Skip to main content
SUPERVISOR
Nafiseh Soltanizadeh
نفیسه سلطانی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hedieh Sharafodin
هدیه شرف الدین

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Effect of dielectric barrier plasma on soy protein isolate and its complex with carboxy methyl cellulose
Plasma is the forth state of matter or more correctly, the discharged gas. It is a mixture of partially ionized gas that contains reactive species, such as electrons, positive and negative charge ions, free radicals, gaseous atoms and photons. Plasma treatment can effectively inactivate a wide range of microorganisms including molds, bacteria, spores and viruses. The present study was designed to investigate the effect of atmospheric cold plasma (ACP) on production of soy protein isolate (SPI)-carboxy methyl cellulose (CMC) conjugate. In order to understand the mechanism of the ACP technology in production of protein-polysaccharide conjugate, changes in physicochemical properties of SPI was also evaluated. For this purpose, SPI powder treated with ACP for 0, 5, 10, 15 min in 16, 18, 20 Kv. Then, pH, solubility, water hold capacity (WHC), emulsion activity and stability, foaming capacity and stability, total and reactive sulfhydryl, free carbonyl, SDS-PAGE, FTIR, circular dichroism (CD), and FE-SEM were evaluated on the treated samples. The result indicated that time, voltage and simultaneous effect of them didn’t had significant effect on pH (p 0.05). This is while emulsifying properties, solubility, WHC, and foaming activity of SPI was improved after treatment with ACP (p 0.05). With enhancement of exposure time to ACP, free and reactive sulfhydryl and free carbonyl increased until 20 Kv exposure and then decreased (p 0.05). The results of FTIR and CD indicated protein partial denaturation, and unfolding of ?-helix structure of proteins until 10 min exposure and then production of protein aggregates can be the reasons of physicochemical and functional changes in SPI. These results were confirmed with the FE-SEM images. After that, SPI and CMC mixed with ratio of 1:1 and treated with ACP as mentioned before. Then solubility, emulsion activity and stability, emulsion droplet size, free amine, SDS-PAGE and FTIR were evaluated on treated samples. The result of free amine, SDS-PAGE and FTIR approved conjugate formation after plasma treatment. However, the formation of conjugate was influenced by voltage and time of ACP exposure. The emulsifying properties and solubility of conjugates were significantly higher than the mixture of SPI-CMC (p 0.05). Samples were treated at 18kV for 5 min had the lower droplet size after emulsion formation and the produced emulsion indicated the highest stability during 14 days storage. Finally, it was found that ACP treatment can generate SPI-CMC conjugate in very short time, with ideal emulsifying properties. Keywords : Atmospheric cold plasma; soy protein isolate, conjugate, carboxy methyl cellulos
پلاسما حالت چهارم ماده است که شامل الکترون ها، رادیکال های آزاد، یون های مثبت و منفی، اتم های برانگیخته و خنثی و اشعه ی فرابنفش است. پلاسمای سرد بعنوان یک فرآیند غیرحرارتی در موارد مختلف مانند غیرفعال کردن میکروبی ، از بین بردن آفلاتوکسین، اصلاح نشاسته، افزایش جوانه زنی دانه، بهبود ویژگی های پخت، غیرفعالسازی آنزیمی، عمل آوری گوشت، حذف مواد شیمیایی کشاورزی و فرایند بسته بندی مواد مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از مطالعه ی حاضر بررسی امکان تشکیل کمپلکس ایزوله پروتئین سویا-کربوکسی متیل سلولز توسط پلاسمای غیرحرارتی بود. همچنین برای درک بهتر فرایند، تغییر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و عملکردی ایزوله ی پروتئین سویا به هنگام قرارگیری در معرض پلاسما بررسی شد. در این زمینه ابتدا پودر ایزوله پروتئین سویا به مدت 5، 10 و 15 دقیقه تحت تاثیر پلاسمای سرد با ولتاژهای 16، 18 و 20 کیلوولت قرار گرفت. تغییرات pH، حلالیت، ظرفیت نگهداری آب، فعالیت و پایداری امولسیون، ظرفیت کف کنندگی و پایداری آن، سولفیدریل آزاد و فعال، کربونیل آزاد، الگوی الکتروفورز، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه، ساختار دوم پروتئین و ریزساختار پروتئین، قبل و بعد از تیمار با پلاسما بررسی شدند. نتایج نشان داد pH تحت تاثیر زمان و ولتاژ اعمال پلاسما تغییر نکرد (05/0 p). این در حالی است که خواص امولسیفایری، حلالیت، ظرفیت نگهداری آب و ظرفیت کف کنندگی ایزوله پروتئین سویا تحت تاثیر پلاسما به میزان قابل توجهی بهبود یافت (05/0 p). در اثر افزایش زمان فرایند، میزان سولفیدریل کل و فعال و همچنین کربونیل آزاد افزایش یافت اما با شدت یافتن ولتاژ به میزان 20 کیلوولت، کاهش این گروه های عاملی مشاهده گردید (05/0 p). نتایج حاصل از طیف سنجی مادون قرمز و بررسی ساختار دوم نشان داد باز شدن مارپیچ آلفای پروتئینی و افزایش بی نظمی در ساختار تا زمان 10 دقیقه و سپس تشکیل توده های بین پروتئینی می تواند عامل تغییرات مشاهده شده در ویژگی های فیزیکوشیمیایی و عملکردی ایزوله پروتئین سویا باشد که با تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز تائید گردید. در بخش دوم این مطالعه، مخلوط 1:1 ایزوله پروتئین سویا و کربوکسی متیل سلولز تحت تیمار با پلاسما در شرایط قبلی قرار گرفت و میزان حلالیت، فعالیت و پایداری امولسیون، میانگین انداره ذرات امولسیون، میزان آمین آزاد، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه و الگوی الکتروفورز کمپلکس های حاصل بررسی شدند. نتایج حاصل از الکتروفورز، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه و میزان آمین آزاد بیانگر تشکیل کنژوگه ایزوله پروتئین سویا-کربوکسی متیل سلولز پس از اعمال تیمار پلاسما بود که تحت تاثیر ولتاژ و زمان اعمال پلاسما مقادیر متفاوتی از آن شکل گرفت. کنژوگه های حاصل، حلالیت و فعالیت امولسیون کنندگی قابل توجهی نسبت به مخلوط حاصل از این دو ترکیب داشتند (05/0 p). بررسی اندازه ذرات امولسیون حاصل از این کمپلکس نشان داد کوچکترین اندازه ذرات در تیمار18 کیلوولت به مدت 5 دقیقه مشاهده می گردد که طی زمان نیز از پایداری خوبی نسبت به نمونه مخلوط برخوردار است. به طور کلی می توان بیان نمود فرایند پلاسمای غیرحرارتی قادر است در زمانی بسیار کوتاه، کمپلکس پروتئین- پلی ساکارید با قابلیت امولسیون کنندگی مطلوب، تشکیل دهد. کلمات کلیدی : پلاسمای سرد فشار اتمسفری، پروتئین سویا، کنژوگه، کربوکسی متیل سلولز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی