$\beta$-Caseinophosphopeptide (f1-25) confers on $\beta$-casein tryptic hydrolysate an antioxidant activity during iron/ascorbate-induced oxidation of liposomes

Germain Kansci , Claude Genot , Anne Meynier , Frédéric Gaucheron , Jean-Marc Chobert

Protein ingredients such as hydrolysates of milk proteins may improve the nutritive value of functional foods. For instance, $\beta$-casein tryptic hydrolysate could simultaneously increase iron absorption and prevent lipid oxidation in foods containing high contents of polyunsaturated fatty acids (PUFA). The aim of this study was to determine the antioxidant activity of $\beta$-casein tryptic hydrolysate and of its $\beta$-caseinophosphopeptide (f1-25) on Fe(III)/ascorbate-induced oxidation of muscle phospholipids in a liposome system. Oxygen consumption, conjugated dienes (CD), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and volatile compounds were measured during oxidation at 25 °C of the liposomes in the presence of either the $\beta$-casein tryptic hydrolysate (0.24-2.4 mg*mL-1) or of its phosphopeptide (0.1-0.31 mg*mL-1). Oxygen consumption was significantly enhanced in the presence of $\beta$-casein tryptic hydrolysate or of the phosphopeptide (f1-25) and staircase curves were observed for the highest concentrations, showing complex oxidative interactions between iron, $\beta$-casein tryptic hydrolysate or phosphopeptide and the phospholipids. In contrast, on an hourly scale, formation of CD, TBARS and total volatile compounds were inhibited. The inhibition of CD and TBARS reached 50% after 20 h of oxidation in the presence of 1.2 mg*mL-1 $\beta$-casein tryptic hydrolysate or 0.16 mg*mL-1 phosphopeptide (f1-25). Amounts of total volatile compounds produced after 24 h decreased by about 60% in the presence of the hydrolysate (1.2 mg*mL-1) and 50% with the phosphopeptide (f1-25) (0.31 mg*mL-1) due to drastic decrease or even disappearance of alkanals and 2-alkenals. Several alcohols such as pentanol and hexanol were produced in higher amounts. Thus $\beta$-casein tryptic hydrolysate can protect rich-in-PUFA phospholipid liposomes against long-term iron-induced oxidation, mainly due to iron chelation by $\beta$-caseinophosphopeptide (f1-25). This antioxidant activity could benefit specific food products.

L'hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ protège les liposomes de l'oxydation induite par le Fe(III)/ascorbate grâce à la présence du$\beta$-caséinophosphopeptide (f1-25). Nous avons étudié l'effet d'un hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ et plus particulièrement du $\beta$-caséinophosphopeptide (f1-25) sur l'oxydation, induite par le Fe(III)/ascorbate, de liposomes préparés avec des phospholipides extraits de muscle, riches en acides gras polyinsaturés. Des mesures de consommation d'oxygène, de quantités de diènes conjugués, de substances réactives à l'acide thiobarbiturique (SRTBA) et de composés volatils ont été réalisées à 25 °C en présence de l'hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ (0,24-2,4 mg*mL-1) ou du phosphopeptide (f1-25) (0,1-0,31 mg*mL-1). La consommation d'oxygène amplifiée par la présence de l'hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ ou du phosphopeptide (f1-25) présente une courbe en escalier pour les concentrations les plus élevées, démontrant l'existence d'interactions oxydatives complexes entre le fer, l'hydrolysat ou le phosphopeptide, et les phospholipides. Pour des durées d'oxydation de l'ordre de l'heure ou plus, les quantités de produits d'oxydation des lipides formés diminuent fortement : 50 % d'inhibition des quantités de diènes conjugués et de SRTBA en présence de 1,2 mg*mL-1 d'hydrolysat de caséine $\beta$ ou de 0,16 mg*mL-1 du peptide après 20 h d'oxydation ; 60 % d'inhibition des quantités de composés volatils formés après 24 h d'oxydation en présence de 1,2 mg*mL-1 d'hydrolysat et 50 % avec 0,31 mg*mL-1 de peptide (f1-25). Les alcanals et 2-alkénals sont particulièrement touchés tandis que certains alcools comme le pentanol et l'hexanol sont produits en plus grandes quantités. Globalement, l'hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ présente donc une activité de protection des phospholipides contre l'oxydation induite par le fer ; cette activité antioxydante est probablement en grande partie due à la chélation du métal par le $\beta$-caséinophosphopeptide (f1-25). Cette activité antioxydante ainsi que d'autres avantages nutritionnels et fonctionnels de l'hydrolysat trypsique de caséine $\beta$ pourraient inciter à l'utiliser dans des produits alimentaires spécifiques.

Mots clés: Antioxidant activity; milk protein hydrolysate; iron chelation; liposome; lipid oxidation; muscle phospholipid; volatile compounds; oxygen consumption; TBARS<br>---<br>Activité antioxydante; Hydrolysat de protéine laitière; phosphopeptide; chélation du fer; liposomes; oxydation des lipides; phospholipides extraits de muscle; composés volatils; SRTBA; consommation d'oxygène

Domaines: Alimentation et Nutrition; Ingénierie des aliments

Germain Kansci, Claude Genot, Anne Meynier, Frédéric Gaucheron, Jean-Marc Chobert. $\beta$-Caseinophosphopeptide (f1-25) confers on $\beta$-casein tryptic hydrolysate an antioxidant activity during iron/ascorbate-induced oxidation of liposomes. Le Lait, 2004, 84 (5), pp.449-462. ⟨10.1051/lait:2004019⟩. ⟨hal-00895422⟩