توصيفگر ها :
تيمار فراصوت , ايزولهي پروتئين آب پنير , ريزذرات پروتئيني , ويژگي هاي فيزيكوشيميايي
چكيده فارسي :
فرآيند توليد ريزذرات يك رويكرد جديد است كه در جهت بهبود عملكرد آب پنير استفاده ميشود. در اين واكنش با استفاده از نيروي برشي و اعمال حرارت ميتوان ذراتي در محدوده ي 10-1/0 ميكرومتر توليد كرد. ريزذرات داراي خواص عملكردي بهبود يافته مثل افزايش در قدرت امولسيون كنندگي و ظرفيت نگهداري آب و افزايش استحكام حرارتي و تشكيل ژل هستند و به عنوان جايگزين چربي ميتوانند در محصولات مختلف استفاده شوند. هدف از انجام اين تحقيق بررسي امكان توليد ريزذرات پروتئين آب پنير با استفاده از فرآيند فراصوت بود. از اينرو، ابتدا محلول ايزولهي آب پنير تحت تيمار فراصوت با توان هاي 300 و 600 وات در زمان هاي 10 و 20 دقيقه قرار گرفت و تغييرات كدورت، ظرفيت نگهداري آب، حلاليت، ظرفيت امولسيون كنندگي و پايداري امولسيون، گروه هاي سولفيدريل، مقدار دي تيروزين، آبگريزي سطحي، پتانسيل زتا، ويژگي هاي حرارتي، اندازه ذرات، طيف مادون قرمز تبديل فوريه و ريز ساختار پروتئين بعد از تيمار فراصوت بررسي شد. پروتئين آب پنير تيمار نشده نيز به عنوان نمونه شاهد مورد بررسي قرار گرفت. در نهايت همهي داده ها در نرم افزار SAS در سطح معني داري 05/0>p ارزيابي شد. نتايج نشان داد ميزان كدورت و ظرفيت نگهداري آب با افزايش توان تا 300 وات كاهش يافت اما افزايش توان به 600 وات توانست ميزان كدورت و ظرفيت نگهداري آب را در نمونه هاي آب پنير افزايش دهد. همچنين افزايش زمان در 300 وات موجب كاهش كدورت و ظرفيت نگهداري آب و در توان 600 وات سبب افزايش آن شد (001/0>p). حلاليت نيز تحت تاثير توان و زمان اعمال فراصوت قرار گرفت به طوري كه همزمان با افزايش زمان و توان از ميزان حلاليت كاسته شد (001/0>p). ظرفيت امولسيون كنندگي در توان 300 وات كاهش و در توان 600 وات افزايش يافت. اين در حالي است كه با اعمال فراصوت براي مدت زمان بيشتر منجر به بهبود ظرفيت امولسيون كنندگي شد كه اين تغييرات با روند مشاهده شده در ميزان آبگريزي سطحي منطبق بود (001/0>p). اعمال فراصوت در توان و زمان هاي بيشتر ميتواند ميزان دي تيروزين و سولفيدريل كل و آبگريزي سطحي را به صورت معني داري افزايش دهد (001/0>p). ارزيابي پتانسيل زتا، افزايش بار الكتريكي در توان 300 وات و كاهش بارالكتريكي با افزايش توان به 600 وات را نشان داد. افزايش زمان اعمال فراصوت ابتدا موجب كاهش پتانسيل زتا و سپس موجب افزايش آن شد. بررسي طيف مادون قرمز تبديل فوريه نشان داد تيمار فراصوت به خصوص در توان 600 وات و مدت زمان 20 دقيقه مي تواند سبب تبديل مارپيچ هاي آلفا به صفحات بتا و افزايش ميزان هيدروكسيل آزاد و گروه هاي آبگريز شود كه نشان دهنده باز شدن ساختار پروتئيني است. بررسي ريزساختار پروتئين هاي آب پنير تيمار شده با فراصوت نيز به وضوح نمايانگر افزايش باز شدن ساختار و توليد ميكروذرات پروتئيني است. به طور كلي مي توان دريافت كه امواج فراصوت در كاهش اندازه ذرات در محدوده ي ميكرومتر و بهبود خواص عملكردي ايزوله ي پروتئين آب پنير مانند ظرفيت نگهداري آب و فعاليت و پايداري امولسيون موثر بوده است و مي تواند با توجه به اعمال نيروي برشي ضمن كنترل حرارت روش مناسبي براي فرآيند توليد ميكروذرات پروتئيني باشد.
چكيده انگليسي :
Production of microparticulated protein is a new approach used to improve the function of whey proteins. In this process, particles in the range of 0.1-10 μm can be produced using shear force and heat treatment. The functional properties of proteins, such as emulsifying properties, water holding capacity, thermal resistance, and gel formation, improved after microparticulation. Therefore, they can be used as a fat mimic in dairy products such as cheese, pizza cheese, ice cream, sauces, etc. The aim of this study was to investigate the possibility of producing whey protein microparticles using ultrasound. Therefore, first, the whey protein isolate (WPI) solution was subjected to ultrasonic treatment at 300 and 600 W for 10 and 20 min. Then, the changes in turbidity, water holding capacity, solubility, emulsifying properties, sulfhydryl content, the amount of di-tyrosine, surface hydrophobicity, zeta potential, thermal properties, particle size, Fourier transform infrared spectrum, and protein microstructure were investigated. Finally, all data were statistically analyzed with SAS software at a significant level of p <0.05. The results showed that the turbidity and water holding capacity decreased with increasing power up to 300 W. However, increasing the power to 600 W was able to increase the turbidity and water holding capacity in WPI. Also, more prolonged time treatment at 300 W decreased the turbidity and water holding capacity while they were increased at the power of 600 W (p <0.001). Solubility was also affected by the power and time of ultrasonic treatment so that the solubility decreased with increasing time and power of ultrasound (p <0.001). The emulsifying capacity decreased in 300 W and increased in 600 W. However, applying ultrasound for a more extended period improved the emulsifying capacity, which was consistent with the observed trend in surface hydrophobicity (p <0.001). Applying ultrasound at higher power and times can significantly increase the amount of di- tyrosine and sulfhydryl content and surface hydrophobicity (p <0.001). evaluation of zeta potential showed an increase in electrical charge at a power of 300 W and a decrease in electrical charge with an increase in power to 600 W. By increasing the time of ultrasound treatment, the zeta potential decreased at first and then increased. evaluation of the Fourier transforms infrared spectrum showed that ultrasonic treatment can convert α-helices to β-sheets, especially after treatment at 600 W for 20 min. Also, an increase in the amount of free hydroxyl and hydrophobic groups was observed, which indicates the unfolding of the protein structure. Investigating the microstructure of ultrasound-treated WPI also indicated an increase in the protein unfolding and production of protein microparticles. In general, it can be said that ultrasound has been effective in reducing particle size in the micrometer range and improving the functional properties of whey protein isolate, such as water holding capacity and emulsion capacity, and stability. By controlling the temperature during the applying of shear force, it can be a suitable method for the production of protein microparticles.