Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Nasirpour,Javad Keramat
علی نصیرپور (استاد راهنما) جواد کرامت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Poya Seidi
پویا صیدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Functional and Structural Properties of Gum Arabic Complexes with Casein and Hydrolyzed Casein Achieved by Maillard Reaction
Proteins and polysaccharides are used together in different kinds of food products.They are responsible for some food characteristics like texture and controlled release of flavor. They can modify phase stability in colloidal food systems. These biopolymers play an important role in structuration and stabilization of food through their gelling, thickening and surface activity properties. The Maillard reaction is a safe reaction that does not need any chemical substances and this reaction can make permanent and strong covalent bond between protein and polysaccharide. The products of this reaction are new materials that have different functional properties in comparison with reactants. In this study casein protein had been extracted from milk and hydrolyzed with Pepsin enzyme at three different Enzyme\\Substra ratio (0.1, 0.15 and 0.2 %). In next step casein-gum Arabic and hydrolyzed casein-Arabic gum conjugates were produced. A mixture of two biopolymer with total biopolymer concentration of 1.5 % and in three molar ratio of 1:1, 1:2 and 2:1 had been prepared and these mixtures heated at of 80 0 Cduring six hours to produce protein-polysaccharide conjugates. The conjugation of these two biopolymers was verified by Fourier Transform Infrared (FT-IR), High Performance Size Exclusion Chromatography (HPSEC) and Fluorescence spectrophotometry methods. HPSEC chromatograms showed shifted a peak to higher molecular weights. FT-IR spectrum showed changes in amide band 1 and 2. Fluorescence spectrophotometry showed reduction in intrinsic fluorescence intensity. These three changes verify protein-polysaccharide conjugation. Physicochemical properties of conjugation produced from Casein, hydrolyzed casein and gum Arabic was investigated by solubility, emulsifying and foaming assay. The protein solubility of casein-gum Arabic conjugates improved as compared to casein and casein-gum Arabic mixture especially at acidic conditions. Emulsifying properties of conjugation was assayed with turbidity and particle sizing methods. Emulsifying assay showed improved emulsifying properties in protein-polysaccharide conjugation and these tests showed that emulsifying propertiese of conjugates was improved with increase of gum Arabic molar ratio. Hydrolyzed casein-gum Arabic shows better emulsifying, foaming properties than casein-gum Arabic conjugates. Keywords : Protein-polysaccharide reaction, Maillard reaction, Casein, gum Arabic, Emulsifier
پروتئین‌ها و پلی ساکارید ها ترکیبات معمول در بسیاری از فرمول‌های مواد غذایی هستند. این ترکیبات ویژگی‌هایی مانند بافت و آزاد شدن طعم را ایجاد می‌کنند و قادر به بهبود پایداری فازی در سامانه‌های کلوئیدی غذا هستند. همچنین این ترکیبات با ویژگی ژله‌ای شدن، تغلیظ کنندگی و ویژگی پایداری سطحی، نقش کلیدی در ساختار و پایدار سازی سامانه‌های غذایی ایفامی‌کنند. با کمپلکس شدن بیوپلیمر های پروتئین و پلی ساکارید، در واقع پلیمری جدید به وجود می‌آید که ویژگی‌های عملکردی متفاوتی نسبت به هر یک از اجزاء اولیه دارد. واکنش مایلاردیک واکنش طبیعی است که نیاز به مواد شیمیایی نداشته و می‌تواندپیوندهای دائمی و قوی کووالانسی بین این دو بیوپلیمر ایجاد کند. در این مطالعه کازئین از شیر استخراج شد، سپس کازئین توسط آنزیم پپسین در سه تیمار بر اساس نسبت آنزیم/ سوبسترا1/0، 15/0 و 2/0درصد وزنی/وزنی هیدرولیز گردید. در این پژوهش با استفاده از واکنش مایلارد،کنژوگه پروتئین کازئین- صمغ عربی و همچنین کنژوگه هیدرولیزهای کازئین-صمغ عربی تولید شدند. برای ایجاد کنژوگه، مخلوط‌هایی با غلظت بیوپلیمر کل 5/1 درصد و با نسبت پروتئین به پلی ساکارید 1:2، 1:1 و 2:1 تهیه شد و به مدت 6 ساعت در دمای 80 درجه حرارت داده شد. کنژوگه شدن این دو بیوپلیمر توسط روش‌های طیف سنجی مادون قرمز و کروماتوگرافی خروج بر اساس اندازه و همچنین طیف فلورسنسی مورد تأیید قرار گرفت. کروماتوگرافی خروج بر اساس اندازه جابجایی پیک پروتئین به سمت وزن‌های مولکولی بالاتر را نشان داد. همچنین طیف مادون قرمز تغییر در پیک ناشی از آمید را نشان داد. علاوه بر آن، فلورسانس ذاتی تریپتوفان در کنژوگه نسبت به پروتئین اولیه کاهش یافت که این سه تغییر نشان از برقرار شدن کنژوگه های پروتئین-پلی ساکارید است. سپس کمپلکس‌های حاصل از نظر ویژگی‌های کاربردی مورد ارزیابی قرار گرفتند و از پروتئین کازئین به عنوان شاهد استفاده شد. میزان حلالیت، قابلیت امولسیفایری و قابلیت کف کنندگی به عنوان ویژگی‌های کاربردی بررسی شدند. حلالیت کازئین با کنژوگه شدن توسط صمغ عربی در مقایسه با پروتئین بخصوص در Hایزوالکتریک افزایش یافت. قابلیت امولسیفایری از دو روش کدورت سنجی و بررسی توزیع اندازه ذرات مورد ارزیابی قرار گرفت. افزایش نسبت پلی ساکارید به پروتئین موجب بهبود پایداری امولسیفایری نسبت به حالت مساوی بودن پلی ساکارید-پروتئین شد. کنژوگه شدن کازئین با صمغ عربی ویژگی امولسیفایری و کف کنندگی بهتری نسبت به پروتئین تنها از خود نشان داد. بکار بردن کازئین هیدرولیز شده در کمپلکس کازئین-صمغ عربی موجب بهبود ویژگی‌های امولسیفایری، کف کنندگی نسبت به کنژوگه کازئین هیدرولیز نشده-صمغ عربی بخصوص در pHایزوالکتریک شد. کلمات کلیدی: برهمکنش‌های پروتئین-پلی ساکارید، واکنش مایلارد، کازئین، صمغ عربی، امولسیفایری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی