Skip to main content
SUPERVISOR
Nafiseh Soltanizadeh
نفیسه سلطانی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Atiye Heidary
عطیه حیدری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Evaluating the influence of high pressure homogenization on functional and physicochemical properties of gelatin
Gelatin is widely used in food products to improve the stability and quality of food. Different methods are currently used to alter the physicochemical properties of proteins. One of the most important of these methods is the use of heat-based methods, which in addition to the positive effects on proteins, have negative effects. For this purpose, non-thermal methods have been considered to prevent adverse effects of heat. The present study investigates the effects of using one, two and three cycles of high pressure homogenization on the functional and physicochemical properties of gelatin at concentrations of 3%, 6% and 9%. In this regard, after homogenization of gelatin at pressure 1000 bar of gel stiffness, color, emulsifying capacity and emulsion stability, foaming and foaming stability, free sulfhydryl content, infrared spectrum, electrophoresis pattern, visible-ultraviolet spectrophotometry, secondary structure and Microscopic microstructures were studied. The results of this study showed that the effect of high pressure homogenization on gel stiffness depends on its concentration, at 3% concentration this process has no significant effect on gel stiffness but at 6% and 9% concentrations it causes tissue weakening. Change in the three factors of yellowness, brightness and redness of gelatin also depend on the gelatin concentration and the number of homogenization cycles. The use of high pressure homogenization also significantly increased the emulsification capacity, emulsion stability and sulfhydryl release, but with increasing number of homogenization cycles the emulsifying capacity, emulsion stability and free sulfhydryl decreased (p 0.05). This process can change the amount of foaming, by performing high pressure homogenization, the gelatin content decreases, However, with increasing number of homogenization cycles, there was a significant increase in the amount of foaming (p 0.05), But this process had little impact on the stability of the foaming. Infrared spectroscopy and circular dichroism spectrometer show gelatin denaturation and protein ?-helical opening due to high pressure homogenization. The results of UV-visible spectrophotometry also confirm these results. Although the results of the second and third structures show changes in these structures after homogenization, the examination of the processed gelatin electrophoresis pattern showed that high pressure homogenization could not effect the gelatin chain length. The microstructure study of this protein also revealed the conversion of gelatin sheet structure to polyhedral structures as a result of this process, Also the cavities in the structure were smaller but their wall thickness varied depending on the gelatin concentration and the number of homogenization cycles. Overall, the results showed that the use of high pressure homogenization as a non-thermal method significantly improved the functional properties of gelatin due to the change in the second and third gelatin structures. Keywords : High pressure homogenization, Functional propertied, Protein structure, gelatin
ژلاتین به طور گسترده در محصولات غذایی برای بهبود ثبات و کیفیت محصولات استفاده می‌شود. در حال حاضر روش‌های مختلفی برای تغییر در خصوصیات فیزیکوشیمیایی پروتئین‌ها به کار برده‌شده‌اند. یکی از مهم‌ترین این روش‌ها، استفاده از روش‌های مبتنی بر حرارت است که علاوه بر تاثیرات مثبت بر پروتئین‌ها، تاثیرات منفی نیز دارد. بدین منظور روش‌های غیرحرارتی به منظور جلوگیری از اثرات نامطلوب حرارت مورد بررسی قرار‌گرفته‌اند. مطالعه‌ی حاضر به بررسی اثرات استفاده از یک، دو و سه سیکل هموژنیزاسیون فشار بالا بر ویژگی‌های عملکردی و فیزیکوشیمیایی ژلاتین با غلظت‌های 3%، 6% و 9% می‌پردازد. در این راستا، پس از هموژنیزاسیون ژلاتین در فشار 1000 بار، سفتی ژل، رنگ، ظرفیت امولسیون‌کنندگی و پایداری‌امولسیون، کف‌کنندگی و پایدار‌ی‌کف، میزان سولفیدریل آزاد، طیف فروسرخ، الگوی الکتروفورز، طیف اسپکتروفتومتری مرئی-فرابنفش، ساختار دوم و ریز ساختار میکروسکوپی مطالعه شدند. نتایج این مطالعه نشان داد که اثر هموژنیزاسیون فشار بالا بر سفتی ژل بستگی به غلظت آن دارد، در غلظت 3% این فرآیند تاثیر معنی‌داری بر سفتی ژل نداشت اما در غلظت‌های 6% و 9% باعث ضعیف شدن بافت شد. تغییر در سه فاکتور زردی، روشنی و قرمزی ژلاتین نیز بستگی به غلظت ژلاتین و تعداد سیکل هموژنیزاسیون داشت. همچنین استفاده از هموژنیزاسیون فشار بالا باعث افزایش معناداری در میزان ظرفیت امولسیون‌کنندگی، پایداری‌امولسیون و میزان سولفیدریل آزاد شد، اما با افزایش تعداد سیکل هموژنیزاسیون، ظرفیت امولسیون‌کنندگی، پایداری‌امولسیون و میزان سولفیدریل آزاد کاهش یافت (05/0 p). این فرآیند قادر به تغییر میزان کف‌کنندگی بود. به طوری که با انجام هموژنیزاسیون فشاربالا میزان کف‌کنندگی ژلاتین کاهش یافت. این در حالی است که با افزایش تعداد سیکل هموژنیزاسیون افزایش در میزان کف‌کنندگی به صورت معنا‌داری مشاهده شد (05/0 p). اما این فرآیند بر پایداری‌کف تاثیر چندانی نداشت. طیف سنجی فروسرخ و اسپکتروسکوپی رنگ تابی دورانی، دناتوره شدن ژلاتین و باز شدن مارپیچ آلفای پروتئینی را در اثر هموژنیزاسیون فشار بالا نشان داد. نتایج حاصل از اسپکتروفتومتری مرئی- فرابنفش نیز موید این نتایج بود. اگر چه نتایج حاصل از بررسی ساختارهای دوم و سوم نشان دهنده تغییر در این ساختارها پس از انجام هموژنیزاسیون است اما بررسی الگوی الکتروفورز ژلاتین فرآیند شده نشان داد که هموژنیزاسیون فشار بالا نتوانسته است بر طول زنجیره ژلاتین تاثیری بگذارد. در بررسی ریز ساختار این پروتئین نیز تبدیل ساختار ورقه‌ای ژلاتین به ساختار‌های چندوجهی در اثر این فرآیند مشاهده گردید. همچنین حفرات موجود در ساختار کوچک شده اما ضخامت دیواره آن‌ها بسته به غلظت ژلاتین و تعداد سیکل هموژنیزاسیون متفاوت بود. در مجموع با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از هموژنیزاسیون فشار بالا به عنوان یک روش غیر حرارتی سبب بهبود قابل توجه ویژگی‌های عملکردی ژلاتین که ناشی از تغییر در ساختار‌های دوم و سوم ژلاتین بود. کلمات کلیدی: هموژنیزاسیون فشار بالا، خواص عملکردی، ساختار پروتئین، ژلاتین.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی