Skip to main content
SUPERVISOR
Sabihe Soleimanianzad,Mehdi Kadivar,Hajar Shekarchi zadeh
صبیحه سلیمانیان زاد (استاد مشاور) مهدی کدیور (استاد راهنما) هاجر شکرچی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mahdiyeh Masoudpour Bahaeabadi
مهدیه مسعودپور بهاء آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of Heat Processing on Stability and Characteristics of Bioactive Polysaccharide of Acorn
Nowadays, consumer’s trend to functional foods containing prebiotic compounds is increasing. Prebiotics must be stable against food processing treatments, such as heat, Maillard reaction and low pH, so they reach the colon intact and cause stimulation of selective growth of colonic bacteria. So, the aim of this study is to extract the polysaccharide prebiotic of acorn and to investigate its stability against heat. The content of protein and ash of extracted prebiotic from acorn were 1.15 ±0.07 and 1.57 ±0.03, respectively. In this study acorn polysaccharide samples were heated in oven at 100 ?C and 180 ?C for 30 minutes after being dried with freeze dryer. The weight of samples was measured after heating. The weight of both samples had significant difference compared with control sample (p 0.05). Colorimetric results showed the lightness reduction of 180 ?C treatment in comparison with two other treatments, which is probably due to non-enzymatic browning reaction. The investigation of surface morphology of the particles by scanning electron microscope showed particles aggregation and filling holes of porous particles due to moisture absorption. The amounts of carbohydrate of control sample and 100?C and 180?C treatments with phenol-sulfuric method were 91.77±6.2, 88.55±2.09 and 69±7.07, respectively. Investigation of thermal analysis of samples by DSC showed similar process for all three samples. The endothermic peak around 271- 291?C is related to the crystalline transition and the exothermic peak around 292-332?C is related to the decomposition of acorn polysaccharides. The enthalpy of decomposition peak of the control sample and 100?C and 180?C treatments was 30.04, 21.03 and 41.22 (J/g) respectively. The TGA analysis showed that the thermal decomposition of control sample and 100?C and 180?C treatments was at 364.26, 360.97 and 356.36?C, respectively. The XRD analysis showed all three samples have semi-crystalline structure and 180?C treatment has higher crystallinity index in comparison with two other samples. HPLC analysis of three samples revealed that the polysaccharide derived from acorn is composed of raffinose, glucose and fructose. Solubility of control sample and 100?C and 180 ?C treatments at room temperature was 11.18 ±1.2, 19.31 ±0.21, and 5.34 ±1.2, respectively. The solubility of three samples was increased with temperature increasing from 25 to 60 ?C. Water holding capacity of control sample and 100?C and 180?C treatments was 5.92± 0.03, 5.05±0.06 and 7.31±0.21 (g water/g DM), respectively. Measured emulsion stability of control sample and 100?C and 180?C treatments was 71±1.41, 71.5±0.7 and 54±1.41 percent after 4 weeks. Antioxidant property of samples was measured by DPPH method and 180?C treatment was found to have higher antioxidant property. Lower carbohydrate content, solubility and emulsion stability of 180 ?C treatment as well as higher water holding capacity and antioxidant property of this treatment is related to non-enzymatic browning reaction and so the production of high molecular weight compounds with low solubility and high antioxidant property. The FTIR spectra of three samples showed the chemical stability of typical bands corresponding to polysaccharides in 100?C and 180?C treatments. Finally it can be concluded that the use of this polysaccharide in products with high temperature processing is possible. Keywords : Prebiotic, Stability, Acorn polysaccharide, Heat
امروزه گرایش مصرف کنندگان به محصولات فراسودمند حاوی ترکیبات پریبیوتیک افزایش پیدا کرده است. پریبیوتیک ها باید در برابر فرایندهای غذایی مثل حرارت، واکنش های میلارد و pH پایین ثبات داشته باشند تا به طور دست نخورده به روده رسیده و در نتیجه باعث تحریک رشد انتخابی باکتری های روده شوند. بنابراین هدف از این تحقیق جداسازی پلی ساکارید پریبیوتیک بلوط و بررسی پایداری این پریبیوتیک در برابر حرارت بود. میزان پروتئین خام و خاکستر ترکیب استخراج شده از بلوط به ترتیب 07/0± 15/1 و 03/0± 57/1 درصد اندازه گیری شد. در این مطالعه نمونه های پلی ساکارید بلوط پس از خشک شدن با خشک کن انجمادی، تحت تیمار حرارتی در دماهای ?C100 و ?C180 به مدت 30 دقیقه با استفاده از آون قرار گرفتند. نمونه ها بعد از حرارت دهی توزین شده و وزن هر دو نمونه حرارت داده شده در مقایسه با نمونه شاهد اختلاف معنی دار داشت (05/0hy; ). نتایج رنگ سنجی نمونه ها حاکی از کاهش میزان روشنایی نمونه حرارت دهی شده در ?C180 بود که احتمالا در نتیجه انجام واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی در این نمونه نسبت به دو نمونه دیگر است. بررسی مورفولوژی سطح ذرات نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی، تجمع ذرات و پر شدن حفره های ذرات متخلخل در اثر جذب رطوبت را نشان داد. میزان کربوهیدرات نمونه شاهد و نمونه های حرارت دهی شده در ?C100 و ?C180 با روش فنول سولفوریک به ترتیب 2/6± 77/91، 09/2± 55/88 و07/7± 69 درصد به دست آمد. بررسی آنالیز حرارتی نمونه ها توسط DSC، روند مشابهی را در هر سه نمونه نشان داد. پیک گرماگیر محدوده ?C 291-271 به انتقال بلوری و پیک گرمازای محدوده ?C 332-292 به تخریب نمونه های پلی ساکارید بلوط در اثر حرارت نسبت داده می شود. آنتالپی پیک تخریب نمونه شاهد، 100 و 180 درجه سانتی گراد به ترتیب 04/30، 03/21و22/41 ژول بر گرم اندازه گیری شد. آنالیز TGA نشان داد که تخریب گرمایی نمونه های شاهد، 100 و 180 درجه سانتی گراد به ترتیب در دماهای 26/364، 97/360 و 36/356 درجه سانتیگراد بود. آنالیز XRD نشان داد که هر سه نمونه دارای ساختار نیمه بلوری بودند و نمونه?C 180 نسبت به دو نمونه دیگر درصد بلورینگی بالاتری داشت. آنالیز HPLC ترکیبات قندی هر سه نمونه را رافینوز، گلوکز و فروکتوز نشان داد. میزان حلالیت نمونه های شاهد، 100 و180 سانتی گراد در دمای محیط به ترتیب 00/0 ± 18/11، 21/0 ± 31/19 و 2/1 ± 34/5 درصد اندازه گیری شد و با افزایش دما از 25 به 60 درجه سانتی گراد درصد حلالیت هر سه نمونه افزایش پیدا کرد. ظرفیت نگهداری آب نمونه شاهد، 100 و 180 درجه سانتی گراد به ترتیب 03/0 ± 92/5، 06/0 ± 05/5 و21/0 ± 31/7 (گرم آب/گرم ماده خشک) بود. شاخص فعالیت امولسیون نمونه?C180 کمتر از دو نمونه دیگر بود. پایداری امولسیون های نمونه های شاهد ?C100 و ?C180 پس از 4 هفته به ترتیب 41/1 ± 71، 7/0 ± 5/71 و 41/1 ± 54 درصد بود. خاصیت آنتی اکسیدانی نمونه ها با روش DPPH اندازه گیری شد و نمونه حرارت دهی شده در ?C180 بیشترین خاصیت آنتی اکسیدانی را نشان داد. کمتر بودن میزان کربوهیدرات، حلالیت و پایداری امولسیونی نمونه ?C180، همچنین بیشتر بودن ظرفیت نگهداری آب و درصد خاصیت آنتی اکسیدانی این نمونه به دلیل انجام واکنش های قهوه ای شدن غیر آنزیمی و در نتیجه تولید ترکیبات سنگین مولکول با حلالیت پایین و خاصیت آنتی اکسیدانی بالا نسبت داده می شود. آنالیز ساختاری هر سه نمونه به وسیله تبدیل فوریه مادون قرمز انجام شد و نتایج حاکی از پایداری شیمیایی تمام باندهای شاخص پلی ساکارید در دو نمونه حرارت داده شده در 100 و 180درجه سانتی گراد نسبت به نمونه شاهد بود. در نهایت می توان چنین نتیجه گیری کرد که امکان استفاده از این پریبیوتیک در محصولات با فرایندهای حرارتی با دماهای بالا وجود دارد. کلمات کلیدی: پلی ساکارید بلوط، پریبیوتیک، پایداری، حرارت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی