Preparation and identification of anti-inflammatory peptides derived from Yamabushitake (Hericium erinaceus) mushroom proteins

การเตรียมและการระบุชนิดของเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบจากโปรตีนเห็ดหัวลิง

Name: A. Buddhika G. Silva

LCSH: Mushrooms -- Proteins

LCSH: Hericium erinaceus

LCSH: Extraction (Chemistry)

LCSH: Peptides

LCSH: Anti-inflammatory agents

Abstract: Yamabushitake (Hericium erinaceus)-HE is globally recognized as one of the most important medicinal mushrooms. HE proteins have gained much attention, especially in relation to the bioactive properties. Among bioactive properties, anti-inflammatory activity gains prime importance since prolonged inflammation as well as anti-inflammatory synthetic drugs lead to serious health complications. Therefore, the main objective of this study was to investigate potential anti-inflammatory bioactive peptides from Yamabushitake (Hericium erinaceus) mushrooms. Proteins were extracted by using pulsed electric field (PEF)-assisted alkaline extraction with varied electric field strengths (5 kV/cm, 10 kV/cm) and pulse numbers (10000, 15000, 20000, 25000 pulses). The derived total protein content was compared to the conventional alkaline extraction. The extracted protein was characterized in terms of amino acid profile, amino acid score (AAS), digestibility, and protein digestibility corrected amino acid score (PDCAAS). After that, the protein was further hydrolyzed under the in vitro gastrointestinal (GI) tract. Three fractions (unhydrolyzed, pepsin hydrolyzed, and pepsin-trypsin hydrolyzed) were evaluated for anti-inflammatory activity. The most effective fraction was chosen to fractionate using membrane ultrafiltration (3-10 kDa) and size exclusion chromatography. The fraction possessing the highest potential for anti-inflammatory activity was investigated to confirm the peptide sequences. The optimized PEF-assisted extraction for HE protein, including 5 kV/cm of electric field strength and 25,000 pulses, provided higher extraction efficiency by 42.44% than conventional alkaline treatment. Essential amino acid content was 44.59% of total amino acids, with lysine and sulfur-containing amino acids as limiting amino acids in HE proteins, and digestibility was found to be 71.33±0.30%. Pepsin-trypsin hydrolysis stimulated the most potent anti-inflammatory activity that significantly decreased the formation of nitric oxide (NO) and interleukin-6 (IL-6) by 36.2% and 31.8%, respectively (p < 0.05) After membrane ultrafiltration, peptides with >10 kDa showed the highest anti-inflammatory activity by reducing NO and IL-6 formation with values of 34.85% and 46.11%, respectively (p < 0.05) Three fractions were collected from size exclusion chromatography, and nine major peptide sequences were identified from those three fractions by LC-MS/MS with 6-9 amino acids, including LLLFRNKN, LLLKKSL, LLEAWSL, LLLKVKT, VVGPLAKSA, LLLLLLLL, SL L LYLLFGV, ELALVVKN, and KNFLFR. The identified nine peptides are composed of 50-100% hydrophobic amino acids. Leucine, which was the most abundant amino acid, existed in all sequences, followed by lysine and valine. These findings uncover the effective integration of in vitro gastrointestinal digestion and fractionation for producing anti-inflammatory peptides from Yamabushitake mushroom proteins for applications as a functional food ingredient or nutraceuticals.

Abstract: เห็ดหัวลิง (Hericium erinaceus) ถือเป็นหนึ่งในเห็ดที่มีสรรพคุณทางยาที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย โปรตีนจากเห็ดหัวลิงได้รับความสนใจอย่างมากโดยเฉพาะในด้านของฤทธิ์ทางชีวภาพต่าง ๆ ซึ่งฤทธิ์ต้านอักเสบมีความสำคัญเป็นอันดับแรก เนื่องจากการอักเสบเรื้อรังและการใช้ยาสังเคราะห์ ด้านการอักเสบสามารถนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนทางสุขภาพที่ร้ายแรงได้ ดังนั้น วัตถุประสงค์หลักของการศึกษานี้ คือ เพื่อประเมินศักยภาพในการด้านการอักเสบของเปปไทด์ที่ได้จากเห็ดหัวลิง โดยเห็ดหัวลิงถูกนำมาสกัดโปรตีนโดยใช้เทคนิคสนามไฟฟ้าพัลส์ร่วมกับสารละลายด่าง ที่ความเข้มสนามไฟฟ้า (5 และ 10 kV/cm) และจำนวนพัลส์ (10,000-25,000 พัลส์) ที่แตกต่างกัน และเปรียบเทียบปริมาณโปรตีนทั้งหมดกับการสกัดด้วยสารละลายด่างแบบดั้งเดิม โปรตีนที่สกัดได้ถูกนำมาวิเคราะห์ชนิดและปริมาณกรดอะมิโน ค่า Amino acid score (AAS) ค่าการถูกย่อย (digestibility) และค่า protein digestibility corrected amino acid score (PDCAAS) จากนั้น โปรตีนถูกนำมาย่อยภายใต้สภาวะจำลองทางเดินอาหาร เพื่อเตรียมตัวอย่างเปปไทด์สำหรับการประเมินฤทธิ์ต้านอักเสบ จำนวน 3 ส่วน ได้แก่ โปรตีนที่ไม่ผ่านการย่อย โปรตีนที่ผ่านการย่อยด้วยเอนไซม์เพปซิน และโปรตีนที่ผ่านการย่อยด้วยเอนไซม์เพปซิน-ทริปซิน โดยเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ต้านอักเสบสูงสุดถูกนำไปแยกส่วนอีกครั้งด้วยเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชัน (3-10 kDa) และ Size exclusion chromatography รวมถึงการยืนยันลำดับกรดอะมิโนของเปปไทด์ที่ได้ จากการศึกษา พบว่า สภาวะที่เหมาะสมในการสกัดโปรตีนเห็ดหัวลิงด้วยเทคนิคสนามไฟฟ้าพัลส์ร่วมกับการสกัดด้วยด่าง ประกอบด้วย ความเข้มสนามไฟฟ้า เท่ากับ 5 kV/cm และจำนวนพัลส์ เท่ากับ 25,000 พัลส์ ซึ่งมีประสิทธิภาพในการสกัดโปรตีนสูงกว่าการสกัดด้วยวิธีการดั้งเดิมถึงร้อยละ 42.44 โปรตีนที่ได้ประกอบด้วยกรดอะมิโนจำเป็นสูงถึงร้อยละ 44.59 โดยมีกรดอะมิโนจำกัด ได้แก่ ไลซีน และกรดอะมิโนที่มีซัลเฟอร์ในโครงสร้าง นอกจากนี้ โปรตีนเห็ดหัวลิงมีค่าการถูกย่อยในสภาวะจำลองทางเดินอาหาร ประมาณร้อยละ 71.33 การย่อยด้วยเอนไซม์เพปซิน-ทริปซิน สามารถกระตุ้นฤทธิ์ต้านอักเสบได้สูงสุด โดย สามารถลดการผลิตสารไนตริกออกไซด์ (NO) และ interleukin-6 (IL-6) ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.05) ประมาณร้อยละ 36.2 และ 31.8 ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม หลังจากการแยกส่วนด้วยเมม เบรนอัลตราฟิลเตรชัน พบว่า เปปไทด์ขนาดน้ำหนักโมเลกุลมากกว่า 10 kDa มีฤทธิ์ต้านอักเสบสูงสุด โดยสามารถลดการผลิตสารไนตริกออกไซด์ (NO) และ interleukin-6 (IL-6) ได้อย่างมีนัยสำคัญทาง สถิติ (p < 0.05) ประมาณร้อยละ 34.85 และ 46.11 ตามลำดับ นอกจากนี้ พบว่า เปปไทด์ถูกแยกออกเป็น 3 ส่วน ด้วยเทคนิค Size exclusion chromatography เมื่อนำมาวิเคราะห์ลำดับกรดอะมิโนโดยใช้เทคนิค LC-MS/MS พบว่า เปปไทด์หลัก 9 ชนิดที่ตรวจพบ มีลำดับกรดอะมิโน ได้แก่ LLLFRNKN, LLLKKSL, LLEAWSL, LLLKVKT, VVGPLAKSA, LLLLLLLL, LYLLFGV, ELALVVKN, และ KNFLFR ซึ่งพบว่า เปปไทด์ทั้ง 9 ชนิด มีกรดอะมิโนกลุ่ม hydrophobic เป็นองค์ประกอบถึงร้อยละ 50 ถึง 100 โดยมีกรดอะมิโนลิวซีนในสัดส่วนสูงสุด ตามด้วยกรดอะมิโนไลซีนและวาลีน การศึกษานี้ ค้นพบว่า กระบวนการย่อยโปรตีนเห็ดหัวลิงภายใต้สภาวะจำลองทางเดินอาหารร่วมกับเทคนิคการ แยกส่วน มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการผลิตเปปไทด์ต้านอักเสบเพื่อประยุกต์ใช้เป็นส่วนผสมเชิง ฟังก์ชันในอาหารและโภชนเภสัชภัณฑ์

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Suphat Phongthai

Role: Advisor

Created: 2024

Modified: 2026-04-15

Issued: 2026-04-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Food Science and Technology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	651335813.pdf	3.15 MB

ใช้เวลา

0.02499 วินาที