Please use this identifier to cite or link to this item:
http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/72220
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Prof. Dr. Sanchai Jaturasitha | - |
dc.contributor.advisor | Asst. Prof. Dr. Rawiwan Wongpoomchai | - |
dc.contributor.advisor | Asst. Prof. Dr. Thanongsak Chaiyaso | - |
dc.contributor.author | Phatthawin Lengkidworraphiphat | en_US |
dc.date.accessioned | 2022-03-23T08:28:12Z | - |
dc.date.available | 2022-03-23T08:28:12Z | - |
dc.date.issued | 2020-10 | - |
dc.identifier.uri | http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/72220 | - |
dc.description.abstract | The increasing consumer health awareness on food has accelerated the driving force of the functional food market. Chicken meat has long been considered as healthy meat because of high proteins and biological values. Some investigations have reported that peptides derived from chicken meat hydrolysates contained several biological activities such as antihypertensive, antioxidative, and antibacterial activities. In Thailand, different genotypes of chicken are available for consumption such as broiler, black-boned, Thai native, and spent hen chickens. Therefore, the main purpose of this study was to determine the effect of breast muscle from various chicken genotypes on nutritional components and biological activities. Physical, chemical and biological properties of the hydrolysate obtained from the most effective breed of chicken was evaluated. Furthermore, the structure of the bioactive peptides was further identified. In this study, ten chickens of broiler, black-boned, Thai native, and spent hen were slaughtered at a typical market age (2.1±0.2 kg for broiler, 1.2±0.1 kg for black-boned, 1.3±0.1 kg for Thai native, and 1.7±0.1 kg for spent hen) and breasts were separated from the carcass to determine chemical composition by proximate analysis. Protein pattern was investigated using SDS- polyacrylamine gel electrophoresis. The antioxidant capacities of chicken breasts were evaluated by DPPH, ABTS and FRAP assays. Carnosine and anserine, the antioxidant peptides in animal tissues, were also determined using high performance liquid chromatography (HPLC). It was shown that Thai indigenous chicken meat had the greatest protein composition and the highest antioxidant capacity (DPPH and FRAP assays) compared with the other genotypes (p<0.05). Protein pattern in breast meat of each genotype was not differ, however, Thai indigenous chicken presented the highest levels of myosin and actin (p<0.05). In addition, the highest amounts of total carnosine and anserine were found in Thai indigenous chickens breast meat (p<0.05). Therefore, it might be suggested that breast meat from Thai indigenous chicken is a source of functional health benefit for consumer. To produce antioxidant hydrolysate from breast meat of Thai indigenous chicken, commercial peptidases including alcalase and papain were employed in hydrolysis process and further quantified their antioxidant activities by standard in vitro antioxidant assays. The effects of enzyme concentration of each enzyme on degree of hydrolysis and antioxidant activities were investigated. It was found that incubation with 5% (v/w) alcalase for 3 hours and 0.125% (w/w) papain for 3 hours were the optimum conditions of each enzyme that produce the highest antioxidant activities. The digestion of breast meat by papain provided stronger antioxidant activities but lower degree of hydrolysis and peptide content than the digestion by alcalase. To enhance the production of antioxidant hydrolysate of breast meat, the combination of papain and alcalase was processed. We found that the hydrolysate obtained from the hydrolysis of alcalase before papain on breast meat showed higher antioxidant activities and peptide contents than the hydrolysate of papain prior to alcalase treatment. Next, the preparation of antioxidant hydrolysate powder of chicken breast meat was further investigated. The hydrolysate was microencapsulated with maltodextrin and dried with different two methods including spray drying and freeze drying. The result showed that the process by spray drying or freeze drying did not affect chemical and antioxidant properties of hydrolysate but spray drying gave a better value in physicochemical characteristics such as solubility and moisture. It might be summarized that the optimum condition for production of antioxidant hydrolysate powder of chicken breast meat was as followed; 1) digesting by combined enzymatic hydrolysis of 5% (v/w) alcalase for 3 hours and then 0.125% (w/w) papain for 3 hours, 2) using spray drying and microencapsulation with maltodextrin. Next, the antioxidant hydrolysate of Thai indigenous chicken breast meat was identified its primary protein structure. It was digested by exopeptidases including carboxypeptidase A and leucine aminopeptidase. Then, the resultant peptides were purified via size-exclusion chromatography (SEC). Primary structure of indigestible peptide was confirmed via liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometer (LC-MS/MS). It was observed that 21 peptides with molecular weight ranged from 75 to 1348 daltons were remained after exopeptidase digestion. The highest amount of detected peptides of chicken breast meat hydrolysate was anserine, beta-alanyl-3-methyl-L-histidine. The hydrolysate also contained 2 tripeptides, 17 dipeptides and 1 pyroglutamyl peptide. Furthermore, most indigestible peptides were composed of either proline or branch chain amino acid residue in their structure. It might be suggested that anserine was a major antioxidant peptide in hydrolysates derived from Thai indigenous chicken meat. Chronic inflammation is associated with various degenerative diseases including aging and cancer. We further investigated anti-inflammatory activities of some identified peptides in Thai indigenous chicken meat using RAW264.7 murine macrophages culture. Proline containing peptides including Gly-Pro, Pro-Pro and Leu-Pro as well al pyroglutamyl leucine (pEL) were evaluated. These synthesized peptides at 200 micromolar were not toxic to murine macrophage cells measured by MTT assay. Moreover, they did not produce nitric oxide which can cause inflammation to macrophage cells. Leu-Pro, Pro-Pro and pEL significantly inhibited the production of nitric oxide and suppressed the secretion of tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) in lipopolysaccharide induced murine macrophage. Furthermore, Leu-Pro significantly inhibited the releasing of interleukin-6 (IL-6) in lipopolysaccharide induced murine macrophage. It might be suggested proline containing dipeptides and pyroglutamyl peptide obtained from Thai indigenous chicken meat exhibited anti-inflammatory activities at least partly due to suppression of pro-inflammatory cytokine production. In conclusion, breast meat of Thai indigenous chicken provided a great protein content and high antioxidant capacity compared with the other genotypes. The optimal production of antioxidant hydrolysate powder was prepared by the treatment with combined enzymes of alcalase and papain together with spray-drying method. Anserine was a major antioxidant peptide found in breast protein hydrolysate. Moreover, peptides containing either proline or leucine and pyroglutamyl group obtained from Thai indigenous chicken breast meat exhibited the anti-inflammatory activities in lipopolysaccharide-stimulated murine macrophage cells by suppression of pro-inflammatory cytokines secretion including TNF-α and IL-6. Thai indigenous chicken might be a potential source of bioactive peptides for antioxidant and anti-inflammatory activities in food supplement for health promotion. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | เชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ | en_US |
dc.subject | ปรตีนไฮโดรไลเสท | en_US |
dc.title | Chemical Compositions and Biological Activities of Chicken Meat Protein Hydrolysates | en_US |
dc.title.alternative | องค์ประกอบทางเคมีและฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเนื้อไก่ | en_US |
dc.type | Thesis | |
thailis.controlvocab.thash | ปรตีนไฮโดรไลเสท | - |
thesis.degree | master | en_US |
thesis.description.thaiAbstract | ผู้บริโภคมีความตระหนักทางด้านอาหารมากขึ้นทาให้เกิดแรงผลักดันของตลาดอาหารเพื่อสุขภาพ เนื้อไก่จัดเป็นเนื้อสัตว์ที่ดีต่อสุขภาพเนื่องจากมีโปรตีนและคุณค่าทางชีวภาพสูง มีงานวิจัยรายงานว่า เพปไทด์ที่ได้จากโปรตีนไฮโดรไลเสทของเนื้อไก่มีฤทธิ์ทางชีวภาพที่หลากหลาย เช่น ฤทธิ์ลดความดันโลหิต ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ และฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย ในประเทศไทย มีการบริโภคเนื้อไก่หลายสายพันธุ์ เช่น ไก่เนื้อ ไก่กระดูกดา ไก่พื้นเมืองไทย และไก่ปลดระวาง เป็นต้น ดังนั้น การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของสายพันธุ์ต่อองค์ประกอบทางเคมีและฤทธิ์ทางชีวภาพของเนื้ออกไก่ และศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพของโปรตีนไฮโดรไลเสทที่ได้จากเนื้ออกของไก่สายพันธุ์ที่มีฤทธิ์ดี รวมทั้งศึกษาหาโครงสร้างของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ ในการศึกษานี้ ไก่เนื้อ ไก่กระดูกดา ไก่พื้นเมืองไทย และไก่ปลดระวาง จานวนสายพันธุ์ละ 10 ตัว ถูกฆ่าที่อายุเฉลี่ยตามความต้องการของท้องตลาดคือ ไก่เนื้อ 2.1 ± 0.2 กิโลกรัม ไก่กระดูกดา 1.2 ± 0.1 กิโลกรัม ไก่พื้นเมืองไทย 1.3 ± 0.1 กิโลกรัม และไปลดระวาง 1.7 ± 0.1 กิโลกรัม จากนั้นนาเนื้ออกไก่แต่ละสายพันธุ์มาวัดองค์ประกอบทางเคมีโดยวิธีการวิเคราะห์โดยประมาณ วิเคราะห์รูปแบบของโปรตีนโดยเทคนิคเจลอิเล็กโทรโฟรีซิส ทดสอบความสามารถในการต้านออกซิเดชันของเนื้ออกไก่ด้วยวิธีการทดสอบ 3 วิธี ได้แก่ วิธี 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) วิธี 2, 2-azobis (3-ethylbenzothialzoline-6- sulfonic acid) (ABTS) และวิธี ferric reducing antioxidant power (FRAP) นอกจากนี้ยังทาการวิเคราะห์ปริมาณของคาร์โนซีนและแอนเซอรีน ซึ่งเป็นเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ต้านอนมูลอิสระในเนื้อสัตว์ โดยใช้เครื่องโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (high-performance liquid chromatography, HPLC) ผลการทดลองพบว่า เนื้อไก่พื้นเมืองไทยมีปริมาณโปรตีนและความสามารถในการต้านออกซิเดชันสูงที่สุดในวิธี DPPH และ FRAP (p<0.05) แต่เมื่อวิเคราะห์รูปแบบของโปรตีนในเนื้ออกไก่แต่ละสายพันธุ์พบว่า ไม่มีความแตกต่างกัน แต่อย่างไรก็ตาม เนื้ออกไก่พื้นเมืองไทยมีปริมาณของไมโอซินและแอกตินสูงที่สุด (p<0.05) นอกจากนี้ยังพบว่าปริมาณผลรวมของคาร์โนซีนและแอนเซอรีนมีค่าสูงที่สุดในไก่พื้นเมืองไทย (p<0.05) ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า เนื้ออกไก่จากไก่พื้นเมืองไทยเป็นแหล่งอาหารที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพผู้บริโภค การผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันจากเนื้ออกไก่พื้นเมืองไทย จะใช้เอนไซม์ทางการค้า 2 ชนิด ได้แก่ อัลคาเลส (Alcalase) และปาเปน (Papain) ในกระบวนการไฮโดรไลซีส แล้วทาการวิเคราะห์หาฤทธิ์ต้านออกซิเดชันตามวิธีมาตรฐานการทดสอบสารต้านออกซิเดชันในหลอดทดลอง และศึกษาผลของความเข้มข้นของเอนไซม์แต่ละชนิดที่มีต่อค่าระดับการย่อยสลายและฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน จากผลการทดลองพบว่า การใช้อัลคาเลสความเข้มข้นร้อยละ 5 โดยปริมาตรต่อมวล เป็นเวลา 3 ชั่วโมง และปาเปนความเข้มข้นร้อยละ 0.125 โดยมวล เป็นเวลา 3 ชั่วโมง เป็นสภาวะที่เหมาะสมของเอนไซม์แต่ละชนิดที่ทาให้ได้โปรตีนไฮโดรไลเสทที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันสูงที่สุด การย่อยเนื้ออกไก่โดยใช้ปาเปนมีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันสูงกว่าการใช้อัลคาเลส แต่มีค่าระดับการย่อยสลาย และปริมาณเพปไทด์ที่ต่ากว่าอัลคาเลส และเพื่อเพิ่มฤทธิ์ต้านออกซิเดชันของโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเนื้ออกไก่ จึงใช้การย่อยร่วมกันของอัลคาเลสและปาเปน พบว่า โปรตีนไฮโดรไลเสทที่ได้จากการย่อยด้วยอัลคาเลสก่อนปาเปนในเนื้ออกไก่ มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน และปริมาณเพปไทด์สูงกว่าการย่อยโดยใช้ปาเปนก่อนอัลคาเลส นอกจากนี้ยังทาการศึกษาผลของวิธีการเตรียมผงโปรตีนไฮโดรไลเสทที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน โปรตีนไฮโดรไลเสทถูกห่อหุ้มด้วยมอลโทเดกซ์ทริน และทาแห้งด้วยวิธีที่แตกต่างกัน 2 วิธี ได้แก่ วิธีทาแห้งแบบพ่นฝอย และวิธีทาแห้งแบบแช่เยือกแข็ง ผลการศึกษาพบว่า การทาแห้งแบบพ่นฝอย และแบบแช่เยือกแข็งไม่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมี และฤทธิ์ต้านออกซิเดชันของโปรตีนไฮโดรไลเสท อย่างไรก็ตาม วิธีทาแห้งแบบพ่นฝอยมีคุณลักษณะของผงที่ดีกว่า เช่น ค่าการละลาย และปริมาณความชื้น ซึ่งสามารถสรุปได้ว่า สภาวะที่เหมาะสมในการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเนื้ออกไก่ คือ 1) การย่อยโดยใช้อัลคาเลสความเข้มข้นร้อยละ 5 โดยปริมาตรต่อมวลเป็นเวลา 3 ชั่วโมง และตามด้วยการย่อยโดยใช้ปาเปนความเข้มข้นร้อยละ 0.125 โดยมวล เป็นเวลา 3 ชั่วโมง 2) การทาแห้งแบบพ่นฝอยโดยการทาไมโครแคปซูลด้วยมอลโทเดกซ์ทริน การศึกษาต่อมาเป็นการศึกษาหาโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเนื้ออกไก่พื้นเมืองไทย โปรตีนไฮโดรไลเสทถูกย่อยด้วยเอกซ์โซเปปติเดส (Exopeptidase)ได้แก่ คาร์บอกซีเพปทิเดส (Carboxypeptidase) และลิวซีนอะมิโนเพปทิเดส (Leucine aminopeptidase) แล้วนาเพปไทด์ที่ได้จากการย่อยไปทาให้บริสุทธิ์ด้วยเทคนิคในการวิเคราะห์ค่าเฉลี่ยของน้าหนักโมเลกุล (Size exclusion chromatography) จากนั้นทาการหาโครงสร้างปฐมภูมิของเพปไทด์ที่ทนต่อการย่อยโดยใช้เครื่องมือสาหรับแยกวิเคราะห์หาชนิด และปริมาณสารในสภาวะของเหลว (Liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS) ซึ่งพบว่า มีปริมาณเพปไทด์ทั้งหมด 21 ชนิด และมีมวลโมเลกุลเฉลี่ย 75 ถึง 1348 ดาลตันที่คงอยู่หลังจากการย่อยด้วยเอกซ์โซเปปติเดส ปริมาณเพปไทด์สูงสุดที่ตรวจพบในโปรตีนไฮโดรไลเสทคือ แอนเซอรีน (beta-alanyl-3-methyl-L-histidine) และยังพบไตรเพปไทด์ 2 ชนิด, ไดเพปไทด์ 17 ชนิด และ ไพโรกลูตามิวเพปไทด์ (pyroglutamyl) 1 ชนิด นอกจากนี้ยังพบว่า โครงสร้างเพปไทด์ที่ทนต่อการย่อยส่วนใหญ่จะประกอบด้วยโพรลีนหรือกรดอะมิโนที่มีโครงสร้างโมเลกุลมีกิ่งก้าน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า แอนเซอรีนเป็นเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันในโปรตีนไฮโดรไลเสทที่ได้จากเนื้อไก่พื้นเมืองไทย การอักเสบเรื้อรังเกี่ยวข้องกับโรคแห่งความเสื่อมต่างๆ รวมทั้งโรคชราและโรคมะเร็ง จึงทดสอบฤทธิ์ต้านการอักเสบของเพปไทด์บางชนิดที่พบในเนื้อไก่พื้นเมืองไทย โดยใช้การเพาะเลี้ยงเซลล์เม็ดเลือดขาวแมคโครฟาจชนิด RAW 264.7 ทาการทดสอบเพปไทด์ที่มีโพรลีนเป็นองค์ประกอบ ซึ่งได้แก่ ไกลซิลโพรลีน (Gly-Pro) โพรลิลโพรลีน (Pro-Pro) ลิวซิลโพรลีน (Leu-Pro) และไพโรกลูตามิวลิวซีน (pEL) ซึ่งเพปไทด์สังเคราะห์เหล่านี้ไม่มีความเป็นพิษต่อเซลล์แมคโครฟาจที่ความเข้มข้น 200 ไมโครโมลาร์ และไม่เหนี่ยวนาการผลิตไนตริกออกไซด์ซึ่งทาให้เกิดการอักเสบในเซลล์แมคโครฟาจ จากการทดลองพบว่า Leu-Pro, Pro-Pro และ pEL สามารถลดการผลิตไนตริกออกไซด์อย่างมีนัยสาคัญทางสถิติ และยับยั้งการหลั่งของทูเมอร์เนคโครซิสแฟกเตอร์-แอลฟา (TNF-α) ในเซลล์แมคโครฟาจที่ถูกเหนี่ยวนาด้วยไลโปโพลีแซคคาไรด์ได้ นอกจากนี้ Leu-Pro ยังมีฤทธิ์ยับยั้งการหลั่งของอินเตอร์ลิวคิน-6 (IL-6) อย่างมีนัยสาคัญทางสถิติในเซลล์แมคโครฟาจที่ถูกเหนี่ยวนาด้วยไลโปโพลีแซคคาไรด์ ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า เพปไทด์ที่มีโพรลีนเป็นองค์ประกอบ และไพโรกลูตามิวเพปไทด์ ที่ได้จากเนื้อไก่พื้นเมืองไทยมีฤทธิ์การต้านการอักเสบ เนื่องจากลดการผลิตสารก่อการอักเสบ จากผลการทดลองทั้งหมดสามารถสรุปได้ว่า เนื้ออกจากไก่พื้นเมืองไทยเป็นแหล่งโปรตีนที่ดีและมีความสามารถในการต้านออกซิเดชันสูงเมื่อเทียบกับไก่สายพันธุ์อื่นๆ โดยสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตผงโปรตีนไฮโดรไลเสทที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน คือใช้การย่อยร่วมกันของเอนไซม์อัลคาเลสและปาเปน และใช้วิธีทาแห้งแบบพ่นฝอย แอนเซอรีนเป็นเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันที่พบมากในโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเนื้ออกไก่ นอกจากนี้ เพปไทด์ที่ประกอบด้วยโพรลีนหรือลิวซีน และกลุ่ม ไพโรกลูตามิวที่ได้จากเนื้ออกไก่พื้นเมืองไทย มีฤทธิ์ต้านการอักเสบในเซลล์แมคโครฟาจที่ถูกเหนี่ยวนาด้วยไลโปโพลีแซคคาไรด์ โดยลดการหลังของสารก่อการอักเสบ ได้แก่ TNF-α และ IL-6 ดังนั้นไก่พื้นเมืองไทยอาจเป็นแหล่งของเพปไทด์ที่ดีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพในการต้านออกซิเดชันและต้านการอักเสบในผลิตภัณฑ์อาหารเสริมเพื่อสุขภาพ | en_US |
Appears in Collections: | AGRI: Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
580851015 พัฒธาวินท์ เล็งคิดวรภิภัส.pdf | 3.47 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.