การศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพของผงโปรตีนและโปรตีนไฮโดรไลเสทจากกากถั่วดาวอินคา

Abstract

Protein hydrolysate involves the hydrolysis of peptide bonds by enzymes into polypeptides and amino acid that plays an important role in health benefits. Protein hydrolysates and food-derived biopeptides including protein from sacha inchi has been increasingly applied in the food industry. The objectives of this study were to prepare protein powder from sacha inchi and its hydrolysates by using papain and alcalase enzymes. In addition, the derived protein samples were also determined for biological properties. The optimal conditions for hydrolysis of protein by papain (PH-P) and alcalase (PH-A) was found at temperature 50°C, pH 7.5, 5 hours with degree of hydrolysis (%DH) 80%. DPPH assay was found that PH-A, PH-P and Uncut had dose dependent antioxidant activity. FRAP assay was found that PH-A and PH-P has ability to reduce ferric higher than Uncut. Antiproliferative activity in colorectal cancer HCT116 cell lines was studied by MTT assay. The results, found that PH-P showed antiproliferation with an IC50 at 24, 48 and 72 hours were 985, 645 and 465 ug/ml respectively. On the other hand, PH-A and Uncut promoted cell proliferation on HCT116 cell line. The study cytotoxicity of PH-P, PH-A and Uncut on macrophages RAW264.7 cell line was determined by MTT assay. The results showed that cell viability increased with time and dose dependent. PH-P, PH-A and Uncut 5 µg/ml was inhibited the increase in production of the inflammatory cytokines IL-1 and IL-6 in RAW264.7 macrophage cells induced by LPS. In conclusion, it was found that digested proteins from Sacha inchi by Papain enzyme have the best biological activity and suitable for developed as a future dietary supplement.

โปรตีนไฮโดรไลเสตเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการย่อยสลายพันธะเปปไทด์ของโปรตีนได้เปปไทด์ที่มีขนาดโมเลกุลแตกต่างกันและกรดอะมิโนอิสระ ซึงมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมสุขภาพ ซึ่งโปรตีนได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารมากขึ้น รวมถึงโปรตีนจากถั่วดาวอินคา (Sacha inchi) โดยงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเซทจากผงโปรตีนกากถั่วดาวอินคา และศึกษาคุณสมบัติในการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งลำไสใหญ่ โดยย่อยสลายโปรตีนจากกากถั่วดาวอินคาโดยใช้เอนไซม์ Alcalase (PH-A) และ Papain (PH-P) ผลิตภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของทั้งสองเอนไซม์ คือ pH 7.5 อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส เป็นระยะเวลา 5 ชั่วโมง โดยมีค่า %DH สูงถึง 80% เมื่อนำมาศึกษาฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยเทคนิค DPPH Assay พบว่า PH-A และ PH-P มีฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระไม่แตกต่างจาก Uncut ส่วน FRAP Assay พบว่า PH-A และ PH-P มีความสามารถในการรีดิวซ์เหล็กเฟอริคได้สูงกว่า Uncut และจากศึกษาอัตราการรอดชีวิตของเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ชนิด HCT116 โดยวิธี MTT assay ผลการทดลองพบว่า PH-P มีฤทธิ์ในการยับยั้งการเจริญของเซลล์มะเร็งได้ โดยหาค่า IC50 ที่เวลา 24, 48 และ 72 ชั่วโมง ได้เท่ากับ 985, 645 และ 465 µg/ml ตามลำดับ ส่วน PH-A และ Uncut กลับพบว่ามีฤทธิ์ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งลำไส้ และการศึกษาฤทธิ์การต้านการอักเสบผู้วิจัยได้ทำการศึกษาความเป็นพิษต่อเซลล์แมคโครฟาจ RAW264.7 ด้วยเทคนิค MTT assay ซึ่งจากผลการศึกษาแสดงให้เห็นถึงอัตราการรอดชีวิตที่เพิ่มขึ้นตามระยะเวลาและความเข้มข้นของสารที่เพิ่มขึ้นเมื่อได้รับโปรตีนและโปรตีนไฮโดรไลเสทจากถั่วดาวอินคา และพบว่า โปรตีน Uncut PH-A และ PH-P เข้มข้น 5 µg/ml สามารถลดระดับการแสดงออกของยีน IL-1 และ IL-6 ที่ถูกเหนี่ยวนำด้วย LPS ได้ จากผลการทดลองข้างต้นผู้วิจัยพบว่าโปรตีนไฮโดรไลเสทจากถั่วดาวอินคาที่ทำการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ Papain มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่ดีที่สุด เหมาะสำหรับนำไปศึกษาเพิ่มเติมเพื่อนำไปประยุกต์ใช้และพัฒนาเพื่อเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในอนาคตต่อไป