Kim, Da Young;Yoo, Jung Sik;Cho, Yoon Ah;Yoon, Ho Sik;Kim, Cheol-Hyun
Journal of Dairy Science and Biotechnology
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v.39
no.1
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pp.36-50
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2021
This study aimed to evaluate the biological potential of functional food, i.e., specific peptides obtained from the hydrolysis of milk protein, by assessing their antioxidant and antibacterial properties. For the preparation of casein hydrolysates, commercial enzymes were added to 10% casein solution in a 1:200 (w/v) ratio, and samples were collected each hour. Based on the assessment of the degree of hydrolysis (DH) of casein hydrolysates, it was observed that the concentration of all enzymatic hydrolysates increased rapidly from 30 to 40 minutes. However, no change was observed in their concentrations after 150 minutes. Protamex® and Neutrase® exhibited the highest DH when compared to other enzymes. Furthermore, SDS-PAGE was performed for analyzing the proteolytic pattern of each enzyme, except for Flavourzyme®, and peptides in the size range of 20-25 kDa were identified. Subsequently, peptides produced by two enzymes were isolated using a preparative liquid chromatography system. Overall, NF3, NF4, PF5, and PF6 showed higher antioxidant potential than other peptide fractions. Moreover, NF7 and PF3 exhibited the highest antibacterial activity. In this study, we evaluated the biological potential of novel casein-derived peptides that may find application in the food and healthcare industry.
Objective: The objective of this study was to isolate proteolytic microorganisms and evaluate their effects on proteolysis in total mixed ration (TMR) silages of soybean curd residue. Methods: TMRs were formulated with soybean curd residue, alfalfa or Leymus chinensis hay, corn meal, soybean meal, a vitamin-mineral supplement, and salt in a ratio of 25.0: 40.0:30.0:4.0:0.5:0.5, respectively, on a basis of dry matter. The microbial proteinases during ensiling were characterized, the dominate strains associated with proteolysis were identified, and their enzymatic characterization were evaluated in alfalfa (A-TMR) and Leymus chinensis (L-TMR) TMR silages containing soybean curd residue. Results: Both A-TMR and L-TMR silages were well preserved, with low pH and high lactic acid concentrations. The aerobic bacteria and yeast counts in both TMR silages decreased to about 105 cfu/g fresh matter (FM) and below the detection limit, respectively. The lactic acid bacteria count increased to 109 cfu/g FM. The total microbial proteinases activities reached their maximums during the early ensiling stage and then reduced in both TMR silages with fermentation prolonged. Metalloproteinase was the main proteinase when the total proteinases activities reached their maximums, and when ensiling terminated, metallo and serine proteinases played equally important parts in proteolysis in both TMR silages. Strains in the genera Curtobacterium and Paenibacillus were identified as the most dominant proteolytic bacteria in A-TMR and L-TMR, respectively, and both their proteinases were mainly with metalloproteinase characteristics. In the latter ensiling phase, Enterococcus faecium strains became the major sources of proteolytic enzymes in both TMR silages. Their proteinases were mainly of metallo and serine proteinases classes in this experiment. Conclusion: Proteolytic aerobic bacteria were substituted by proteolytic lactic acid bacteria during ensiling, and the microbial serine and metallo proteinases in these strains played leading roles in proteolysis in TMR silages.
In, Man-Jin;Gwon, Su-Yeon;Chae, Hee-Jeong;Kim, Dong-Chung;Kim, Dong-Ho
Applied Biological Chemistry
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v.50
no.4
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pp.304-307
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2007
An efficient production method of spirulina extract was developed by enzymatic treatment using cell lytic and proteolytic enzymes. The suitable dosage of Tunicase, a cell lytic enzyme, was found to be 2.0% (w/w). Proteolytic enzymes were screened to obtain high solid recovery and spirulina extraction (SE) index, which indicates nucleic acid-related substances content. Among the seven tested proteases, Esperase was selected and optimal dosage of this enzyme was 2.0% (w/w). The solid recovery and SE index of simultaneous treatment and co-treatment using optimal dosages of Tunicase and Esperase were greatly similar, respectively. However, co-treatment had the effect of shortening total hydrolysis time. The SE index and solid recovery of co-treatment were significantly enhanced by 75% $(11.4{\rightarrow}20.0)$ and 45% $(45.2%{\rightarrow}65.3%)$, respectively, than those of the non-treated extracts.
In an attempt to develop a probiotic formulation for poultry feed, a number of lactic acid bacteria (LAB) were isolated from chicken intestinal specimens and a series of in vitro experiments were performed to evaluate their efficacy as a potential probiotic candidate. A total of 650 LAB strains were isolated and screened for their antagonistic potential against each other. Among all the isolates only three isolates (TMU121, 094 and 457) demonstrated a wide spectrum of inhibition and were thus selected for detailed investigations. All three selected isolates were able to inhibit the growth of E. coli and Salmonella species, although to variable extent. The nature of the inhibitory substance produced by the isolates TMU121 and 094 appeared to be associated with bacteriocin, as their activity was completely lost after treatment with proteolytic enzymes, while pH neutralization and catalase enzyme had no effect on the residual activity. In contrast, isolate TMU457 was able to resist the effect of proteolytic enzymes while pH neutralization completely destroyed its activity. Attempts were made to study the acid, bile tolerance and cell surface hydrophobicity of these isolates. TMU121 showed high bile salt tolerance (0.3%) and high cell surface hydrophobicity compared to the other two strains studied, while TMU094 appeared the most pH resistant strain. Based on these results, the three selected LAB isolates were considered as potential ingredients for a chicken probiotic feed formulation and were identified to species level based on their carbohydrate fermentation pattern by using API 50CH test kits. The three strains were identified as Lactobacillus fermentum TMU121, Lactobacillus rhamnosus TMU094, and Pediococcus pentosaceous TMU457.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Due to its beneficial health effects, use of buckwheat has shown a continuous increase, and concerns regarding the allergic property of buckwheat have also increased. This study was conducted for evaluation of the hydrolytic effects of seven commercial proteases on buckwheat allergens and its allergenicity. MATERIALS/METHODS: Extracted buckwheat protein was hydrolyzed by seven proteolytic enzymes at individual optimum temperature and pH for four hours. Analysis was then performed using SDS-PAGE, immunoblotting, and competitive inhibition ELISA (ciELISA) with rabbit antiserum to buckwheat protein, and direct ELISA with pooled serum of 21 buckwheat-sensitive patients. RESULTS: Alkaline protease, classified as serine peptidase, was most effective in reducing allergenicity of buckwheat protein. It caused decomposition of the whole buckwheat protein, as shown on SDS-PAGE, and results of immunoblotting showed that the rabbit antiserum to buckwheat protein no longer recognized it as an antigen. Allergenicity showed a decrease of more than 50% when pooled serum of patients was used in ELISA. Two proteolytic enzymes from Aspergillus sp. could not hydrolyze buckwheat allergens effectively, and the allergenicity even appeared to increase. CONCLUSIONS: Serine-type peptidases appeared to show a relatively effective reduction of buckwheat allergenicity. However, the antigenicity measured using rabbit antiserum did not correspond to the allergenicity measured using sera from human patients. Production of less allergenic buckwheat protein may be possible using enzymatic hydrolysis.
The degree of autolysis and lytic enzyme production in the culture filtrate of Rhizopus oryzae was investigated. The formation of protoplast by using autolytic enzymes from Rh. oryzae was also attempted. Protoplasts were liberated from Rh. oryzae mycelium by lytic enzymes present in autolytic-phase culture filtrate. Maximum release of chitosanase and proteolytic enzyme into culture filtrate during autolysis was corresponded to maximum protoplast-liberating activity. High yields of protoplasts were obtained from 10 hr-age of Rh. oryzae mycelium with 0.5 M mannitol as osmotic stabilizer. The optimum temperature and pH for mycelium digestion were $25{\sim}30^{\circ}C$ and $6.0{\sim}6.5$ respectively. The mycelium of the 18 hours cultures were treated with autolytic enzyme in same volume of osmotic stabilizer at $30^{\circ}C$ for 5 hours and then it was confirmed by scanning electoron microscope that protoplast were produced beside the digesting cell wall of the fungi.
Cavello, Ivana A.;Chesini, Mariana;Hours, Roque A.;Cavalitto, Sebastian F.
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.23
no.7
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pp.1004-1014
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2013
Six nonpathogenic fungal strains isolated from alkaline soils of Buenos Aires Province, Argentina (Acremonium murorum, Aspergillus sidowii, Cladosporium cladosporoides, Neurospora tetrasperma, Purpureocillium lilacinum (formerly Paecilomyces lilacinus), and Westerdikella dispersa) were tested for their ability to produce keratinolytic enzymes. Strains were grown on feather meal agar as well as in solid-state and submerged cultures, using a basal mineral medium and "hair waste" as sole sources of carbon and nitrogen. All the tested fungi grew on feather meal agar, but only three of them were capable of hydrolyzing keratin, producing clear zones. Among these strains, P. lilacinum produced the highest proteolytic and keratinolytic activities, both in solid-state and submerged fermentations. The medium composition and culture conditions for the keratinases production by P. lilacinum were optimized. Addition of glucose (5 g/l) and yeast extract (2.23 g/l) to the basal hair medium increased keratinases production. The optimum temperature and initial pH for the enzyme production were $28^{\circ}C$ and 6.0, respectively. A beneficial effect was observed when the original concentration of four metal ions, present in the basal mineral medium, was reduced up to 1:10. The maximum yield of the enzyme was 15.96 $U_c/ml$ in the optimal hair medium; this value was about 6.5-fold higher than the yield in the basal hair medium. These results suggest that keratinases from P. lilacinum can be useful for biotechnological purposes such as biodegradation (or bioconversion) of hair waste, leading to a reduction of the environmental pollution caused by leather technology with the concomitant production of proteolytic enzymes and protein hydrolyzates.
This Paper deals with the development of a technology for making a hydrophilic gel of Polyethylene oxide reception in which radiating ability is employed to cause cross-linking of Polymers in a water solution. The gel of polyethylene oxide was shown to be nontoxic contain 5-50% of polymer and be useful in composite medicinal forms along with biologically active substances including Bac. subtilis proteases. Proteases immobilized in the gel possess high thermal stability and proteolytic activity and are readily applied in medicine. The effect of immobilized proteolytic and glucolytic enzymes of Bac. subtillis (Immozimase) on the warm ischemia-reperfusion (I/R) which can cause hepatic and jejunum injury was also studied. These enzymes were immobilized on water-soluble polymer polyethylene glycol by means of an electron beam. The number of degraanulated mast cells as well as serum ALT after I/R in the group with Immozimase was decreased to almost half as compared with the control group. Pretreatment with Immozimase resulted in significant reduction of hepatic and gut neutrophil accumulation as compared with control animals. It was concluded that Immozimase has a protective effect for hepatic and gut ischemia/reperfusion, and this effect seems to be associated with prevention of leukocyte accumulation .
The purpose of this study was to prepare low-molecular weight collagen using a commercial proteolytic enzyme (Protamex) from collagen extracted from feet of Korean native chicken and to investigate the quality characteristics of this collagen. The collagen content of Korean native chicken feet was 13.9 g/100 g, which was higher than the 6.21 g/100 g of general broilers. It was found that the content of low molecular weight collagen increased as the concentration of proteolytic enzymes and reaction time increased. In particular, reaction with 1% Protamex for 7 h resulted in 55.6% of low molecular weight (1,000-5,000 Da) collagen content, and the average molecular weight was 5,390 Da. Regarding the texture of the enzyme-treated collagen, the collagen with high molecular weight peptides decomposed into low molecular weight peptides, and the gel type could not be formed, whereas the sol type was maintained.
In order to increase the utilization of defatted sesame meal (DSM), a by-product of sesame oil production, the conditions of extraction of insoluble proteins from DSM by enzyme treatment were investigated. As a result of comparing the treatment results of proteolytic enzymes Alcalase, Flavorzyme, Neutrase, and Protamex with control, Protamex was effective in increasing the total solid and protein content. At the reaction conditions of Protamex (50 ℃, pH 6.0), the dosage of enzymes was appropriate for 1% of DSM and 3 h of enzyme reaction time. To improve the efficiency of enzymatic treatment, the protein content extracted increased as the heat treatment temperature increased, and slightly increased above 110 ℃. As a result of investigating the effect of the combination treatment of cell lytic enzyme (Tunicase) and protease (Protamex) on protein solubilization, it was most effective to treat the cell lytic enzyme after processing the protease. After heat treatment (110 ℃, 10 min), sequential treatment of Protamex and Tunicase increased the protein content by about 3.5 times (9.85→35.58 mg/mL) of the non-heated control and 2.2 times (15.83→35.58 mg/mL) of the heat treated control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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