شماره راهنما :
1843 دكتري
پديد آورنده :
نادري، بهناز
عنوان :
تعيين ويژگي‌هاي ساختاري و عملكردي پروتئين ميوه بلوط (quercus brantii) و مقايسه آن با كمپلكس پروتئين- صمغ عربي
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي مواد غذايي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هشت، 108ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
جواد كرامت، علي نصيرپور
استاد مشاور :
مهرناز اميني فر
توصيفگر ها :
صمغ عربي , كمپلكس الكترواستاتيك , خواص عملكردي , ساختار دوم و سوم پروتئين , ايزوله پروتئين بلوط
استاد داور :
هاجر شكر چي زاده، محمد ديناري، مجيد مقدم
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/10/06
رشته تحصيلي :
علوم و صنايع غذايي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/10/07
چكيده فارسي :
در اين پژوهش در ابتدا پروتئين بلوط به روش استخراج قليايي در 8 pH و ترسيب در نقطه‌ايزو¬الكتريك (5/5pH ) تهيه شد. جزء به جزء كردن پروتئين‌ها بر اساس حلاليت انجام شد و وزن مولكولي پروتئين‌هاي تشكيل‌دهنده بلوط با كمك الكتروفورز و پروفايل اسيدهاي آمينه با آمينواسيد آنالايزر تعيين شد. سپس تأثير(6/1-7) pH و نسبت پروتئين به پلي¬ساكاريد (8:1 تا 1:8) در غلظت ثابت زيست¬پليمر¬ها (125/0 %) بر برهمكنش الكترواستاتيك ايزوله پروتئين بلوط و صمغ عربي مورد بررسي قرار گرفت. جذب مخلوط پروتئين و پلي¬ساكاريدها در نسبت و pH هاي مختلف با طيف¬سنج نوري در طول‌موج 650 نانومتر اندازه‌گيري شد وسپس پتانسيل زتا نمونه‌ها به عنوان تابعي از pH اندازه‌گيري شد. تشكيل كمپلكس و ايجاد پيوند الكترواستاتيكي با آزمون تبديل فوريه مادون‌قرمز تأييد و رفتار حرارتي ايزوله پروتئين، صمغ عربي و كمپلكس پروتئين- صمغ با آناليز گرماسنجي وزني و گرماسنجي افتراقي بررسي شد. خواص عملكردي ايزوله پروتئين و كمپلكس پروتئين- صمغ موردمطالعه قرار گرفت. ساختار دوم پروتئين با طيف‌سنج دورنگ نمايي دوراني در طيف فرابنفش دور تعيين و تغييرات ساختار سوم پروتئين در طيف فرابنفش نزديك و فلوئورسانسن ذاتي پروتئين بررسي شد. جزء به جزء كردن پروتئين‌هاي بلوط بر اساس حلاليت نشان داد كه گلوتلين بيش¬ترين جز پروتئين‌هاي ايزوله پروتئين بلوط را تشكيل مي‌دهد. پروتئين‌هاي تشكيل‌دهنده ايزوله پروتئين بلوط طبق نتايج الكتروفورز، داراي وزن مولكولي 50 تا 60 كيلو دالتون،30، 35 كيلو دالتون، 27 كيلو دالتون، 15 تا 23 كيلو دالتون بودند. نتايج ارزيابي پروفايل اسيدهاي آمينه نشان داد كه آمينواسيدهاي گلوتاميك¬اسيد، آسپارتيك¬اسيد و لوسين به ترتيب سه اسيدهاي آمينه عمده تشكيل‌دهنده ايزوله پروتئين بلوط هستند. نتايج كدورت سنجي نشان داد كه با كاهش pH به سمت pH هاي اسيدي در ابتدا كمپلكس محلول تشكيل شد و رفته‌رفته ميزان جذب محلول افزايش پيدا كرد و زماني كه pH به حد بحراني (pHc) رسيد جداسازي فاز اتفاق افتاد و با كاهش بيشتر pH، جدايي ماكروسكوپي فاز رخ داد(pHϕ1). حداكثر برهمكنش در نسبت پروتئين به صمغ 1: 4 در 2/3 pH ايجاد شد (pHopt)، و زماني كه pH به زير pH بيشينه رسيد(pHϕ2) به دليل پروتونه شدن گروه‌هاي كربوكسيل صمغ عربي، كمپلكس محلول تشكيل شد و جذب نوري كاهش يافت. پتانسيل زتا، تشكيل كمپلكس الكترواستاتيكي بين پروتئين و صمغ در نسبت 4:1 پروتئين به صمغ در 2/3 pH را تأييد كرد. بررسي طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون‌قرمز نشان داد كه در اثر تشكيل كمپلكس پيك‌هاي آميد I تا III در پروتئين و پيك‌هاي مربوط به ارتعاش كششي نامتقارن گروه كربوكسيل در صمغ عربي جابه¬جا شده كه نشان‌دهنده تشكيل پيوند الكترواستاتيكي بين گروه كربوكسيل صمغ و گروه آمين ايزوله پروتئين بلوط است. نتيجه آناليزهاي حرارتي با DSC نشان داد كه كمپلكس ايزوله پروتئين بلوط- صمغ عربي در مقايسه با ايزوله پروتئين بلوط از پايداري حرارتي بالاتري برخوردار است، بنابراين مي‌توان از كمپلكس پروتئين- صمغ براي كپسوله كردن تركيبات مختلف نظير عطروطعم و تركيب زيست فعال استفاده كرد. بررسي خواص عملكردي ايزوله پروتئين بلوط و كمپلكس ايزوله پروتئين بلوط- صمغ عربي نشان داد كه تشكيل كمپلكس باعث بهبود خواص عملكردي مي‌شود. همچنين «ترتيب افزودن زيست¬پليمرها» نقش مهمي در پايداري امولسيون داشت. نتايج آناليز زاويه تماس نشان داد كه تشكيل كمپلكس الكترواستاتيكي باعث افزايش زاويه تماس پروتئين مي‌شود بنابراين بهتر مي‌تواند امولسيون‌هاي روغن در آب را پايدار كند. در مورد ساختار دوم نتايج نشان داد كه دور شدن از pH ايزو¬الكتريك باعث كاهش مارپيچ آلفا و صفحات بتا همراه با افزايش گردش بتا و مارپيچ تصادفي شد. همچنين تشكيل كمپلكس در 2/3 pH باعث افزايش صفحات بتا، گردش بتا و كاهش مارپيچ آلفا شد. بررسي ساختار سوم با طيف‌سنج دورنگ نمايي دوراني و فلوئورسانس نشان داد كه تشكيل كمپلكس باعث باز شدن ساختار پروتئين و آنفولدينگ آن مي‌شود.
چكيده انگليسي :
evaluation of complexes Oak protein isolate/Arabic gum in terms of their functional and structural properties was the aim of this work. In this research, complex coacervation between oak protein isolate (OPI) and gum arabic (GA) at different pH values (7.0–1.6) and mixing ratios (8:1 to 1:8 protein: polysaccharide), and a constant biopolymer concentration (0.125% w/w) was studied by turbidimetric analysis. The findings revealed that the pH 3.2 and 4:1 mixing ratio were the optimum conditions for electrostatic complex formation. ZP analyses confirmed the formation of an electrostatic complex between the gum and the protein in a mixing ratio of 4: 1 and pH of 3.2. The pH of net neutrality was reduced from pH 5.5 for OPI alone to pH 3.2 for OPI–GA. Fractionation of oak proteins isolate based on solubility showed glutelin is predominent fraction of oak protein. The proteins of oak isolates had a molecular weight of 50 to 60, 30, 35, 27, and 15 to 23 kDa according to the results of electrophoresis. The results of amino acid profile evaluation showed that Glu, Asp and Leu are the three major amino acids forming oak protein isolates, respectively. The FTIR spectra revealed that the complex coacervation between the amine groups of OPI and the carboxyl groups of GA caused the formation of the coacervate, with hydrogen bonding also being involved. The results of DSC and TGA showed that the complex coacervate had better thermal stability in comparison with OPI and GA. The functional properties (e.g., solubility, surface hydrophobicity, capacity of water and oil absorption, foam formation, and emulsifying properties) of the OPI-GA complexes were better than OPI. The results of the contact angle test showed that the oak protein isolate-Gum Arabic complex can better stabilize oil-in-water emulsions due to its higher contact angle. evaluation of the secondary structure with circular dichroism (CD) showed that the getting away from isoelectric pH could promote the formation of random coils and β-turn of OPI. CD results also showed that complex formation also reduced the alpha helix and increased other secondary structures, including β-sheet. Investigation of changes in the tertiary structure of the protein due to pH change and complex formation caused changes in the intensity of CD signals so that getting away isoelectric pH as well as complex formation reduced the intensity of CD signal. It was shown that by changing the pH and forming a complex, the chirality disappears and unfolding the structure of the protein. Moreover, the intrinsic fluorescence represented that the introduction of GA changed the microenvironment of tryptophan residues in OPI, which may be owing to the unfolding of the tertiary conformation. Findings suggested that admixtures of OPI and GA under complexing conditions could represent a new blended food and/or biomaterial ingredient.
استاد راهنما :
جواد كرامت، علي نصيرپور
استاد مشاور :
مهرناز اميني فر
استاد داور :
هاجر شكر چي زاده، محمد ديناري، مجيد مقدم
