دانلود مقاله بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا word

توضیحات

  مقاله بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا word دارای 21 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا word :

بررسی اثر زانتان و كاراگینان بر خواص حلالیت ایزوله پروتئین سویا

چکیده
محدودیت هایی در استفاده از پروتئین سویا مانند حلالیت کم و طعم نامطلوب آن وجود دارد. در این پژوهش سعی گردید كه 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 كنندگی 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).
2- 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 ، كاراگینان 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 كاراگینان توسط یك همزن كاسه دار مخصوص مواد پودری به مدت 5-7 دقیقه با دور متوسط بطور كامل مخلوط گشتند. به این ترتیب پودری همگن و یكنواخت بدست آمد. این پودر در تهیه محلول جهت انجام آزمایشات به كار گرفته شد.
2-2- آزمایشات فیزیكی 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 كرد.

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 یكنواخت حاصل گشت. نمونه‌های موجود، به مدت 15 دقیقه سانتریفوژ شدند( g × 4350). در اثر سانتریفوژ دو فاز در هر نمونه به دست آمد كه 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 كل 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 كه جهت تهیه منحنی استاندارد دستگاه اسپكتروفتومتر ( طول موج 540 نانو‌متر) به كار می‌رود. با استفاده از میزان جذب محلول های استاندارد معادل رگرسیونی مناسب به دست آمد كه از آن برای تعیین میزان نیتروژن فاز شفاف و كل 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 یكسان ریخته شدند. بر حسب نوع محلول حالت های متفاوتی در مزور‌ها مشاهده شد. حجم رسوب تشكیل 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 كف محلول جدا می‌شود كه تحت عنوان سرم مطرح می‌شود. به دلیل تشكیل 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 یكسان (مرحله قبل) محاسبه گردید. سرم مایع شفافی است كه در بعضی از نمونه ها پس از گذشت مدت زمانی از شروع آزمایش تشكیل 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 فاكتوریل در قالب طرح كاملا تصادفی در سه تكرار(16*3) استفاده شد.
3- نتایج و بحث
3-1 – اثر زانتان بر حلالیت پروتئین
با توجه به نمودار 1 با افزایش میزان زانتان، NS افزایش پیدا می كند كه علت آن پیوند بین هیدروكلوئید با پروتئین و جلوگیری از رسوب پروتئین است(10).

نمودار 1 – اثر زانتان بر درصد حلالیت نیتروژن
3-2- اثر زانتان بر حجم سرم
بررسی اثر زانتان (x) بر حجم سرم در دو زمان 90 و 120 دقیقه ( نمودار2و 3) نشان می دهد كه این مقدار در سطح اطمینان (p<0.01) در تمام سطوح زانتان دارای اختلاف معنی داری است. نتایج نمودار 2 و 3 حاكی از آن است كه زانتان در كاهش حجم سرم موثر است. علت این امرتناسب بین میزان زانتان و پروتئین ودر نتیجه كاهش پدیده توده ای شدن و ناسازگاری ترمودینامیكی با افزایش مقدار زانتان می باشد. در این شرایط با افزایش میزان زانتان در محلول حلالیت هم زمان پروتئین و پلی ساكارید افزایش می یابد. شبكه ایجاد شده توسط زانتان ذرات پروتئین سویا را نگه داشته و مانع رسوب ذرات می‌شود
(2, 4,5).

نمودار 2 -اثر زانتان بر حجم سرم در زمان 90 دقیقه

نمودار 3- اثر زانتان بر حجم سرم در زمان 120 دقیقه

3-3- بررسی اثر صمغ زانتان بر حجم رسوب
نتایج آنالیز واریانس گویای معنی دار بودن تاثیر زانتان (x) بر حجم رسوب در سطح اطمینان یك در صد(p<0.01) می باشد. مطابق نمودار4 و 5 در سطح چهارم زانتان علت افزایش رسوب، وجود مقدار زیادی مایع همراه رسوب است كه این حالت به عنوان رسوب مایع مطرح است (4) و در واقع رسوب جامد مانند سایر نمونه ها وجود ندارد. معرفی این حالت تنها به منظور بیان جداسازی فاز در نمونه ‌صورت گرفت ( این حالت در زمان 90 و 120 دقیقه برای نمونه حاوی سطح چهارم زانتان و سطح دوم كاراگینان اتفاق افتاد). در سطح سوم زانتان، افزایشی در حجم رسوب مشاهده شد كه احتمالا به دلیل جداسازی فاز (ناسازگاری ترمودینامیكی) می باشد(2, 7 ).

نمودار 4 – اثرزانتان بر حجم رسوب در زمان 90 دقیقه

نمودار 5- اثر زانتان بر حجم رسوب در زمان 120 دقیقه

3-4- اثر كاراجینان بر حلالیت پروتئین
با توجه به نمودار 6 با افزایش میزان كاراجینان، NS( سطح دوم نسبت به سطح اول) افزایش پیدا می‌كند كه علت آن باند شدن هیدروكلوئید با پروتئین و جلوگیری از رسوب پروتئین است( 11 ، 5).

نمودار6 – اثر كاراجینان بر درصد حلالیت نیتروژن
3-5- اثر كاراجینان بر حجم سرم
نتایج آنالیز واریانس نشان دهنده معنی دار بودن تاثیر كاراجینان (c) بر حجم سرم در سطح اطمینان یك درصد ( p< 0.01 ) می باشد. همانگونه كه در نمودار 7 و 8 مشاهده می شود، با افزایش میزان كاراجینان حجم سرم كم می شود كه این امر به دلیل جذب بیشتر آب آزاد در مقادیر بالاتر صمغ كاراجینان است. در نمودار7، سطوح دوم، سوم و چهارم كاراجینان دارای اختلاف معنی دار در سطح 1% می باشند. سطح اول و دوم اختلاف معنی داری ندارند. با وجود افزایش میزان صمغ در سطح دوم نسبت به سطح اول،‌ میزان سرم كاهش نیافته است كه این امر احتمالا به دلیل واكنش جداسازی فاز است. در این حالت مقدار صمغ به قدری كم است كه پلی ساكارید بیشتر از یك مولكول پروتئین را جذب می كند و توده پروتئین از قسمت مایع جدا می شود(4).
در نمودار 8 ( زمان 120 دقیقه) سطح اول و دوم كاراجینان نیز داری اختلاف معنی دار در سطح اطمینان یك درصد( p< 0.01 ) می باشند زیرا زمان در شروع جداسازی فاز موثر است(8)و نیز برای ایجاد اتصال و پیوند بین هیدروكلوئیدها و پروتئین، نیاز به گذشت زمان است(2 12,)

نمودار7- اثر كاراجینان بر حجم سرم در زمان 90 دقیقه

نمودار 8 – اثر كارجینان بر حجم سرم در زمان 120 دقیقه

3-6- بررسی اثر صمغ كاراجینان بر حجم رسوب
مطابق نمودار 9 و10 در زمان 90 و120 دقیقه، حجم رسوب با افزایش میزان كاراجینان(c) تقریبا كاهش می‌یابد كه این اختلاف در اكثر سطوح كاراجینان معنی دار(p< 0.01) است. كاهش میزان رسوب با افزایش مقدار كاراجینان، به علت توانایی اتصال این صمغ با مقدار كمی از پروتئین می‌باشد. در این شرایط، پروتئین‌های پیوند شده خواص سطحی معمول خود را از دست داده و خواص سطحی هیدروكلوئید را می پذیرند و به این ترتیب میل تركیبی آنها با فاز پیوسته ( آّب) افزایش می یابد( 11، 5). علت افزایش رسوب در سطح دوم كاراجینان وجود مقدار زیادی مایع همراه رسوب می باشد كه این حالت در زمان 90 و 120 دقیقه برای نمونه حاوی سطح چهارم زانتان و سطح دوم كاراجینان مشاهده شد. حجم واقعی رسوب درسطح دوم كاراجینان بدون در نظر گرفتن مایع در آزمایش‌های انجام شده، كمتر از حجم رسوب سطح اول كاراجینان می باشد. عدد خوانده شده با احتساب مقدار زیادی مایع همراه رسوب می‌باشد.

نمودار9- اثر كاراجینان بر حجم رسوب در زمان 90 دقیقه

نمودار10- اثر كاراجینان بر حجم رسوب در زمان 120 دقیقه
3-7- بررسی اثر متقابل صمغ زانتان و كاراجینان بر ضریب حلالیت نیتروژن(NS)
با توجه به نمودار 11، بررسی اثر متقابل صمغ زانتان(x) و كاراجینان (c) بر ضریب حلالیت نیتروژن نشان می دهد كه اختلاف در تمام سطوح زانتان وكاراجینان به لحاظ آماری معنی دار (p<0.01) است وتقریبا با افزایش میزان زانتانو كاراجینان افزایش می یابد. این حالت به دلیل تشكیل شبكه بین دو هیدروكلوئید و اتصال با پروتئین است. در مواردی كه با افزایش میزان پلی ساكارید حلالیت كاهش پیدا كرده، به علت نامتناسب بودن نسبت صمغ به پروتئین است كه سبب توده ای شدن پروتئین می‌شود (Nishinari and Doi, 1994).

نمودار 11- اثر متقابل زانتان و كاراجینان بر درصد حلالیت نیتروژن

3-8- بررسی اثرمتقابل صمغ زانتان و كاراجینان بر حجم سرم
نتایج نمودارهای 12 و13 حاكی ازآن است كه اثرمتقابل زانتان و كاراجینان بر حجم سرم در اكثر سطوح اختلاف معنی دار در سطح یك درصد (p<0.01) دارند.
با افزایش همزمان مقادیر زانتان و كاراجینان، حجم سرم كاهش پیدا می‌كند كه این امر به دلیل تشكیل شبكه بین دو هیدروكلوئید و به تله انداختن آب آزاد بیشتر می باشد (13). افزایش حجم سرم در نمونه دارای (x = 0 % و c = 03/0%)، (x = 0 % و c = 07/0%)، (x =04/0 % و c = 09/0%)، (x = 09/0 % و c = 07/0%) و (x =13/0 % و c = 03/0%) به علت وقوع پدیده جداسازی فاز و نا متناسب بودن نسبت مقدار صمغ به پروتئین می باشد (2, 4, 5).
اختلاف حجم بین دو زمان 90 و 120 دقیقه به دلیل آن است كه جداسازی فاز به زمان وابسته بوده و ازطرفی، گذشت زمان جهت برقراری پیوند بین هیدروكلوئیدها و پروتئین الزامی می باشد (2 12,).

برای دریافت اینجا کلیک کنید