Published October 25, 2021 | Version v1
Publication Open

Porcine placenta hydrolysate as an alternate functional food ingredient: In vitro antioxidant and antibacterial assessments

Creators

  • 1. Walailak University
  • 2. Ningbo University

Description

The production of bioactive peptides from animal-based raw materials highly depends on enzymatic hydrolysis. Porcine placenta is an underutilized biomass in Thailand's pig farms, yet it is still a source of proteins and beneficial compounds. Porcine placenta could be used as a protein substrate for the production of enzymatic hydrolysate, which could be employed as a functional food ingredient in the future. The goal of this study was to enzymatically produce porcine placenta hydrolysates (PPH) using three commercial enzymes (Alcalase, Flavouzyme, and papain) and evaluate their in vitro antioxidant and antibacterial activity. The degree of hydrolysis (DH) increased as the enzyme load and hydrolysis time increased, but the DH was governed by the enzyme class. The maximum DH was found after using 10% enzyme for 20 min of hydrolysis (36.60%, 31.40%, and 29.81% for Alcalase, Flavouzyme, and papain). Depending on the enzyme type and DH, peptides of various sizes (0.40-323.56 kDa) were detected in all PPH. PPH created with Alcalase had an excellent reducing capacity and metal chelating ability (p < 0.05), whereas PPH made with Flavourzyme and Papain had higher DPPH• and ABTS•+ inhibitory activities (p < 0.05). Papain-derived PPH also had a strong antibacterial effect against Staphylococcus aureus and Escherichia coli, with clear zone values of 17.20 mm and 14.00 mm, respectively (p < 0.05). When PPH was transported via a gastrointestinal tract model system, its antioxidative characteristics were altered. PPH's properties and bioactivities were thus influenced by the enzyme type, enzyme concentration, and hydrolysis time used. Therefore, PPH produced from porcine placenta can be categorized as an antioxidant and antibacterial alternative.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعتمد إنتاج الببتيدات النشطة بيولوجيًا من المواد الخام الحيوانية اعتمادًا كبيرًا على التحلل المائي الأنزيمي. مشيمة الخنزير هي كتلة حيوية غير مستغلة في مزارع الخنازير في تايلاند، ومع ذلك لا تزال مصدرًا للبروتينات والمركبات المفيدة. يمكن استخدام مشيمة الخنازير كركيزة بروتينية لإنتاج التحلل المائي الأنزيمي، والذي يمكن استخدامه كمكون غذائي وظيفي في المستقبل. كان الهدف من هذه الدراسة هو إنتاج تحلل المشيمة الخنزيري (PPH) إنزيميًا باستخدام ثلاثة إنزيمات تجارية (Alcalase و Flavouzyme و papain) وتقييم نشاطها المضاد للأكسدة والمضاد للبكتيريا في المختبر. زادت درجة التحلل المائي (DH) مع زيادة حمل الإنزيم وزمن التحلل المائي، ولكن تم التحكم في DH بواسطة فئة الإنزيم. تم العثور على الحد الأقصى من DH بعد استخدام إنزيم 10 ٪ لمدة 20 دقيقة من التحلل المائي (36.60 ٪، 31.40 ٪، و 29.81 ٪ لـ Alcalase و Flavouzyme و papain). اعتمادًا على نوع الإنزيم و DH، تم اكتشاف ببتيدات بأحجام مختلفة (0.40-323.56 كيلو دالتون) في جميع PPH. كان لنزيف ما بعد الولادة الذي تم إنشاؤه باستخدام القلويات قدرة تقليل ممتازة وقدرة خلابية معدنية (p < 0.05)، في حين كان لنزيف ما بعد الولادة المصنوع من النكهة والبابين أنشطة مثبطة أعلى من DPPH• و ABTS •+ (p < 0.05). كان لنزيف ما بعد الولادة المشتق من البابين أيضًا تأثير مضاد للجراثيم قوي ضد المكورات العنقودية الذهبية والإشريكية القولونية، مع قيم منطقة واضحة تبلغ 17.20 مم و 14.00 مم، على التوالي (p < 0.05). عندما تم نقل PPH عبر نظام نموذج الجهاز الهضمي، تم تغيير خصائصه المضادة للأكسدة. وبالتالي تأثرت خصائص PPH والنشاط الحيوي بنوع الإنزيم وتركيز الإنزيم ووقت التحلل المائي المستخدم. لذلك، يمكن تصنيف PPH المنتج من مشيمة الخنازير كبديل مضاد للأكسدة ومضاد للبكتيريا.

Translated Description (French)

La production de peptides bioactifs à partir de matières premières d'origine animale dépend fortement de l'hydrolyse enzymatique. Le placenta porcin est une biomasse sous-utilisée dans les élevages porcins thaïlandais, mais il reste une source de protéines et de composés bénéfiques. Le placenta porcin pourrait être utilisé comme substrat protéique pour la production d'hydrolysat enzymatique, qui pourrait être utilisé comme ingrédient alimentaire fonctionnel à l'avenir. L'objectif de cette étude était de produire par voie enzymatique des hydrolysats de placenta porcin (PPH) à l'aide de trois enzymes commerciales (Alcalase, Flavouzyme et papaïne) et d'évaluer leur activité antioxydante et antibactérienne in vitro. Le degré d'hydrolyse (DH) augmentait à mesure que la charge enzymatique et le temps d'hydrolyse augmentaient, mais la DH était régie par la classe enzymatique. La DH maximale a été trouvée après avoir utilisé 10% d'enzyme pendant 20 min d'hydrolyse (36,60%, 31,40% et 29,81% pour Alcalase, Flavouzyme et papaïne). Selon le type d'enzyme et la DH, des peptides de différentes tailles (0,40-323,56 kDa) ont été détectés dans toutes les PPH. La PPH créée avec Alcalase avait une excellente capacité réductrice et une excellente capacité de chélation des métaux (p < 0,05), tandis que la PPH fabriquée avec Flavourzyme et Papaïne avait des activités inhibitrices DPPH• et ABTS•+ plus élevées (p < 0,05). La PPH dérivée de la papaïne a également eu un fort effet antibactérien contre Staphylococcus aureus et Escherichia coli, avec des valeurs de zone claire de 17,20 mm et 14,00 mm, respectivement (p < 0,05). Lorsque la PPH était transportée via un système modèle du tractus gastro-intestinal, ses caractéristiques antioxydantes étaient altérées. Les propriétés et les bioactivités de la PPH ont donc été influencées par le type d'enzyme, la concentration en enzyme et le temps d'hydrolyse utilisé. Par conséquent, l'HPP produite à partir du placenta porcin peut être classée comme une alternative antioxydante et antibactérienne.

Translated Description (Spanish)

La producción de péptidos bioactivos a partir de materias primas de origen animal depende en gran medida de la hidrólisis enzimática. La placenta porcina es una biomasa subutilizada en las granjas porcinas de Tailandia, pero sigue siendo una fuente de proteínas y compuestos beneficiosos. La placenta porcina podría utilizarse como sustrato proteico para la producción de hidrolizado enzimático, que podría emplearse como ingrediente alimentario funcional en el futuro. El objetivo de este estudio fue producir enzimáticamente hidrolizados de placenta porcina (PPH) utilizando tres enzimas comerciales (Alcalase, Flavouzyme y papaína) y evaluar su actividad antioxidante y antibacteriana in vitro. El grado de hidrólisis (DH) aumentó a medida que aumentaba la carga enzimática y el tiempo de hidrólisis, pero el DH se regía por la clase enzimática. El DH máximo se encontró después de usar 10% de enzima durante 20 minutos de hidrólisis (36.60%, 31.40% y 29.81% para Alcalase, Flavouzyme y papaína). Dependiendo del tipo de enzima y DH, se detectaron péptidos de varios tamaños (0.40-323.56 kDa) en todas las PPH. La PPH creada con Alcalase tuvo una excelente capacidad reductora y capacidad quelante de metales (p < 0.05), mientras que la PPH hecha con Flavourzyme y Papain tuvo mayores actividades inhibidoras de DPPH• y ABTS•+ (p < 0.05). La HPP derivada de papaína también tuvo un fuerte efecto antibacteriano contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli, con valores de zona clara de 17.20 mm y 14.00 mm, respectivamente (p < 0.05). Cuando la HPP se transportó a través de un sistema modelo de tracto gastrointestinal, sus características antioxidantes se alteraron. Por lo tanto, las propiedades y bioactividades de la PPH se vieron influenciadas por el tipo de enzima, la concentración de enzima y el tiempo de hidrólisis utilizados. Por lo tanto, la HPP producida a partir de placenta porcina se puede clasificar como una alternativa antioxidante y antibacteriana.

Files

journal.pone.0258445&type=printable.pdf

Files (3.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:ba444426d7f0c2325e541927778ee064
3.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحلل المشيمة الخنزيرية كعنصر غذائي وظيفي بديل: التقييمات المعملية المضادة للأكسدة والمضادة للبكتيريا
Translated title (French)
Hydrolysat de placenta porcin comme ingrédient alimentaire fonctionnel alternatif : évaluations antioxydantes et antibactériennes in vitro
Translated title (Spanish)
Hidrolizado de placenta porcina como ingrediente alimentario funcional alternativo: evaluaciones antioxidantes y antibacterianas in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3209621807
DOI
10.1371/journal.pone.0258445

Is supplement to
https://openalex.org/W3138994978 (Other)
https://openalex.org/W2999243701 (Other)
https://openalex.org/W2953666546 (Other)
https://openalex.org/W2384514363 (Other)
https://openalex.org/W2380638270 (Other)
https://openalex.org/W2370522315 (Other)
https://openalex.org/W2367223523 (Other)
https://openalex.org/W2363198712 (Other)
https://openalex.org/W2350385321 (Other)
https://openalex.org/W2177298490 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1149218872
  • https://openalex.org/W1963844108
  • https://openalex.org/W1967938006
  • https://openalex.org/W1988319359
  • https://openalex.org/W1991420088
  • https://openalex.org/W1993590459
  • https://openalex.org/W1998101625
  • https://openalex.org/W2006024777
  • https://openalex.org/W2009590539
  • https://openalex.org/W2012643571
  • https://openalex.org/W2018054014
  • https://openalex.org/W2018691686
  • https://openalex.org/W2020823448
  • https://openalex.org/W2024580100
  • https://openalex.org/W2024875500
  • https://openalex.org/W2028740244
  • https://openalex.org/W2029012685
  • https://openalex.org/W2030485795
  • https://openalex.org/W2030823299
  • https://openalex.org/W2033021640
  • https://openalex.org/W2033178273
  • https://openalex.org/W2043031857
  • https://openalex.org/W2053541911
  • https://openalex.org/W2053624808
  • https://openalex.org/W2056361317
  • https://openalex.org/W2062732676
  • https://openalex.org/W2069795328
  • https://openalex.org/W2085853116
  • https://openalex.org/W2092614450
  • https://openalex.org/W2094102834
  • https://openalex.org/W2098326036
  • https://openalex.org/W2098926975
  • https://openalex.org/W2105685519
  • https://openalex.org/W2140526565
  • https://openalex.org/W2147658679
  • https://openalex.org/W2149985314
  • https://openalex.org/W2161870241
  • https://openalex.org/W2199224487
  • https://openalex.org/W2236579283
  • https://openalex.org/W2298230951
  • https://openalex.org/W2527699786
  • https://openalex.org/W2529315118
  • https://openalex.org/W2567050227
  • https://openalex.org/W2572200855
  • https://openalex.org/W2585964014
  • https://openalex.org/W2608543334
  • https://openalex.org/W2707558306
  • https://openalex.org/W2727642709
  • https://openalex.org/W2762647016
  • https://openalex.org/W2783406161
  • https://openalex.org/W2786317770
  • https://openalex.org/W2808585809
  • https://openalex.org/W2884037854
  • https://openalex.org/W2889277236
  • https://openalex.org/W2901614104
  • https://openalex.org/W2904872611
  • https://openalex.org/W2905874988
  • https://openalex.org/W2942617505
  • https://openalex.org/W2952530145
  • https://openalex.org/W2963202765
  • https://openalex.org/W2964227555
  • https://openalex.org/W2972666680
  • https://openalex.org/W2983992631
  • https://openalex.org/W2997599886
  • https://openalex.org/W3032186792
  • https://openalex.org/W3032974567
  • https://openalex.org/W3034108607
  • https://openalex.org/W3093935244
  • https://openalex.org/W345572268
  • https://openalex.org/W4211107352
  • https://openalex.org/W4360929316
  • https://openalex.org/W767309443