تحقیق درمورد بررسی اثر زانتان و کاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا 16 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

بررسی اثر زانتان و کاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا

لیدا جهانیان، سید علی مرتضوی، محسن برکتین و زهره حمیدی اصفهانی

چکیده

محدودیت هایی در استفاده از پروتئین سویا مانند حلالیت کم و طعم نامطلوب آن وجود دارد. در این پژوهش سعی گردید که خواص عملکردی پروتئین سویا توسط دو صمغ زانتان و کاراگینان بهبود یابد. زانتان در چهار سطح 0، 04/0، 09/0 و 13/0 درصد و کاراجینان در سطوح 0، 03/0، 07/0 و 09/0 درصد (در محلول) استفاده شد و صفت‌های حجم سرم، حجم رسوب و ضریب حلالیت نیتروژن مورد ارزیابی قرار گرفت.

نتایج آماری نشان داد که نمونه های دارای 13/0 درصد زانتان، 13/0 درصد زانتان و 07/0 درصد کاراجینان ، 13/0 درصد زانتان و 09/0 درصد کاراجینان و 09/0 درصد زانتان و 09/0 درصد کاراجینان دارای کمترین حجم سرم و رسوب و بالاترین میزان حلالیت بودند.

مقدمه

دربسیاری از مواد غذایی، پروتئین و پلی ساکارید بصورت توأم وجود دارد. در فرمولاسیون مواد غذایی کلوئیدی، ازپروتئین‌ها به دلیل خواص امولسیون کنندگی و تولید کف و از کربوهیدرات‌ها بعنوان نگهدارنده آب و قوام دهنده استفاده می‌شود. علاوه بر این پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها در ماده غذایی ایجاد بافت و ساختار مناسب می‌نمایند1,2)).

واکنش پروتئین - پلی ساکارید عمدتاً الکترواستاتیکی است و قدرت واکنش به pH و قدرت یونی بستگی دارد. این واکنش می تواند برای کنترل حلالیت پروتئین، تشدید ژله ای شدن و پایداری امولسیون و کف بکار رود3)). اضافه کردن پلی ساکاریدها به محلول پروتئین از تجمع زیاد مولکول‌های پروتئین توسط محدود کردن واکنش پروتئین - پروتئین، یا توسط حفظ گروه‌های بار دار و یا افزایش ویسکوزیته، جلوگیری می کند( 4).

واکنش دو بیوپلیمر می‌تواند به صورت تفکیکی (بیوپلیمرها یکدیگر را دفع می کنند که به عنوان عدم سازگاری مطرح می شود) و یا تجمعی باشد که در این صورت پلیمرها یکدیگر را جذب می‌کنند (5).

واکنش پروتئین و پلی ساکارید به صورتهای حلالیت همزمان، ناسازگاری، رسوب، تشکیل کمپلکس یا جداسازی فاز وجود دارد( 6).

از نقطه نظر ترمودینامیکی، پروتئین وپلی ساکارید در محلول به صورت سازگار و یا ناسازگار وجود دارند. تحت شرایط ناسازگاری ترمودینامیکی، سیستمی شامل دو فاز حاصل می شود که عمدتاً هر فاز دارای مولکول‌های متفاوت است(4).

فاکتورهای مؤثر در ایجاد سازگاری پروتئین - پلی ساکارید، شامل نسبت پروتئین به پلی ساکارید، pH، قدرت یونی، میزان کل مواد جامد، درجه حرارت، میزان اسیدی بودن و طبیعت پلیمرها ( وزن مولکولی، بار و قابلیت انعطاف زنجیر) می باشد( 4).

واکنش دافعه، بین پروتئین و پلی ساکارید غیر یونی یا پلی ساکارید آنیونی در pH بالای نقطه ایزوالکتریک پروتئین اتفاق می افتد. واکنش جاذبه غیر خاص بین پروتئین وپلی ساکارید از تشکیل پیوندهای یونی، واندوالس، هیدروژنی و... حاصل می گردد. جاذبه قوی بین پروتئین ها با بار مثبت ( pH زیر نقطه ایزوالکتریک پروتئین ) و پلی ساکارید آنیونی، مخصوصاً درقدرت یونی پایین، و جاذبه ضعیف بین پروتئین‌های خنثی یا با بار منفی (pH بالای نقطه ایزوالکتریک پروتئین) و پلی ساکارید اتفاق می افتد (2).

محلول آبی پروتئین وپلی ساکارید، ممکن است در محدوده خاصی از نظر مقدار، جداسازی فاز نشان دهد. جداسازی فاز در اثر دو رفتار ثانویه توده ای شدن یا ناسازگاری ترمودینامیکی صورت می‌گیرد.

ترکیب دوگانه پروتئین - پلی ساکارید، بسته به دما، شرایط حلال و میزان آنها می تواند توده ای شدن، ناسازگاری یا هیچ کدام را نشان دهد.

توده ای شدن شامل جداسازی خودبه‌خودی سیستم به دو فاز غنی از حلال و بدون حلال( شامل پروتئین وپلی ساکارید) می‌باشد. این امر توسط رسوب همزمان مخلوط پروتئین- پلی ساکارید تحت اثر واکنش‌های جاذبه الکترواستاتیکی( غیر خاص ) بین بارهای مخالف پروتئین - پلی ساکارید انجام می‌شود (2). توده ای شدن زمانی که نیروی جاذبه بین دو بیوپلیمر مختلف آنقدر قوی باشد که آنها را بهم نزدیک نماید وتشکیل کمپلکس دهد، اتفاق می افتد. چون کمپلکس حاصل دارای دانسیته متفاوتی نسبت به محیط اطراف خود می‌باشد، جداسازی در بالا یا پایین سیستم در اثر نیروی جاذبه زمین صورت می‌گیرد (7). توده‌ای شدن در میزان کم پلی ساکارید اتفاق می‌افتد. چون در میزان کم، پلی ساکارید نمی‌تواند بطور کامل پروتئین را پوشش دهد و پلی ساکارید ممکن است بیشتر از یک مولکول پروتئین را جذب نماید (8, 5).

ناسازگاری ترمودینامیکی شامل جداسازی خود به خودی سیستم به دو فاز غنی از حلال است که در یک فاز پروتئین و در دیگری پلی ساکارید غالب است. این پدیده در اثر مخلوط نشدن محلول پروتئین و پلی ساکارید غیر‌ رقیق، تحت اثر واکنش دافعه پروتئین - پلی ساکارید (2) و در واقع زمانی که واکنش بین بیوپلیمرهای مشابه (1BP-1BP و 2BP- 2BP ) از نظر انرژی نسبت به واکنش بین بیوپلیمرهای مختلف( 2BP- 1BP ) مطلوب‌تر باشد، اتفاق می افتد(7).

مواد وروش ها

2-1 – آماده سازی نمونه

برای آماده سازی محلول از زانتان با میزان 0، 04/0، 09/0 و 13/0 درصد ، کاراگینان با میزان 0 ، 03/0، 07/0 و 09/0 درصد و ایزوله پروتئین سویا( SPI) به مقدار 5/6% در محلول استفاده شد. پروتئین، زانتان و کاراگینان توسط یک همزن کاسه دار مخصوص مواد پودری به مدت 5-7 دقیقه با دور متوسط بطور کامل مخلوط گشتند. به این ترتیب پودری همگن و یکنواخت بدست آمد. این پودر در تهیه محلول جهت انجام آزمایشات به کار گرفته شد.

2-2- آزمایشات فیزیکی و شیمیایی

2-2-1- تعیین میزان حلالیت ایزوله پروتئین سویا

برای تعیین حلالیت پروتئین، از اندیس حلالیت نیتروژن (NS) استفاده می شود. جهت اندازه‌گیری NS از روش برادفورد استفاده شد. با استفاده از این روش می توان میزان نیتروژن در ماده را تعیین کرد.

میزان نیتروژن در کل نمونه / میزان نیتروژن در فازشفاف =NS

برای انجام آزمایش، پودر با آب با نسبت 1 به 9/6 ( پودر به آب) توسط همزن مغناطیسی به مدت نیم ساعت مخلوط شدند و به این ترتیب مایعی یکنواخت حاصل گشت. نمونه‌های موجود، به مدت 15 دقیقه سانتریفوژ شدند( g × 4350). در اثر سانتریفوژ دو فاز در هر نمونه به دست آمد که شامل مایع شفاف در بالا و رسوب در پایین بود. با تعیین نیتروژن در فاز شفاف و در کل نمونه، میزان حلالیت پروتئین تعیین گردید(9).

برای اندازه گیری میزان نیتروژن کل نمونه و میزان نیتروژن فاز شفاف به روش براد فورد، نیاز به تهیه محلول استاندارد می باشد. محلول استاندارد غلظت های مختلف و مشخصی از پروتئین استاندارد آلبومین گاوی است که جهت تهیه منحنی استاندارد دستگاه اسپکتروفتومتر ( طول موج 540 نانو‌متر) به کار می‌رود. با استفاده از میزان جذب محلول های استاندارد معادل رگرسیونی مناسب به دست آمد که از آن برای تعیین میزان نیتروژن فاز شفاف و کل نمونه استفاده شد.

2-2-2-تعیین مقدار رسوب

حجم رسوب در تمام نمونه ها پس از گذشت زمان 90 و 120 دقیقه بر حسب میلی لیتر محاسبه شد. برای محاسبه مقدار رسوب، ابتدا نمونه محلول مطابق آن چه در قسمت 2-1 توضیح داده شد، آماده گردید. سپس نمونه‌ها در داخل مزورهای یکسان ریخته شدند. بر حسب نوع محلول حالت های متفاوتی در مزور‌ها مشاهده شد. حجم رسوب تشکیل شده در قسمت پایین مزور بر حسب میلی لیتر به عنوان حجم رسوب گزارش شد. حجم رسوب مربوط به شانزده نمونه پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقیقه از شروع آزمایش خوانده شد.

2-2-3- تعیین مقدار سرم

پس از گذشت مدت زمانی از آماده سازی محلول، در بعضی از نمونه‌ها مایع شفافی از قسمت رسوب و کف محلول جدا می‌شود که تحت عنوان سرم مطرح می‌شود. به دلیل تشکیل سرم در بعضی از نمونه ها، حجم سرم پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقیقه از شروع آزمایش، بر حسب میلی لیتردر مزور‌های یکسان (مرحله قبل) محاسبه گردید. سرم مایع شفافی است که در بعضی از نمونه ها پس از گذشت مدت زمانی از شروع آزمایش تشکیل می‌گردد. پس از آماده سازی نمونه، حجم سرم پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقیقه از شروع آزمایش بر حسب میلی لیتر محاسبه گردید.

برای بررسی نتایج از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار(16*3) استفاده شد.

نتایج و بحث

3-1 – اثر زانتان بر حلالیت پروتئین

با توجه به نمودار 1 با افزایش میزان زانتان، NS افزایش پیدا می کند که علت آن پیوند بین هیدروکلوئید با پروتئین و جلوگیری از رسوب پروتئین است(10).

تحقیق درمورد انعقاد و ژله ای شدن ایزوله های پروتئین عصاره گیری شده از ماهیچه سبک tilapia بوسیله پردازش تغییر pH 28 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 30

باسمه تعالی

انعقاد و ژله ای شدن ایزوله های پروتئین عصاره گیری شده از ماهیچه سبک tilapia بوسیله پردازش تغییر pH

چکیده:

انعقاد ایزوله های پروتئین عصاره گیری شده از ماهیچه Tilapia با استفاده از پردازش اسید و قلیا مقایسه شد با ماهیچه Tilapia شسته شده. ژلها آماده شدند همراه و بدون اضافه کرده 2% نمک در شرایط pH طبیعی و خصوصیات انعقاد و کیفیت ژل تعیین شد با استفاده از روش های متنوع. سختی و کشش ژل اندازه گیری شد با آزمون پیچش که با استفاده از نمک 2% در مقایسه با تیمار بدون رنگ بهبود یافت. آزمون استرس کوچک نشان داد که ضریب دخیره سازی ( G) خمیرهای ژل تا انعقاد حرارتی بود بالاتر در غیاب نمک در حالیکه اختلافات کوچکتر دیده شد بعد از انعقاد حرارتی. آزمون های استرس کوچک نشان داد یک مکانیسم فرم دهی ژل متفاوت برای پروتئین های تیمار شده اسیدی و قلیایی در مقایسه با ماهیچه های شسته شده. آزمون های پیچش نشان داد که پروتئنی های تیمار شده اسیدی و ماهیچه های شسته شده دارای کیفیت کمتری در مقایسه با پروتئین های تیمار شده قلیایی دارند. اضافه کردن نمک در ژلها اصلاح کرد ظرفیت نگهداری آب ژل را برای پروتئین های تیمار شده اسیدی و قلیایی. رویهم رفته پروتئین های تیمار شده اسیدی نشان دادند توانایی ضعیف تری در انعقاد در مقایسه با پروتئین های تیمار شده قلیایی. محتویات گروه های SH اندازه گیری شد قبل و بعد از انعقاد و باندهای S-S اختلافی در توانایی ساختار ژل در تیمارهای مختلف. نتایج نشان داد که پردازش اسیدی و قلیایی می تواند استفاده شود برای تولید ژل های پروتئینی کیفیت بالا از ماهیچه های مناسب tilapia برای تاسیس تولیدات غذایی دریایی.

مقدمه:

کیفیت و پایداری یک تولید کلی تحت تاثیر خصوصیات کاربردی پروتئین می باشد(Xiong, 2000). پروتئین ماهیچه ای دناتوره شده و تغییر شکل داده شده اثرات منفی بر روی خصوصیات کاربردی آنها دارد. بنابراین پروتئین ماهیچه ای که مورد بحث است برای pH بالا و پایین شبیه پردازش قلیا و اسیدی از نظر کاربردی اصلاح شده است.

Kristinsson و Hultin در سال 2003 نشان داده است که ساختار واحدی پروتئین ها قادر به تیمار pH که مسوول است برای اصلاح خصوصیات کاربردی ملاحظه انعقاد شدن، عصاره گیری و قابلیت حل شدن می باشد. ساختار چین خورده و غیر چین خورده پروتئین ها قابل انعطاف تر است و بنابراین فرض می شود که قادر باشد تا فرم دهی بهتر پروتئین در حرارت دهی صورت پذیرد. ژل های پروتئین ساخته شده از پروتئین های جدا شده با پردازش قلیایی و اسیدی از چندین گونه که نشان داده شده است گاهی اوقات برای خصوصیات انعقاد بهتر از تولیدات استفاده شده در تکنیک های پردازش متعارف و متداول است ( Choi & Park 2002; Hultin & Kelleher 2000, Kristinsson & demir 2003; Undeland, Kelleher & Hultin, 2002). نتایج نشان می دهد که تیمار اسیدی دارد یک اثر متفاوت روی ساختار پروتئین های ماهیچه ای در مقایسه با تیمار قلیایی همچنین در یک الگوی گونه ای ( Davenport & Kristinsson,2003; Kristinsson & Hultin 2003). طرز عمل قلیا برای تعدادی از نمونه های آب سرد بخوبی دمای نمونه های آب گرم نتایج عالی داشته است. این مطلب مهم است برای درک اینکه چه تغییرات مخصوصی اتفاق می افتد با ساختار پروتئین در خلال پردازش برای مطلوب سازی پروتئین ها. مطالعات قبلی روی استفاده از Tilapia بعنوان یک منبع surimi نشان داده شده است (Park et al 1999).

Klesk و همکارانش در سال 2000 مقایسه کردند کیفیت ژل Tilapia را با Alaska Pollock و ماهی نرم آرام ( اقیانوس آرام) و متوجه شدند که آن در مقایسه با Alaska Pollock بهتر بود زمانی که در درمای 90 درجه سانتی گراد به مدت 15 دقیقه حرارت دهی شد.

ژل ها ترکیب شدند و خصوصیاتشان و مکانیسم شکل آنها مطالعه شده است. خصوصیات ژل های پروتئین تعیین شد با نوع و تعداد برهمکنش پروتئین- پروتئین، تراکم و آرایش پروتئین غیر تا شده که تحت تاثیر pH هستند، شدت یونی، غلظت پروتئین و سرعت حرارت دهی و سرما دهی ( Xiong & Blacnchard, 1999). وجود دارد چندین راه موجود برای مطالعه خصوصیات یک ژل و مکانیسم شکل آنها، استفاده از دو مطالعه اصلی بنام آزمون استرس کوچک و استرس بزرگ. ترکیب این سنجش ها می تواند اطلاعات ارزشمندی را در خصوص ژل و کیفیت آن به ما ارزانی دارد. آزمون استرس کوچک یک نمونه ای از تغییر شکل یافتن بدون از بین رفتن ساختار آن می باشد. حرارت و سرما دادن یک ژل با استفاده از فرکانس پایین و ازمایشات نوسانی استرس کوچک یکی از بهترین روشهای درخواستی برای تغییرات در خصوصیات فیزیکی مرتبط با خصوصیات مولکولی یک ژل می باشد ( Hamman 1991, Hamman & Mac Donald 1992). آزمون استرس بزرگ زمانی است که یک نمونه تغییر شکل یافته است و ساختار ان دچار تغییر شده و در واقع شکسته شده است. آزمون استرس بزرگ مثل انقباض خصوصیات اساسی و بنیادی یک ژل را برآورد می کند و به ما نشان می دهد که با حس در ارتباط است. آزمون انقباض و پیچش یک روش مرسوم برای آزمون سختی ( استرس برشی) و کشش ( استرس کششی) ژلهای surimi می باشد. مشاهدات کلی این مطالعه در مورد ارزشیابی کیفیت ژل های آماده شده و استفاده شده برای پروتئین های ماهیجه ای جدا شده از ماهیچه سفید Tilapia با استفاده از پردازش قلیایی و اسیدی است که مقایسه می شود با ژل های آماده شده برای استفاده ماهیچه Tilapiaی شسته شده که شبیه است به Surimi بدون استفاده از مواد محافظ می باشد.

2- مواد و روش ها:

2-1: مواد خام: ماهیچه های Tilapia (200-170 گرم) بدست آمد از یک منطقه محلی ( Rain Forest Aquaculture, Fl) ماهیچه ها پردازش می شوند فورا بعد از اینکه ماهی ها کشته شدند و منتقل شدند به جعبه های استیروفوم روی یخ درون آزمایشگاه و ذخیره سازی می شوند در یک اتاق سرد در دمای 4 درجه سانتی گراد تا پردازش شوند ( در 24 ساعت از زمان برش خوردن). ماهیچه قرمز بصورت دستی برش خورده و از ماهیچه سفید جدا و دور انداخته شدند. ماهیچه های سفید باقی مانده با یک دستگاه خرد کن خورد شدند ( Scorille Hamilton Beach, Washington, NC) با سوراخ های 6 میلی متری. همه پروپاراسیون ها ( نمونه های آماده شده) در یک اتاق سرد در دمای 4 درجه سانتی گراد یا روی یخ مهیا شد و استفاده شد برای نگهداری در دمای زیر 5 درجه سانتی گراد.

2-2: تدارک ماهیچه شسته شده:

ماهیچه خورد شده با آب مقطر سرد مخلوط گردید به نسبت حجمی 1:3 و اجازه داده شد تا ته نشین شود برای 15 دقیقه و هر 5 دقیقه تکان داده شد با یک قاشق پلاستیکی. این مخلوط ریخته شد بدرون یک صافی با دولایه پارچه ململ و اب بصورت دستی با فشار از آن خارج شد. این موارد دوباره تکرار گردید و در آخرین بار شستشو آب حاوی 2/0 % نمک جهت آبگیری پروتئین های ماهیچه سفید Tilapia بکار گرفته شد.

2-3: آماده سازی ایزوله های پروتئین: ماهیچه های خورد شده با اب مقطر سرد به نسبت حجمی 1:9 مخلوط و سپس به مدت 60 ثانیه هم زده شدند ( دوبار به مدت 30 ثانیه). با استفاده از یک خرد کن ( مخلوط کن) waring ( (Waring Products Dirision, New Hartford, CT در خروجی برقی 40% و بدقت ریخته شد درون یک بشر پلاستیکی روی یخ.

مواد همگن شدند و از نظر pH تنظیم شدند در 2.5,2.9,11,11.2 تا پروتئین ها حل شوند با استفاده از HCl 2 مولار و یا Na OH 2 مولار. مواد یکنواخت شده ریخته شدند بدرون یک سانتریفوژ و سانتریفوژ شدند با دور 10000g به مدت 2 دقیقه در یک Sorvall RC-5B Using a GS-3 Rotor . نتایج سانتریفوژ این بود که سه لایه تشکیل گردید. سوپ بالایی جدا شده و رسوب داده شد توسط ریختن محتویات تیوب های سانتریفوژ بدرون یک صافی حاوی دو لایه پارچه ململ. سوپرناتنت انتخاب شده در معرض رسوب دهی ایزوالکتریک قرار گرفت و با تنظیم pH روی 5/5 و دوباره سانتریفوژ شد در دور10000g برای 20 دقیقه. رسوب در یک کیسه زیپ دار قرار گرفت و روی یخ نگهداری شد در یک اتاق سرد در دمای 4 درجه سانتی گراد بصورت شبانه.

2-4: محتویات رطوبتی:

برای تعیین رطوبت ایزوله های پروتئین و ماهیچه های شسته شده تقریبا 5 گرم نمونه در یک دستگاه توازن رطوبتی ( CSC Scientific Company. Inc, Fair fax,VA)قرار