Resumo: A deficiência de ferro é um dos principais problemas nutricionais no mundo, sendo a suplementação de alimentos com sais de ferro uma importante estratégia para combater essa deficiência. Porém, nessa forma, o mineral apresenta baixa biodisponibilidade e pode causar dor de estômago, diarreia, alterações de sabor e aparência dos produtos. Quelatos ferro-peptídeos têm sido apontados como uma promissora fonte de ferro mais biodisponível e com redução desses efeitos adversos. O presente estudo teve por objetivo avaliar o potencial de quelação de ferro dos peptídeos obtidos da hidrólise enzimática de isolado proteico de soro de leite (IPS) com as enzimas alcalase (HA), pancreatina (HP) ou flavourzyme (HF). Os hidrolisados foram ultrafiltrados (membrana de corte de 5 kDa) e as frações permeada (< 5 kDa) e retida (> 5 kDa) foram liofilizadas. Os hidrolisados e suas frações foram caracterizados quanto ao perfil aminoacídico, perfil de hidrofilicidade por cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa (CLAE-FR), perfil de massa molecular (MM) por cromatografia líquida de alta eficiência de exclusão molecular (CLAE-EM) e eletroforese SDS-PAGE Tricina. As frações foram avaliadas quanto à sua capacidade quelante de ferro, utilizando-se FeCl2 na proporção 40:1 proteína:Fe, pH 7,0, 25±2 °C/1h sob agitação, seguida de centrifugação. Para avaliação do ferro livre e/ou fracamente ligado aos peptídeos, o pH dos sobrenadantes da reação de quelação foi ajustado para 3,5 e o Fe2+ solúvel foi determinado. Foi selecionado o hidrolisado com maior capacidade quelante (frações HP > 5 kDa e HP < 5 kDa) para o prosseguimento do trabalho. Para avaliação da estabilidade do quelato, essas frações foram submetidas à digestão gástrica in vitro e posterior neutralização (pH 7,0), seguida de centrifugação. Os peptídeos das amostras selecionadas foram isolados por cromatografia de afinidade por íons metálicos imobilizados (IMAC-Fe3+). Os peptídeos com afinidade pelo ferro foram sequenciados por espectrometria de massas (MS/MS). O grau de hidrólise (GH) dos hidrolisados HA, HP e HF foi 16,8%, 16,4% e 9,1%, respectivamente. O perfil eletroforético das frações < 5 kDa não apresentou bandas, enquanto as frações > 5 kDa apresentaram bandas de MM inferior; porém, por CLAE-EM, foi verificado que todas as frações apresentaram peptídeos de MM aparente superior a 5 kDa, sugerindo que nas condições usadas houve formação de agregados. Na reação de quelação, HP > 5 kDa reteve 70,6% do ferro em solução, enquanto as demais frações variaram entre 37,4% e 66,1%. A fração HP > 5 kDa apresentou maior teor de ferro precipitado em pH 3,5 (65,3%), sugerindo maior interação peptídeos-ferro. A mesma amostra, após digestão gástrica, apresentou solubilidade do ferro inicialmente presente entre 57,8 e 59,0% em pH 7,0, sugerindo que a digestão com ou sem pepsina não desfez totalmente o complexo formado. Esse teor foi superior ao obtido com HP < 5 kDa (40,1 a 43,0%), bem como ao ensaio controle com FeCl2 (9,9%). No isolamento de peptídeos por IMAC-Fe3+, verificou-se maior teor de peptídeos com capacidade quelante de ferro na fração HP > 5 kDa (70%) do que na fração HP < 5 kDa (50%). O sequenciamento por MS/MS mostrou, em todos os fragmentos, presença de Glu e/ou Asp, cujos grupos carboxílicos estão entre os principais sítios de ligação com o ferro. Os resultados sugerem que a hidrólise do IPS com pancreatina origina peptídeos com alta capacidade quelante de ferro. Esses peptídeos podem ser usados para obtenção de quelatos Fe2+-peptídeos que, futuramente, sejam aplicados para fortificação de alimentos no intuito de elevar a biodisponibilidade do ferro, além de potencialmente reduzir seus efeitos pró-oxidantes Ver menos

Abstract: Iron deficiency is one of the major nutritional problems in the world, being the food supplementation with iron salts an important strategy to combat this deficiency. However, in salt form, this mineral has low bioavailability and may lead to stomachache, diarrhea and even cause changes in flavor and appearance of food products. Iron-peptides chelates have been suggested as a promising source of more bioavailable iron, reducing these side effects. This study aimed at evaluating the iron-binding ability of peptides obtained from enzymatic hydrolysis of whey protein isolate (WPI) with alcalase (AH), pancreatin (PH) or flavourzyme (FH). Hydrolysates were ultrafiltered in 5 kDa membrane and permeate (< 5 kDa) and retentate (> 5 KDa) fractions were lyophilized. Hydrolysates and their fractions were characterized by aminoacidic profile, hydrophilicity profile by reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC), molecular weight (MW) profile by size-exclusion high performance liquid chromatography (SE-HPLC) and SDS-PAGE Tricine). Fractions were evaluated by iron-binding ability using FeCl2 (40:1 protein:Fe ratio) at pH 7.0 and 25±2 °C for 1h under stirring, followed by centrifugation. For evaluation of free and/or weakly bound iron, the pH of the supernatant from the chelation reaction was adjusted to 3.5 and soluble Fe2+ was determined. The hydrolysate with higher iron-binding ability was selected (fractions PH > 5 kDa and PH < 5 kDa) for further proceeds. To evaluate the chelate stability, these fractions were subjected to in vitro gastric digestion and further neutralization, followed by centrifugation. The peptides of selected samples were isolated by immobilized metal affinity chromatography (IMAC-Fe3+). The peptides with iron-binding affinity were sequenced by mass spectrometry (MS/MS). The degree of hydrolysis (DH) of hydrolysates AH, PH and FH was 16.8%, 16.4% and 9.1%, respectively. Electrophoretic profile of fractions < 5 kDa did not present any band, while fractions > 5 kDa presented peptides with lower MW. However, by SE-HPLC, it was verified peptides with apparent MW above 5 kDa for all samples, suggesting that, under the conditions studied, there was aggregates formation. In the chelation reaction, PH > 5 kDa retained 70.6% of iron in solution, while other samples ranged from 37.4% to 66.1%. PH > 5kDa showed higher content of precipitated iron in pH 3.5 (65.3%), suggesting greater peptide-iron interaction. After gastric digestion, the same sample showed initial iron solubility ranging from 57.8 and 59.0% in pH 7.0, suggesting that digestion with or without pepsin was not able to completely break the complex formed. This content was higher than that obtained in both PH < 5 kDa (40.1 to 43.0%) and the control assay with FeCl2 (9.9%). IMAC-Fe3+ isolation showed higher content of iron-binding peptides in PH > 5 kDa (70%) than in PH < 5 kDa (50%). The MS/MS sequencing showed Glu and/or Asp in all fragments, which carboxylic groups are among the main iron-binding sites. The results suggest that WPI hydrolysis with pancreatin yields peptides with high iron-binding ability. These peptides may be used for obtaining iron-peptide chelates, which, in future, may be applied in food fortification in order to increase iron bioavailability and potentially reduce its pro-oxidant effects Ver menos