Biokonvertering av veteglutenavfall till bioaktiva peptider för kosmetiskatillämpningar
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Bioconversion of Wheat Gluten Waste Into Bioactivepeptides for Cosmetic Applications (English)
Abstract [en]
Background: Wheat gluten waste is a protein-rich byproduct from wheat processing that poses environmental challenges if discarded. However, it represents a potential resource for value-added products. This study explores the conversion of wheat gluten waste into bioactive peptides for use in anti-aging cosmetic formulations. Methods: Four bacterial strains (denoted C1, G1, RB1, RB3) were used to ferment wheat gluten powder for 72 hours, degrading it into peptides. Proteolytic activity during fermentation was quantified by an azocasein assay, and resulting peptides were fractionated by ultrafiltration (50, 10, and 3 kDa cut-offs). The protein profiles before and after hydrolysis were analyzed using SDS-PAGE. Results: The rice bran-derived bacteria (RB1 and RB3) achieved the most extensive gluten hydrolysis, as evidenced by significantly higher protease activities (up to ~70–100 U/mL) and near-complete disappearance of high-molecular gluten bands on SDS-PAGE. In contrast, strain C1 showed minimal activity. Peptide fractions in the 3–10 kDa range were obtained in high yield from RB1/RB3 hydrolysates. These low-molecular-weight peptides are of particular interest due to the known antioxidant and anti-aging properties reported in the literature. Conclusions: The findings demonstrate a sustainable bioconversion of wheat gluten waste into bioactive peptides with potential cosmetic applications. This upcycling approach can reduce waste while creating high-value ingredients for skincare, exemplifying a circular economy strategy. Further work should evaluate the antioxidant capacity and skin benefits of the 3–10 kDa peptide fraction and assess product safety for cosmetic use.
Abstract [sv]
Bakgrund: Veteglutenavfall är en proteinrik biprodukt från veteprocessning som kan orsaka miljöproblem om den kasseras. Samtidigt utgör den en potentiell resurs för framställning av högvärdiga produkter. Denna studie undersöker möjligheten att omvandla veteglutenavfall till bioaktiva peptider för användning i anti-aging hudvårdsformuleringar. Metod: Fyra bakteriella stammar (benämnda C1, G1, RB1, RB3) användes för att fermentera veteglutenpulver under 72 timmar, varvid proteinet bröts ned till peptider. Den proteolytiska aktiviteten under fermenteringen kvantifierades med hjälp av en azokaseinanalys, och de framställda peptiderna fraktionerades genom ultrafiltrering (med gränser vid 50, 10 och 3 kDa). Proteinprofiler före och efter hydrolys analyserades med SDS-PAGE. Resultat: De risavskalsderiverade bakteriestammarna RB1 och RB3 visade den mest omfattande hydrolysen av gluten, med signifikant högre proteasaktivitet (upp till cirka 70–100 U/mL) och nästan fullständig försvagning av högmolekylära glutenband i SDS-PAGE. I kontrast uppvisade stammen C1 minimal aktivitet. Peptidfraktioner inom 3–10 kDa erhölls i hög utbyte från hydrolysat producerade av RB1 och RB3. Dessa lågmolekylära peptider är särskilt intressanta på grund av deras kända antioxidativa och anti-aging egenskaper enligt tidigare studier. Slutsats: Studien visar att veteglutenavfall på ett hållbart sätt kan omvandlas till bioaktiva peptider med potentiell användning inom kosmetika. Denna form av uppgradering kan minska avfall samtidigt som det skapas högvärdiga ingredienser för hudvård, vilket illustrerar ett cirkulärt ekonomiskt angreppssätt. Fortsatta studier bör utvärdera antioxidantkapaciteten och hudfördelarna hos peptidfraktionen på 3–10 kDa samt säkerheten vid kosmetisk användning.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Keywords [en]
Gluten hydrolysis, Proteolytic enzymes, Bacterial proteases, Bioactive peptides, Antioxidant peptides, Peptide-based skincare, Sustainable cosmetic actives, Bioconversion of gluten, Wheat-derived peptides, microbial fermentation, Peptide profiling (SDS-PAGE), Bioconversion of gluten, Functional cosmetic ingredients, Protein-rich agro-industrial waste, Sustainable cosmetic actives, Natural anti-aging compounds, enzymatically derived actives
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hb:diva-34035OAI: oai:DiVA.org:hb-34035DiVA, id: diva2:1983373
Supervisors
Examiners
2025-07-102025-07-102025-09-24Bibliographically approved