Xiaogang Zhang
• Parinya Noisa
• Jirawat Yongsawatdigul

抄録

栄養補助食品としてのタンパク質加水分解物の製造は、一般的に加水分解物の活性に基づいて行われているが、消化管（GI）消化時のペプチドの構造変化により、生理的条件下では最適な活性が得られない可能性がある。本研究では、アルカラゼによる様々な加水分解度（DH）で調製したティラピアタンパク質のインビトロ消化物とその加水分解物の化学的・細胞的抗酸化活性を系統的に比較した。インビトロGI消化分析で使用した酵素は、ペプチド含有量、トロロックス等価抗酸化能（TEAC）、および酸素ラジカル吸光能（ORAC）に有意に寄与した。タンパク質およびすべての加水分解物は、ペプシンによってわずかに消化されたが、パンクレアチンによって広範囲に加水分解された。加水分解物と消化物の両方とも、水素原子移動（HAT）を介してフリーラジカルを優勢にスカベンジングした。加水分解物の抗酸化活性は、加水分解の16時間までのDHの増加に伴って増加した。しかし、10 時間加水分解物の消化物が最も高い化学的抗酸化活性と HepG2 細胞抗酸化活性を示したのに対し、タンパク質の消化物は最も低かった。主成分分析(PCA)により、消化物のTEACは細胞抗酸化活性(CAA)と正の相関があることが示された。したがって、タンパク質加水分解物の生産は、加水分解物の活性よりも、加水分解物消化物の活性に基づいて最適化されるべきである。

Production of protein hydrolysate as nutraceuticals is typically based on the activity of the hydrolysate, which might not yield the optimal activity under physiological condition due to structural modification of peptides upon gastrointestinal (GI) digestion. This study systematically compared the chemical and cellular antioxidant activities of the in vitro digesta of tilapia protein and its hydrolysates prepared with various degree of hydrolysis (DH) by Alcalase. The enzymes used in the in vitro GI digestion analysis significantly contributed to the peptide content, Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), and oxygen radical absorbance capacity (ORAC). Proteins and all hydrolysates were slightly digested by pepsin but hydrolyzed extensively by pancreatin. Both hydrolysate and digesta predominantly scavenged free radicals via hydrogen atom transfer (HAT). The antioxidant activities of the hydrolysates increased with the increasing DH up to 16 h of hydrolysis. However, the digesta of 10-h hydrolysate displayed the highest chemical and HepG2 cellular antioxidant activities, while the protein digesta displayed the lowest. Principal component analysis (PCA) showed that the TEAC of the digesta was positively correlated with the cellular antioxidant activity (CAA). Therefore, the production of protein hydrolysate should be optimized based on the activity of the hydrolysate digesta rather than that of hydrolysates.