Atividade antioxidante de peptídeos provenientes de hidrolisado proteico de bijupirá (rachycentron canadum)

Abstract

Algumas proteínas além das propriedades tecnológicas, funcionais e nutricionais apresentam atividade biológica, entre esta a antioxidante, associada a peptídeos bioativos liberados após hidrólise. Antioxidantes são utilizados em alimentos para retardar a peroxidação lipídica que gera compostos indesejáveis afetando a qualidade. Espécies reativas de oxigênio (ERO) presentes em organismos vivos podem danificar proteínas, lipídios e ácidos nucléicos, levando ao desenvolvimento de várias doenças. Uma grande fonte de proteínas são os pescados, principalmente seus rejeitos do beneficiamento industrial, assim as proteínas do bijupirá (Rachycentron canadum), pescado de grande porte e facilmente adaptável ao cultivo em aquicultura, desponta como uma alternativa na obtenção de peptídeos com atividade antioxidante. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi obter peptídeos provenientes de hidrolisados proteicos do músculo e do resíduo do bijupirá com diferentes enzimas comerciais, ultrafiltrar em frações peptídicas, comparar o efeito antioxidante dos hidrolisados integrais e suas frações por métodos in vitro, avaliar a toxicidade e a inibição de ERO em células in vivo e aplicar os hidrolisados e frações peptídicas em sistemas alimentícios. Foram obtidos seis hidrolisados através da hidrólise do músculo e resíduo do bijupirá com Alcalase, Flavourzyme e Protamex, em que a última apresentou maior capacidade hidrolítica alcançando grau de hidrólise de 27,94% em 760 min para o músculo e 33,14% em 580 min para o resíduo. O teor de proteínas solúveis (tirosina) variou de acordo com substrato e enzima. A atividade antioxidante foi determinada através dos métodos do sequestro do DPPH, em que o músculo hidrolisado por Protamex apresentou maior efetividade (50 mg/mL) alcançando efeito sequestrante de 81,35%, seguido pelos hidrolisados de músculo e resíduo com Flavourzyme – 60,77 e 60,25%. O resíduo hidrolisado por Protamex apresentou-se como o mais promissor para o poder redutor e todos os hidrolisados apresentaram inibição da peroxidação lipídica do ácido linoleico por seis dias semelhante ou superior aos controles comerciais. A ultrafiltração forneceu frações de peptídeos maiores e menores que 3 kDa. As frações maiores que 3 kDa apresentaram maior quantidade de grupos sulfidrila, mas não foram capazes de sequestrar o DPPH, demonstraram maior potencial no poder redutor e aumentaram a inibição da peroxidação lipídica, chegando a mais de 80% frente ao branco. As frações menores que 3 kDa apresentaram capacidades menores ou semelhantes de sequestro do DPPH, poder redutor e na inibição da peroxidação do ácido linoleico quando comparados aos hidrolisados integrais. Foram selecionados os hidrolisados com Protamex (músculo e resíduo) menores que 3 kDa para avaliar seu efeito sobre células de hepatócitos de zebrafish, demonstrando não haver citotoxicidade nas concentrações estudadas (0,1 – 100 μg/mL), contudo não foram capazes de diminuir as ERO. A incorporação dos hidrolisados e suas frações em toucinho e carne bovina moída evidenciou que a maioria dos compostos reduziu o índice de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico alcançando mais de 80% frente ao branco. Portanto, através da hidrólise enzimática das proteínas do músculo e resíduo do bijupirá sob a atuação das enzimas Alcalase, Flavourzyme e Protamex foi possível obter hidrolisados e frações peptídicas antioxidantes com potencial para serem utilizados em alimentos.

Some proteins, in addition to their technological, functional and nutritional properties, present biological activity, being one of them, the antioxidant activity, associated to bioactive peptides released after the hydrolysis. The antioxidants are used in foods to slow the lipid peroxidation that generates undesirable compounds, affecting the quality. Reactive oxygen species (ROS) present in organisms can damage proteins, lipids and nucleic acids, leading to the development of various diseases. A great source of proteins is the fish, specially their industrial processing wastes. Therefore, the proteins from the cobia (Rachycentron canadum), a large fish that is easily adaptable to cultivation in aquaculture, emerges as an option to obtain peptides with antioxidant activity. Thus, the aim of this study was to obtain peptides from protein hydrolysates from the muscles and residues of cobia with different enzymes, ultrafiltrate in peptide fractions, compare the antioxidant effect between the whole hydrolysates and their peptides fractions using in vitro methods, measure the toxicity and the ROS inhibition in vivo cells and apply both hydrolysates and peptide fractions in food matrix. Six hydrolysates were obtained through the hydrolysis of the muscles and residues of the cobia with Alcalase, Flavourzyme and Protamex, wherein the last one presented greater hydrolytic capacity for the subtrates, reaching a degree of hydrolysis of 27.94% in 760 min for the muscle and 33.14% in 580 min for the residue. The content of soluble protein (tyrosine) varied depending on the substrate and the enzyme. The antioxidant activity was determined through the DPPH free radical scavenging assay, in which the muscle with Protamex showed itself more effective (50 mg/ml) reaching 81.35%, followed by the muscle and the residue with Flavourzyme – 60.77 and 60.25%. The residue, also hydrolyzed by Protamex, showed the best effect in the reducing power and, in the 6 days lipid peroxidation of the linoleic acid, in which all the hydrolysates presented the same or higher inhibition compared to the commercial controls. The ultrafiltration provided larger and smaller than 3 kDa fractions. The larger than 3 kDa fractions showed a higher amount of sulfhydryl groups, but were not capable to sequestrate the DPPH, also showed higher potential in the reducing power and increased the inhibition of the lipid peroxidation, achieving more than 80% comparing to the blank. The smaller than 3 kDa fractions results were similar or smaller in the DPPH sequestering, in the reducing power and in the lipid peroxidation of the linoleic acid when compared to the whole hydrolysates. Smaller than 3 kDa hydrolysates (muscle and residue) with Protamex were selected to measure its effect over zebrafish hepatocyte cells, demonstrating no cytotoxicity with the studied concentrations (0.1 - 100 μg/ml), however they were not capable to reduce the ROS. The incorporation of the hydrolysates and its fractions in bacon and ground beef showed that most of the composites reduced the tiobarbituric acid reactive substances index, achieving more than 80% in comparison to the blank. Therefore, through the enzymatic hydrolysis of proteins from muscles and residues of cobia, under the action of Alcalase, Flavourzyme and Protamex, it was possible to obtain antioxidant hydrolysates and peptide fractions with potential to be used in foods.