Biochemistry and Food Chemistry (Council of Physical Sciences)
60 %
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)
40 %
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Department of Chemistry and Biochemistry (Kaposvár University)
Participants
Csapóné dr. Kiss, Zsuzsanna Lóki, Katalin Pohn, Gabriella Vargáné Visi, Éva
Starting date
2006-02-01
Closing date
2009-01-31
Funding (in million HUF)
5.000
FTE (full time equivalent)
0.52
state
closed project
Summary in Hungarian
Az élelmiszerek és a takarmányok D-aminosav-tartalmának döntő hányada a gyártás során alakul ki. Az aminosavak racemizációja a fehérjék emészthetőségének a csökkenéséhez és az aminosavak hasznosíthatóságának a romlásához vezet, és több jel arra utal, hogy a D-aminosavak hosszútávú fogyasztásának egészségkárosító hatása lehet. A fehérje-veszteség és az egészségügyi kockázat visszaszorítása érdekében szükségünk van az élelmiszerek és a takarmányok gyártásakor alkalmazott termikus műveletek körülményeinek összehangolására oly módon, hogy a műveleti célt minél kevesebb D-aminosav-növekmény mellett valósítsuk meg. Jelenlegi ismereteink szerint nem áll rendelkezésre olyan analitikai módszer, mellyel élelmiszerek és takarmányok L- és D-triptofán-tartalmát meg lehet határozni, így célul tűztük ki ennek megvalósítását. Ezt követően a triptofán racemizációjára ható tényezők vizsgálatát végeznénk el, első lépésben L-triptofánt tartalmazó oldatok vizsgálatával, majd tiszta fehérjeoldatokban, végül élelmiszer-és takarmány-alapanyagok termikus kezelése során. A fő cél a racemizáció sebességét meghatározó jellemzők vizsgálata, majd ennek ismeretében olyan eljárások kidolgozása, melyek lehetővé teszik az esszenciális L-triptofán-tartalom minél nagyobb mértékű megőrzését az élelmiszerek és a takarmányok termikus kezelése során.
Summary
The formation of D-amino acid content of foods and feeds is mainly associated with their processing. Racemization of amino acids leads to the decrease of the digestibility of protein and limited bioavailability of amino acids and it cannot be excluded that the long time consumption of D-amino acids is harmful to health. In order to diminish the loss of protein and risk of health the processing conditions during food and feed production should be optimized in order to accomplish the aim of operation with the smallest formation of D-amino acids. Recently there is not reliable method in order to determine the L- and D-tryptophan content of foods and feeds therefore the first purpose of the research will be to obtain an analytical method in order to determine the amount of tryptophan enantiomers. If the exact measurement of tryptophan is obtained, the evaluation of the factors that determine the racemization of that can be accomplished, first with the use of L-tryptophan-containing solutions, later in clear protein solutions. Finally the racemization of food and feed ingredients will be investigated during different thermic treatments under different conditions. The main aim of the research is to investigate the factors affect the rate of racemization and with the help of this knowledge having a better chance for the preservation of the essential L-tryptophan content of foods and feeds during thermic treatments.
Final report
Results in Hungarian
A kutatás során megvalósítottuk a Trp-enantiomerek elválasztását a fehérjékben előforduló egyéb aminosavaktól 1-tio-béta-D-glükóz-tetraacetáttal és o-ftálaldehiddel képzett diasztereoizomerek formájában.
Megvizsgáltuk a legnagyobb kitermeléssel járó savas fehérjehidrolízis-módszereket a Trp-enantiomerek meghatározása szempontjából. Merkapto-etán-szulfonsav jelenlétében nem megy végbe a származékképzési reakció, a MES-felesleg megkötését, eltávolítását csak nagyon nehezen lehet megoldani. A p-toluol-szulfonsavas módszert vizsgáltuk önmagában, ill. triptamin és 3-indol-propionsav védőreagens jelenlétében. PTS jelenléte a származékképzést nem zavarta, azonban csupán PTS-at alkalmazva hidrolizáló reagensként a Trp visszanyerése nagyon alacsony. Amennyiben triptamint is adunk a rendszerhez a hidrolízis során a Trp indolgyűrűjének megvédése érdekében, a származékképzéskor csapadék képződött, így az elválsztást HPLC-vel nem tudtuk megvalósítani. 3-indol-propionsavat alkalmazva védőreagensként a származékképzés lejátszódott, a triptofán visszanyerése 75% felettinek adódott.
A fentieken túl vizsgáltuk a Trp racemizációját szabad formában és fehérjében kötve modelloldatokkal, valamint különböző ideig sütött húsokban, illetve lúgosan kezelt vágóhídi hulladékokban.
Results in English
During the research we accomplished the separation of the enantiomers of Trp from the other protein amino acids, in the form of diastereoisomers formed with 1-thio-β-D-glucose tetra acetate and o-phtaldialdehyde.
We examined the acidic protein hydrolysis methods providing the highest recovery in respect of determination of Trp enantiomers. In the presence of 2-mercaptoethane sulfonic acid (MESA) no derivatization takes place, the excess of MESA can be eliminated with much difficulty only. The p-toluenesulfonic acidic (pTSA) method was examined without using a protecting agent, and in the presence of protecting agents tryptamine and 3-indolyl propionic acid, respectively. The presence of pTSA does not disturb the derivatization, however, if solely pTSA is used as hydrolyzing agent, the recovery of Trp is very low. If also tryptamine was added in order to protect the indole group of Trp during the hydrolysis, precipitation occurred during the derivatization, so the separation was not possible by HPLC. If 3-indolyl propionic acid is applied as protecting agent, the derivatization takes place with a recovery above 75% for Trp.
Beyond the above, we also examined racemization of free and protein-bound Trp with model solutions, as well as in meats fried for different durations, and in alkaline treated slaughterhouse waste material, respectively.
Lóki K. - Varga-Visi É. - Albert Cs. - Csapó J.: Szulfonsavas hidrolízis módszerek a fehérje triptofán-tartalma racemizációjának mérésére, pp. 65-68., '06 Műszaki Kémiai Napok, Veszprém, ápr. 25-27., 2006
Lóki K. – Albert Cs. – Vargáné Visi É. – Bíró M. – Salamon Sz. – Sára P. – Csapóné Kiss Zs. – Csapó J.: A szabad és fehérjében kötött triptofán-enantiomerek meghatározása különböző hidrolízismódszerek alkalmazásával, Műszaki Szemle, Kémiai szám, Kolozsvár, 39-40. 35-39., 2007
Lóki K. - Sára P. - Varga-Visi É. - Albert Cs. - Csapó J.: Separation and determination of the tryptophan enantiomers, Acta Agraria Kaposváriensis 10. 2. 341-348., 2006
Lóki K. - Varga-Visi É. - Albert Cs. - Csapó J.: Application of sulfphonic acid hydrolysis methods in order to determine the racemization of tryptophan, pp. 103., In Proc. Int. 7th International Conference on Food Science, Szeged, Apr. 20., 2006
Lóki K. - Albert Cs. - Varga-Visi É. - Sára P. - Csapó-Kiss Zs. - Csapó J.: New possibilities for the determination of the tryptophan enantiomers, KRMIVA 48. 4. 181-186., 2006
Lóki K. - Albert Cs. - Varga-Visi É. - Sára P. - Csapó-Kiss Zs. - Csapó J.: New possibilities for the determination of the tryptophan enantiomers, pp. 169., Proc. Int. 57th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, Antalya, Sept. 17-20., 2006
Csapó, J. – Varga-Visi, É. – Lóki, K. – Albert, Cs.: Analysis of the Racemization of Tryptophan, Chromatographia 63. S101-S104., 2006
Lóki K. – Pohn G. – Albert Cs. – Salamon Sz. – Albert B. – Csapó-Kiss Zs. – Csapó J.: Different acidic hydrolysis methods in order to determine the enantiomers of tryptophan., Amino Acids. 33. 49., 10th International Congress on Amino Acids and Proteins. Kallithea, Greece, Aug. 20-25., 2007
Lóki K. – Pohn G. – Albert Cs. – Albert B. – Mándoki Zs. – Csapó-Kiss Zs. – Csapó J.: Analysis of tryptophan enantiomers bound in proteins after p-toluenesulphonic acid hydrolysis with 3-(3-indolyl)propionic acid as a protecting agent., pp. 136., 7th Balaton Symposium on High-performance Separation Methods. Siófok, Sept. 5-7., 2007
Lóki K. – Mándoki Zs. – Pohn G. – Albert Cs. – Salamon Sz. – Albert B. – Csapóné Kiss Zs. – Csapó J.: A para-toluol-szulfonsav, mint fehérje hidrolízisére alkalmas reagens a triptofán-enantiomerek szempontjából., pp. 59-62., XIII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Kolozsvár, nov. 8-11., 2007
Lóki K. – Pohn G. – Albert Cs. – Salamon Sz. – Albert B. – Sára P. – Csapó J.: A fehérje triptofán enantiomereinek elválasztása és meghatározása., XIII. Ifjúsági Tudományos Fórum. Keszthely, CD kiadvány (5 oldal), 2007
Lóki K. – Varga-Visi É. – Albert Cs. – Csapó J.: Separation and determination of the tryptophan enantiomers., Acta Universitatis Sapientiae, Alimentaria. 1. 61-72., 2008
Csapó J. – Lóki K. – Albert Cs. – Csapóné Kiss Zs.: Új nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás módszerek a kéntartalmú aminosavak és a triptofán enantiomerek meghatározására., pp. 90-91., XXXI. Óvári Tudományos Nap, Mosonmagyaróvár, okt. 5., 2006
Lóki K. – Albert Cs. – Varga-Visi É. – Sára P. – Csapó-Kiss Zs. – Csapó J.: New possibilities for the determination of the tryptophan enantiomers., pp. 103., KRMIVA 2006. Opatija, Croatia, jún 5-8., 2006
Lóki K. – Albert Cs. – Vargáné Visi É. – Bíró M. – Salamon Sz. – Sára P. – Csapó J.: A szabad és fehérjében kötött triptofán enantiomerek meghatározása különböző hidrolízis módszerek alkalmazásával., pp. 97., XII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Csíkszereda, Románia, okt. 3-8., 2006
Lóki K. - Kalambura S. - Mándoki Zs. - Kricka T. - Pohn G. - Albert Cs. - Csapó-Kiss Zs. - Csapó J.: D-tryptophan contents of alkaline digested meat flours., pp. 89., Krmiva 2008. 15th International Conference. Croatia, Opatija, Jun. 2-5., 2008
Salamon Sz. – Lóki K. – Csapó J.: A fehérje triptofán-enantiomereinek analízise., pp 103., Vegyészkonferencia. Szerves és gyógyszerkémia. Hajdúszoboszló, jún. 19-21., 2008
Csapó J. – Lóki K. – Pohn G.: Hővel és lúggal kezelt húspépek D-aminosav tartalmának meghatározása., pp. 3-4., Takarmányanalitikai Konferencia. Keszthely, okt. 3., 2008
