وثيقة
Characterization of organic solvent extracts and protein extracted from Omani seaweed "Hypnea bryoides".
عناوين أخرى
خصائص مستخلصات المذيبات العضوية والبروتين المستخلص من العشابة البحرية العمانية هايبينيا بيريوديس
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2022
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
The coastline in Sultanate of Oman is rich in different raw natural materials such as
seaweed plants. Red seaweeds contain various nutritional compositions such as
carbohydrates, protein, minerals, vitamins, polyphenols, and lipids. These compounds are
used in various applications in food industries or pharmaceutical, nutraceutical, or
cosmetic applications. Hypnea bryoides species belonging to the Rhodophyta group (Red
seaweed) were found to contain a good amount of protein. This study aimed to determine
the proximate composition of the species Hypnea bryoides, extract its organic solvent soluble compounds and investigate its polyphenols contents (TPC, TFC, and TTC), and
extract protein and study its functional and chemical properties. The non-water-soluble
molecules were extracted using five different organic solvents sequentially (Hexane,
DCM, ethyl acetate, acetone and methanol). The protein was extracted in an alkaline
solution (0.3 M NaOH, pH 12). High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) was
performed to study the molecular weight of protein and amino acid composition and
profiling. The structural characteristics of the organic solvent extracts and protein were
analyzed by Fourier Transform Infrared (FTIR-ATR) technique. The finding of this study
showed that the carbohydrates (67.57 ± 0.00%) were the most abundant components in
H. bryoides, followed by protein (19.48 ± 0.07%), and the lipid content was found the
lowest (1.01 ± 0.07%). The ash content was 11.87 ± 0.05%, and the main essential
minerals found in the sample were Na, K, Ca, P, Fe, where the Na was detected with the
highest concentration (30.19 ± 0.43 mg/g). The methanolic extract exhibited the highest
polyphenols contents (141.3 ± 0.59, 115.11 ± 3.25 and 36.77 ± 1.05 mg/g of TPC, TFC
and TTC, respectively) among the five fractions. The total yield of protein was 6.00 ±
0.35% and the purity was 88.50 ± 0.71%. The protein showed a higher oil holding
capacity (13.56 ± 0.26 g oil/ g protein) than water capacity (9.61 ± 0.15g water/g protein).
The best protein solubility, emulsifying capacity, emulsifying stability, and foaming
capacity were observed at pH 8 and 10 (P≤0.05). However, pH 4 revealed the best
foaming stability. The in-vitro digestibility of the protein extract was 62.62 ± 3.29%. In
addition, the structural characteristics analyzed by FTIR-ATR demonstrated presence of
α-helix (1,638.2 cm-1
) and β-sheet (1,537.92 cm-1
) structures in the protein extract.
Different protein molecules with a wide range of MWs (0.4 -125.2 kDa) were detected
by HPLC. The result of amino acid profiles showed that the essential amino acids counted
for 35.08% of the total amino acids; and methionine + cysteine was the limiting amino
acid (Amino acid score: 0.003). In conclusion, the organic solvent extracts from H.
bryoides were found with high polyphenols content. The protein content of this seaweed
showed great functional and chemical properties. Therefore, the isolated protein can be
utilized in different food products as an emulsifying or foaming agents. Moreover, future
work could be conducted to focus more on nutritional value (i.e. protein quality and
digestibility) and biological activities of H. bryoides protein.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
يزخر الساحل العماني بالمواد الخام الطبيعية المختلفة كالأعشاب البحرية. حيث تحتوي الأعشاب البحرية الحمراء على العديد من المكونات الغذائية المختلفة مثل الكربوهيدرات والبروتينات والمعادن والفيتامينات والمركبات الفينولية والدهون. ويمكن ادخال هذه المكونات في التطبيقات الصناعية المختلفة مثل صناعة الأغذية والأدوية والمغذيات ومستحضرات التجميل. وقد اشارت الدراسات أن العشبة البحرية "هايبينا بيريوديس" والتي تنتمي إلى مجموعة الأعشاب البحرية الحمراء الى احتوائها على كمية جيدة من البروتينات. وكان الهدف من هذه الدراسة معرفة التركيب الكيميائي للنبتة، واستخالص المواد الذائبة في المذيبات العضوية لدراسة محتوياتها من المركبات الفينولية، بالأضافة الى استخالص البروتين ودراسة خصائصه الوظيفية والكيميائية. تم استخالص المواد الذائبة في المذيبات العضوية باستخدام خمسة أنواع من المركبات المذيبة وهي: هيكسان ودايكلوروميثان وأسيتات الأيثيل والأسيتون والميثانول بالتتابع. و تم استخالص البروتين في الوسط القلوي )0.3 مول من هيدروكسيد الصوديوم، الرقم الهيدروجيني 12(. بالأضافة الى ذلك تمت دراسة الوزن الجزيئي لمستخلص البروتين ومحتويات الأحماض الأمينة وتركيزها في المستخلص باستخدام جهاز فصل السوائل عالي الكفاءة. كذلك استخدمت تقنية قياس الأشعة تحت الحمراء لتحليل الخصائص التركيبية لألصباغ والبروتين المستخلص من العشبة. أظهرت نتائج هذه الدراسة الى أن الكربوهيدرات )67.57 ± 0.00 %( هي أكثر المكونات وفرة في العشبة يليها ٌ البروتين )19.48 ± 0.07 %(، بينما وجدت الدهون الخام قل بأ نسبة في العينة )1.01 ± 0.07 %(. شكلت نسبة الرماد حوالي 11.78 ± 0.05 % حيث وجد أن العشبة تحتوي على بعض المعادن الأساسية مثل الصوديوم، البوتاسيوم، والكالسيوم، والفوسفور والحديد وشكل معدن الصوديوم أعلى نسبة )30.19 ± 0.43 مجم / جم(. بالأضافة الى ذلك أظهرت التحاليل إلى أن مستخلص الميثانول يحتوي على أعلى محتوى من مركبات البوليفينول )141.3 ± 0.59 و±115.11 3.25 و36.77 ± 1.05 ملجم/جم لكل من مجموع الفينوالت و الفالفونويد والتانين على التوالي(. أما بالنسبة لمستخلص البروتين بلغ المحصول الكلي له 6.00 ± 0.35 % بمستوى نقاء 88.5 ± 0.71 .% وجد أن مستخلص البروتين له القدرة على امتصاص الزيوت )13.56 ± 0.26 جم زيت / جم بروتين( أكثر من امتصاص الماء )9.61 ± 0.71 جم ماء / جم بروتين(. وتمت المالحظة من خالل دراسة الخصائص الوظيفية للبروتين على أن أفضل قابلية للذوبان والأستحالب واستقراره وكذلك القدرة على انتاج الرغوة كان عند الرقمي الهيدروجيني 8 و.10 ومع ذلك أظهر الرقم الهيدروجيني 4 أفضل استقرار لرغوة البروتين. وكانت نسبة هضم مستخلص البروتين في المختبر 62.62 ± 3.29 .٪ كما أظهرت تحاليل الخصائص الهيكلية على أن مستخلص البروتين يحتوي على وجود ألفا هيلكس وبيتا شيت. كما احتوى مستخلص البروتين على كمية عالية من البروتينات بوزن جزيئي 0.4 125.2- كيلو دالتون. وأظهرت نتائج تحليل الأحماض الأمينية أن الأحماض الأمينية الأساسية شكلت ٪35.08 من مجموع الأحماض الأمينية وأن مستوى الميثيونين + السيستين مثل الحد الأدنى من مجموع الأحماض الأمينية )درجة الأحماض الأمينية: 0.003(. نستخلص من نتائج هذه الدراسة على أن مستخلصات المذيبات العضوية المستخرجة من الهيبينا بيريوديس تحتوى على نسبة عالية من مركبات البوليفينول .وأشارت النتائج أن محتوى البروتين في هذه الأعشاب البحرية يتميز بخصائص وظيفية وكيميائية جيدة. لذلك، يمكن استخدام مستخلص البروتين في منتجات غذائية مختلفة كعامل استحلاب أو رغوة في المنتج الغذائي. علاوة على ذلك توصي هذه الدراسة مستقبال للتركيز بشكل أكبر على القيمة الغذائية )أي جودة البروتين وقابليته للهضم( ودراسة القدرات والأنشطة الحيوية لبروتين العشبة الحمراء هايبينا بيريوديس.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية