طراحی و ساخت نانوذرات ایزوله پروتئینی نخودفرنگی و بررسی خواص ساختاری و عملکردی آن

Abstract

چکیده فارسی مقدمه: لزوم استفاده از سامانه¬های طبیعی مانند امولسیون¬ها جهت فرمولاسیون‌های غذایی فراسودمند هم از جنبه محافظت بیشتر از ترکیبات حساس و زیست¬فعال و هم عدم استفاده از امولسیفایرهای مصنوعی مانند انواع سورفکتانت‌ها بیش از گذشته مورد توجه است. همچنین امروزه صنعت غذا به دنبال جایگزین گیاهی با قابلیت عملکردی مشابه پروتئین¬های حیوانی است. بعد از سویا، نخودفرنگی یک پروتئین گیاهی پرکاربرد در غذاهای مورد استفاده است. هدف: هدف اصلی این مطالعه بررسی اثرات تیمارهای مختلف حرارت‌دهی، اولتراسوند، تنظیم pH و برهمکنش با آسکوربیک اسید بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی سوسپانسیون کلوئیدی ذرات پروتئین نخودفرنگی به‌منظور اصلاح یا بهره‌برداری از خواص بالقوه پروتئین گیاهی نخودفرنگی برای استفاده در مقاصد صنایع غذایی و در نتیجه جایگزینی آن با ترکیبات سنتتیک مانند انواع سورفکتانت‌ها و یا چربی‌های هیدروژنه و غیره که آثار مخربی بر سلامتی دارند، است. مواد و روش کار: بعد از تهیه نانو‌¬¬¬ ذرات پروتئین نخودفرنگی در غلظت بهینه 1 درصد وزنی/حجمی و تحت تیمارهای مختلف حرارت‌دهی، اولتراسوند، تنظیم pH و برهمکنش با آسکوربیک اسید، برای درک تأثیرات هر تیمار بر ساختار و عملکرد نانو ذرات پروتئین نخودفرنگی تست¬های حل¬شوندگی، FTIR، DSC، SDS-PAGE، اندازه ذرات، زاویه تماس، کشش سطحی و ویسکوزیته ظاهری مورد بررسی قرار گرفتند. در ادامه تأثیر این عوامل بر تشکیل و پایداری فیزیکی و اکسیداتیو امولسیون پیکرینگ با نسبت حجمی 50 درصد روغن ذرت، مورد بحث‌وبررسی قرار گرفتند. یافته¬ها: درصد حل¬شوندگی پروتئین نخودفرنگی پس از تیمارهای مختلف از 31 (برای نمونه PP) تا 58 (برای نمونه SPP.AA.pH) درصد بود که نشان می‌دهد حل¬شوندگی پروتئین در همه تیمارها بیشتر از پروتئین نخودفرنگی خالص بود. نتایج FTIR و SDS-PAGE تشکیل پیوند کووالانسی بین پروتئین نخودفرنگی و آسکوربیک اسید را تأیید کردند که در تیمار حرارت‌دهی این برهمکنش با شدت بیشتری نسبت به تیمارهای دیگر رخ داد. نمونه‌های حاوی آسکوربیک اسید به طور معنی¬داری اندازه ذرات کوچک‌تر با زوایای تماس بالاتری را نشان دادند. همچنین نمونه¬های حاوی آسکوربیک اسید دمای دناتوراسیون بالاتری نسبت به نمونه¬های بدون آسکوربیک اسید در pH ثابت داشتند. مشاهده شد که پروتئین نخودفرنگی خالص نمی¬تواند آب و روغن را در نسبت اختلاط 50:50 تثبیت کند؛ اما تحت تیمارهای اولتراسوند و برهمکنش با آسکوربیک اسید منجر به تهیه امولسیون پیکرینگ با پایداری فیزیکی و اکسیداتیو بالا شدند. تصاویر میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال از امولسیون‌ها تأیید کرد که امولسیون تهیه شده نوعی پیکرینگ امولسیون روغن در آب است و ذرات نخودفرنگی قطرات روغن را احاطه کرده‌اند. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که می‌توان از پروتئین گیاهی نخودفرنگی در توسعه فرمولاسیون¬های کم‌چرب با پایداری اکسیداتیو بهبودیافته استفاده کرد و بدین منظور برای اصلاح عملکرد پروتئین می‌توان از تیمارهای مختلف، از جمله تیمار اولتراسونیکاسیون و تشکیل کمپلکس بین پروتئین نخودفرنگی و آسکوربیک اسید بهره جست. واژگان کلیدی: پروتئین نخودفرنگی، اسید آسکوربیک، امولسیون پیکرینگ، اولتراسوند