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Issue
Dairy Sci. Technol.
Volume 89, Number 5, September-October 2009
Page(s) 485 - 499
DOI https://doi.org/10.1051/dst/2009024
Published online 19 August 2009
Dairy Sci. Technol. 89 (2009) 485-499
DOI: 10.1051/dst/2009024

Antioxidant properties of green tea polyphenols encapsulated in caseinate beads

Masood Dehkharghanian1, Monique Lacroix2 and Mookambeswaran A. Vijayalakshmi1

1  Laboratoire d'Interactions Moléculaires et des Technologies de Séparation (LIMTech.S), Centre de recherche de Royallieu, Université de Technologies de Compiègne, B.P. 20.529, 60205 Compiègne Cedex, France
2  INRS-Institut ARMAND-FRAPPIER, Research Laboratories in Sciences Applied to Food, 531 boulevard des Prairies, Laval, Québec, H7V 1B7, Canada

Received 4 November 2008 – Revised 1st April 2009 – Accepted 27 April 2009 - Published online 19 August 2009

Abstract - An aqueous extract of polyphenols was prepared from China green tea under optimised conditions and then freeze-dried (green tea polyphenols extract, GTPE). This extract that contained 28% of total polyphenols had an antioxidant activity above 90% in solution when measured by the N,N,-diethyl-p-phenylenediamine (DPD) method. The GTPE was encapsulated either in the sodium-caseinate (Na-caseinate) or the calcium-caseinate (Ca-caseinate) beads in order to protect its antioxidant activity. The beads containing GTPE were stored at 21 °C and 44% relative humidity in darkness for 42 days. The antioxidant activity of the encapsulated GTPE was measured during storage using the DPD method. The antioxidant activity of the unencapsulated GTPE and the beads without GTPE was measured as controls under the same environmental conditions. Antioxidant activity of all beads was measured after dissolution in filtered and deionised water (80 °C) at pH 2.4 $\pm $ 0.1, before and after removing the hydrolysate caseinates that formed during beads' dissolution. The results showed that the antioxidant properties of unencapsulated tea polyphenols (GTPE) and of both the caseinate beads with GTPE were maintained almost stable over 42 days. No significant difference (P > 0.05) was observed between the antioxidant properties of the Na- or Ca-caseinate beads and unencapsulated GTPE. On the other hand, the presence of GTPE either in the Na- or in the Ca-caseinate beads did not change significantly (P > 0.05) the antioxidant properties of the protein beads. However, the antioxidant activities of the Na- or Ca-caseinate beads containing GTPE were significantly (P $\le$ 0.05) higher than those of the same beads without GTPE after removing the caseinate hydrolysates present in the bead solutions (82% and 78% vs. 10% and 20%, respectively). These results showed that antioxidant activities of the beads without GTPE in solutions were principally caused by caseinate hydrolysates. Among the beads, Ca-caseinate beads with GTPE showed the best antioxidant properties. Antioxidant properties of caseinate beads were compared with those of Trolox. The results showed that a concentration of 5 mg$\cdot $mL-1 of Na- or Ca-caseinate beads without GTPE had antioxidant activity equivalents to 192 and 205 $\mu$mol$\cdot $L-1 of Trolox equivalent per mL of Trolox.


Résumé - Propriété anti-oxydante de polyphénols de thé vert encapsulés dans des billes de caséinate.
Un extrait aqueux de polyphénols a été préparé à partir de thé vert chinois dans des conditions optimisées, puis il a été lyophilisé (extrait de polyphénols issu du thé vert, GTPE). Cet extrait, qui contient 28 % de la quantité totale de polyphénols, avait une activité anti-oxydante d'environ 90 % en solution, quand celle-ci a été mesurée au moyen de la méthode N,N,-diethyl-p-phénylène diamine (DPD). Le GTPE a été encapsulé dans des billes de caséinate de sodium ou de caséinate de calcium, afin de protéger son activité anti-oxydante. Les billes contenant du GTPE ont été stockées dans l'obscurité, à 21 °C et à une humidité relative de 44 % pendant 42 jours. L'activité anti-oxydante du GTPE encapsulé a été mesurée durant le stockage au moyen de la méthode DPD. L'activité anti-oxydante du GTPE non-encapsulé et des billes sans GTPE a été mesurée comme témoin dans les mêmes conditions environnementales. L'activité anti-oxydante de toutes les billes a été mesurée après dissolution dans de l'eau filtrée et déionisée (80 °C) de pH 2,4 $\pm $ 0,1 avant et après élimination des caséinates hydrolysés formés pendant la dissolution des billes. Les résultats ont montré que les propriétés anti-oxydantes des polyphénols du thé nonencapsulés et encapsulés sont restées stables plus de 42 jours. Aucune différence significative (P > 0,05) n'a été observée, entre les propriétés anti-oxydantes des billes de caséinate de sodium ou de caséinate de calcium et GTPE pendant la période de stockage. D'autre part, la présence de GTPE dans les billes de caséinate n'a pas changé de manière significative (P > 0,05) les propriétés antioxydantes des billes de protéines. Cependant, les activités des billes de caséinate contenant du GTPE étaient nettement (P $\le$ 0,05) plus élevées que celles des billes qui en étaient dépourvues après que la fraction hydrolysée de caséinate ait été enlevée des billes en solution (respectivement 82 % et 78 % contre 10 % et 20 %). Ces résultats mettent en évidence que les activités antioxydantes des billes sans GTPE en solution étaient dues essentiellement à la protéine de caséinate hydrolysée. Les billes de caséinate de calcium montrent de meilleures propriétés anti-oxydantes que celles à base de caséinate de sodium. Les activités anti-oxydantes des billes de caséinate ont été comparées à celle du Trolox. Les résultats montrent qu'une concentration de 5 mg$\cdot $mL-1 de billes de caséinate de sodium ou de calcium sans GTPE avait respectivement une activité anti-oxydante équivalente à 192 $\mu$mol$\cdot $L-1 et 205 $\mu$mol$\cdot $L-1 équivalent Trolox par mL de Trolox.


Key words: caseinate bead / green tea / polyphenol / antioxidant activity / hydrolysate caseinate

Mots clés : billes de caséinate / thé vert / polyphénols / activité anti-oxydante / caséinate hydrolysé

Corresponding author: Monique.lacroix@iaf.inrs.ca

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