Reinigung, Struktur und antioxidative In-vitro-Aktivität von Polypeptiden aus Tartarischem Buchweizen
Buchweizen, auch als Schwarzer Weizen, Buchweizen, Dreiecksweizen usw. bekannt, gehört zur Familie der Polygonaceae und zur Gattung der Buchweizen. Es handelt sich um eine zweikeimblättrige Pflanze, die ihren Ursprung in China hat und eine der ältesten Kulturpflanzen der Welt ist. In China ist er eine einzigartige kleine Getreidepflanze, die Nahrung und Medizin in sich vereint. Laut dem Compendium of Materia Medica hat der bittere Buchweizen einen bitteren, milden und kalten Geschmack und hat die Funktion, das Qi zu reduzieren, die Eingeweide zu erweitern, den Geist zu stärken, die Qi-Zirkulation zu fördern und den Blutstau zu beseitigen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die aus den bitteren Buchweizenkörnern gewonnenen Peptidextrakte und ihre Proteinhydrolyse verschiedene biologische Wirkungen haben, wie z. B. cholesterinsenkende, krebs- und tumorhemmende, hyperlipidämiehemmende und antioxidative Wirkungen.
Bioaktive Peptide haben vielfältige biologische Funktionen, die eng mit ihrer Aminosäurezusammensetzung und -sequenz zusammenhängen. Der Schlüssel zur Untersuchung der Wirksamkeit von Peptiden ist daher die Identifizierung ihrer Struktur. Die Abtrennung und Reinigung ist ein entscheidender Schritt bei der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Peptidstruktur und -wirksamkeit. Zu den häufig verwendeten Peptidtrennungs- und -reinigungsverfahren gehören Chromatographie, Membrantrennung, Elektrophorese usw. Unter ihnen ist die Chromatographie die am häufigsten verwendete Technik. Aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Proteinhydrolysaten werden häufig mehrere Methoden zur Trennung und Reinigung kombiniert, um eine Peptidabtrennung und -anreicherung zu erreichen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Proteine oder enzymatischen Hydrolyseprodukte des Buchweizens verschiedene biologische Aktivitäten haben, aber ihre biologischen Aktivitätsmechanismen sind noch nicht sehr klar, und es gibt nur wenige Berichte über die Strukturanalyse und die biologische Aktivität der aktiven Peptide des Buchweizens. Ma et al. isolierten und identifizierten vier antioxidative Peptide (WPL, VPW, VFPW und PW) aus verdautem Buchweizenprotein, die eine stärkere Fähigkeit haben, freie ABTS-Radikale abzufangen als Buchweizenproteinmischungen. Luo verwendete alkalische Protease, um tartarisches Buchweizenprotein zu hydrolysieren, um tartarisches Buchweizenproteinhydrolysat zu erhalten. Nach Ultrafiltration, Anionenaustauschchromatographie und umgekehrter Hochleistungsflüssigkeitschromatographie wurde die aktive Peptidkomponente des Buchweizens erfolgreich abgetrennt, und die Aminosäuresequenz wurde als Ala Phe Tyr Arg Trp ermittelt.
In dieser Studie wurden die Rückstände des funktionellen Extrakts von Buchweizen als Rohmaterial verwendet, um das Rohprotein von Buchweizen zu extrahieren, und es wurden Buchweizenpeptide durch Fermentation mit pflanzlichem Lactobacillus hergestellt. Die gewonnene Fermentationsbrühe aus Buchweizenpolypeptiden wurde durch makroporöses Adsorptionsharz, Dextrangel und Flüssigkeitschromatographie gereinigt und ihre antioxidative Aktivität bestimmt. Die Struktur der ausgewählten Teile mit starker antioxidativer Aktivität wurde identifiziert, und die Hauptquelle der antioxidativen Aktivität des Rohextrakts aus Buchweizenpolypeptid wurde erforscht, um eine theoretische Grundlage für die weitere Erforschung des Buchweizenpolypeptids und seine Anwendung in funktionellen Lebensmitteln und Gesundheitsprodukten zu schaffen.

 

Nach der Trennung und Reinigung mit Sephadex G-15-Glucan-Gel war das ABTS- und DPPH-Radikalfängervermögen der T-3-Komponente am besten, und die Fängerraten betrugen 96% bzw. 94%. Das durch makroporöses Adsorptionsharz gereinigte tartarische Buchweizenpolypeptid hat eine starke hemmende Wirkung auf DPPH und ABTS, ähnlich wie die durch Gel abgetrennte und gereinigte T-3-Komponente, und zeigt eine bedeutende antioxidative Aktivität.
Die Materialidentifizierung wurde an der durch Flüssigchromatographie abgetrennten T-3-1-Komponente durchgeführt, und es wurden insgesamt 249 Proteine und 2324 Peptide aus der T-3-1-Komponente identifiziert. Die identifizierten Peptide bestehen meist aus 10-15 Aminosäuren und gehören zum Längenbereich biologisch aktiver Peptide. Nach den Identifizierungsergebnissen der Massenspektrometrie der T-3-1-Komponente sind die Aminosäuresequenzen der wichtigsten antioxidativen Peptide Phenylalanin-Prolin-Tyrosin (Phe Pro Tyr, FPY) und Tyrosin-Leucin-Prolin-Phenylalanin (Tyr Leu Pro Phe, YLPF).
Die antioxidative Kapazität von Buchweizenpeptiden variiert je nach Reinheitsgrad. Nach weiterer Trennung und Reinigung der T-3-Komponente durch Flüssigchromatographie wurde die Komponente T-3-1 gewonnen. Obwohl die Reinheit der Buchweizenpeptide 98% erreichte, wurden die Hemmungsraten von DP-PH und ABTS nicht mehr erhöht, sondern leicht verringert, mit Hemmungsraten von 89% bzw. 90%. Die antioxidative Aktivität der durch Fermentation hergestellten Buchweizenpeptide ist möglicherweise nicht vollständig positiv mit der Reinheit des Peptids korreliert. Wenn der Reinheitsgrad bis zu einem gewissen Grad erhöht wird, nimmt die antioxidative Aktivität der Peptide tatsächlich ab.