Development of silk sericin extraction process using bromelain and study antioxidant activities of the hydrolysates

Authors

  • Suwannee Thaenthanee Department of Science Service
  • Pattamaporn Jitpreeda Department of Science Service
  • Thanawan Rojpitikul Department of Science Service
  • Subongkoch Subtaeng Department of Science Service

DOI:

https://doi.org/10.60136/bas.v9.2020.202

Keywords:

Sericin, Extraction, Bromelain, Antioxidant

Abstract

Sericins, the glue-like proteins obtained from silk threads of Bombyx mori, have received many attentions in cosmetic and biomedical applications. This research aimed to study extraction process of sericins from white silk cocoon. Firstly, silk cocoon were cleaned, dried, and extracted with distilled water in an autoclave. The silk extract was digested with bromelain in 5 different levels at 1, 2, 3, 4 and 5%. After digestion, the extracts were tested for antioxidant activities by DPPH assay. It was found that the protein hydrolysate with 5% bromelain gave the highest antioxidant activities against DPPH assay with IC50 value of 7.20±0.10 mg/ml. Therefore, the bromelain concentration at 5% was chosen to digest silk extracts obtained from the 3 extraction methods, 1) extraction with distilled water in an autoclave, 2) extraction with phosphate buffer solution pH 7.0 in an autoclave and 3) extraction with 0.2% sodium hydrogen carbonate (NaHCO3) or baking soda solution and heating. Then the extracts were further digested with 5% bromelain in appropriate condition. The protein hydrolysates were collected, and the protein contents, molecular size, and antioxidant activities were measured. It was found that the protein hydrolysates had protein content of 13.00 ± 0.64, 12.32 ± 0.50 and 13.20 ± 0.95 mg/ml, respectively. Molecular size analysis using Tricine system of Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel Electrophoresis (Tricine SDS-PAGE) showed that the sizes of protein hydrolysates were smaller than that of the undigested. The antioxidants activities by DPPH assay revealed that protein hydrolysates showed significantly higher antioxidant activities than that of proteins before enzymatic digestion. It can be concluded that bromelain can enhance the antioxidant efficiency of the silk sericin extract.

References

GAMO, T., T. INOKUCHI and H. LAUFER. Polypeptides of fibroin and sericin secreted from the different sections of the silk gland in Bombyx mori. Insect Biochemistry. 1977. 7(3), 285-295.

ARAMWIT, P., S. DAMRONGSAKKUL, S. KANOKPANONT and T. SRICHANA. Properties and antityrosinase activity of sericin from various extraction methods. Biotechnology and applied biochemistry. 2010. 55(2), 91-98.

MAHMOODI, N. M., M. ARAMI, F. MAZAHERI and S. RAHIMI. Degradation of sericin (degumming) of Persian silk by ultrasound and enzymes as a cleaner and environmentally friendly process. Journal of Cleaner Production. 2010. 18(2), 146-151.

GOMORI, G. Preparation of buffers for use in enzyme studies. Methods of enzymology. 1955. 1, 138-146.

อารี ฤทธิบูรณ์. การผลิตเอนไซม์โบรมิเลนจากลาต้นของสับปะรดและการนำไปใช้ประโยชน์ในการทำผงหมักเนื้อนุ่ม. กรุงเทพฯ : คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. 2554.

นภนีรา แสงสุริยะ, สุฑนี ติยะชัยพานิช และ เอื้ออารีย์ พรเศรษฐคุณ . การผลิตเอนไซม์โบรมิเลนจากลำต้นสับปะรด. วิทยานิพนธ์สาขาเทคโนโลยีชีวภาพ, บัณฑิตวิทยาลัย, กรุงเทพฯ : สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง. 2535.

GULRAJANI, M. L. (ed.). Silk dyeing, printing, and finishing. Hauz Khas, New Delhi : Department of Textile Technology, Indian Institute of Technology. 1988.

KWEON, H. Y., J. H. YEO, K. G. LEE, Y. W. LEE, Y. H. PARK, J. H. NAHM and C. S. CHO. Effects of poloxamer on the gelation of silk sericin. Macromolecular rapid communications. 2000. 21(18), 1302-1305.

สรัลรัตน์ พ่วงบริสุทธิ์, สุพนิดา วินิจฉัย, หทัยรัตน์ ริมคีรี, วิชัย หฤทัยธนาสันติ์ และ สุคันธรส ธาดากิตติสาร. ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ การยับยั้งกิจกรรมเอนไซม์ไทโรซิเนส สมบัติทางกายภาพ และเคมีบางประการของผงโปรตีนไหมพันธุ์โนนฤาษีที่เตรียมโดยการสกัดวิธีต่าง ๆ. การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 48: สาขาอุตสาหกรรมเกษตร. 2555. หน้า 319-327.

พัสตราภรณ์ ทองอิ่มพงษ์, ณัฎฐา เลาหกุลจิตต์, อรพิน เกิดชูชื่น, สุรพงษ์ พินิจกลาง และ เบญจวรรณ ธรรมธนารักษ์. สมบัติต้านอนุมูลอิสระและสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนจากกากทานตะวันที่ไฮโดรไลซ์ด้วยเอนไซม์โบรมิเลนและ Flavourzyme®. วารสารวิจัยและพัฒนา มจธ. 39(4) ตุลาคม - ธันวาคม 2559, หน้า 565-583.

น้ำหนักโมเลกุลของสารสกัดโปรตีนกาวไหม

Downloads

Published

07-10-2022

How to Cite

Thaenthanee, S., Jitpreeda, P., Rojpitikul, T., & Subtaeng, S. (2022). Development of silk sericin extraction process using bromelain and study antioxidant activities of the hydrolysates. Bulletin of Applied Sciences, 9(9), 21–30. https://doi.org/10.60136/bas.v9.2020.202

Issue

Section

Research article