Skip to main content
SUPERVISOR
Javad Keramat,Ali Nasirpour
جواد کرامت (استاد راهنما) علی نصیرپور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Safoura Pirestani
صفورا پیرستانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1391

TITLE

Evaluation of Functional Properties of Canola Protein Isolate and Canola Protein-Gum Arabic Covalent Complexe by Maillard Reaction
The aim of this study was to produce covalently attached conjugate between canola protein isolate (CPI) and gum Arabic (GA) in aqueous solutions via the Maillard reaction at 90 °C in a model system consisting of 2% CPI and 1, 2 or 4% GA. Upon decreasing of free amino group content in the glycosylated CPI to 72%, a new band near the loading end of sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and a shift of CPI peak in high performance size exclusion chromatography confirmed that the covalent attachment of CPI to GA was successful. The results of secondary structure analysis suggested that grafted CPI had decreased ?-helix and ?-sheet levels and increased random coils level. The solubility of CPI at isoelectric point was improved remarkably after grafting with GA. The optimal conjugation conditions chosen from the further experiments were 1% of GA, 90 °C and reaction time 15 min. Also, the stability, rheology and morphology of oil-in-water emulsions stabilized by conjugate of these two natural biopolymers were evaluated using droplet size, emulsifying activity (EAI), emulsifying stability (ESI) and creaming indices. Conjugate-stabilized emulsion showed smaller mean droplet size and lower creaming index values which were more effective at stabilizing emulsion compared to CPI alone and mixture of two biopolymers especially if pH was near the isoelectric point of CPI or when emulsions heated from 30 to 90 °C. Moreover, our results demonstrated that EAI, ESI and viscosity of emulsion for CPI-GA conjugate were significantly more than that of CPI-GA mixture and CPI. These results suggested that Maillard reaction could be one of the most promising approaches to improve emulsifying properties of CPI for food applications. Meanwhile, the results of thermal properties, foaming and antioxidant properties of conjugate showed that these properties of CPI were improved by glycation through Maillard reaction.
پروتئین ها و پلی ساکارید ها دو گروه عمده از ترکیبات مواد غذایی هستند که با توجه به ویژگی های فیزیکوشیمیایی خود نقش های متنوعی از جمله امولسیون کنندگی، کف کنندگی، تغلیظ کنندگی، پایدار کنندگی و ایجاد ژل را در صنعت غذا ایفا می کنند. با تشکیل کمپلکس بین پروتئین و پلی ساکارید، ویژگی های کاربردی پروتئین ها به طور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می کند. در بین انواع برهمکنش های بین پروتئین و پلی ساکارید، پیوندهای کوالانسی پیوندهایی بسیار قوی و اختصاصی هستند که برای ایحاد این نوع پیوند، از واکنش مایلارد به علت ایمن بودن و عدم نیاز به افزودن هر گونه مواد شیمیایی خارجی برای تشکیل پیوند بین این دو زیست پلیمر می توان استفاده کرد. در این پژوهش ویژگی های کاربردی ایزوله پروتئین کانولا از طریق تشکیل پیوند کوالانسی با صمغ عربی به روش مایلارد از طریق تیمار حرارتی مرطوب بهبود داده شد. بدین منظور ابتدا مخلوط هایی با نسبت 1:1، 1:2 و 2:1 پروتئین:پلی ساکارید تهیه شد و به منظور انجام واکنش مایلارد بین دو زیست پلیمر و ایجاد پیوند کوالانسی، در دمای 90 درجه سانتی گراد و 7pH= به مدت 60 دقیقه حرارت داده شدند. با بررسی طیف فرابنفش- مرئی در دامنه ی طول موج 250 تا 400 نانومتر مشخص شد که طول موج جذب ماکزیمم برابر با 294 نانومتر، است و بعلاوه مقایسه شدت جذب سه نسبت پروتئین:پلی ساکارید نشان داد که نسبت 1:2 مناسب ترین نسبت برای تهیه کنژوگه است. سپس نمونه هایی با این نسبت تهیه کرده و به مدت 15، 30، 45 و 60 دقیقه حرارت داده شدند. مقایسه شدت جذب در 294 نانومتر نمونه ها مشخص کرد که 15 دقیقه حرارت دهی، بهترین زمان برای تشکیل کنژوگه های کوالانسی در مراحل ابتدایی مایلارد بود و برای آزمون های بعدی مورد استفاده قرار گرفت. کم رنگ شدن برخی از نوارهای مربوط به پروتئین های کانولا، وجود نوارهای پررنگ تر در بالای ستون های مربوط به نمونه های کنژوگه در ژل الکتروفورز نمونه ها و همچنین جابه جایی پیک های طیف فروسرخ تبدیل فوریه ایزوله پروتئین کانولا و صمغ عربی بویژه پیک های مربوط به نوارهای آمید 1 و 2 در طیف مربوط به کنژوگه تأیید کننده ی تشکیل کمپلکس بین این دو زیست پلیمر بود. ترکیب آمینواسیدهای ، ساختار دوم پروتئین، ساختار بلوری، فلورسانس ناشی از محصولات مایلارد و پتانسیل زتا نمونه ها بررسی شدند. فعالیت امولسیون کنندگی، پایداری و ویسکوزیته امولسیون و نیز میانگین اندازه ذرات وتصویر میکروسکوپ نوری امولسیون های تهیه شده از کنژوگه، مخلوط دو زیست پلیمر و ایزوله تنها بلافاصله پس از تیمار در pH های 4، 5، 7 و 9 و دماهای 30، 50، 70 و 90 درجه سانتی گراد و نیز پس از 14 روز نگهداری در دمای اتاق مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر امولسیون کنندگی، ویژگی های کاربردی دیگری از جمله حلالیت، کف کنندگی، پایداری حرارتی و آنتی اکسیدانی هم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد، لیزین و آرژینین به ترتیب 25 و 15% کاهش طی 15 دقیقه اول حرارت دهی نشان دادند. در مورد ساختار دوم کنژوگه مشاهده شد که درصد ?-turns، ?-helix و random coil کاهش نشان داد درحالیکه درصد ?-sheet افزایش داشت. حلالیت کنژوگه در نزدیکی pH ایزوالکتریک در مقایسه با مخلوط و پروتئین تنها بهبود پیدا کرد. شدت فلورسانس کنژوگه نشان داد که این شاخص طی 15 دقیقه اول حرارت دهی به حداکثر مقدار رسیده و با حرارت دهی تا 60 دقیقه، کاهش داشته است. نتایج پتانسیل زتا نشان داد pH ایزوالکتریک پروتئین پس از کنژوگه شدن از 3/5 به 8/3 تغییر کرد که نتیجه ی بلوکه شدن گروه های آمین لیزین است. همچنین، کنژوگه دو زیست پلیمر در مقایسه با مخلوط دو زیست پلیمر یا ایزوله پروتئین، بالاترین فعالیت امولسیون کنندگی و کمترین میانگین اندازه ذرات امولسیون را به خود اختصاص داد. ویژگی های پایداری حرارتی، کف کنندگی و آنتی اکسیدانی کنژوگه نیز نسبت به نمونه مخلوط و ایزوله تنها افزایش معنی داری نشان داد. کلمات کلیدی: ایزوله پروتئین کانولا، صمغ عربی، واکنش مایلارد، کنژوگه شدن و ویژگی های کاربردی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی