تحقیق بررسي اثر زانتان و كاراگينان بر خواص حلاليت ايزوله پروتئين سويا 16 ص
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 19 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
1
بررسي اثر زانتان و كاراگينان بر خواص حلاليت ايزوله پروتئين سويا
چکيده
محدوديت هايي در استفاده از پروتئين سويا مانند حلاليت کم و طعم نامطلوب آن وجود دارد. در اين پژوهش سعي گرديد كه خواص عملکردي پروتئين سويا توسط دو صمغ زانتان و کاراگينان بهبود يابد. زانتان در چهار سطح 0، 04/0، 09/0 و 13/0 درصد و کاراجينان در سطوح 0، 03/0، 07/0 و 09/0 درصد (در محلول) استفاده شد و صفتهاي حجم سرم، حجم رسوب و ضريب حلاليت نيتروژن مورد ارزيابي قرار گرفت.
نتايج آماري نشان داد که نمونه هاي داراي 13/0 درصد زانتان، 13/0 درصد زانتان و 07/0 درصد کاراجينان ، 13/0 درصد زانتان و 09/0 درصد کاراجينان و 09/0 درصد زانتان و 09/0 درصد کاراجينان داراي کمترين حجم سرم و رسوب و بالاترين ميزان حلاليت بودند.
مقدمه
دربسياری از مواد غذايی، پروتئين و پلی ساکاريد بصورت توأم وجود دارد. در فرمولاسيون مواد غذايی کلوئيدی، ازپروتئينها به دليل خواص امولسيون كنندگي و توليد کف و از کربوهيدراتها بعنوان نگهدارنده آب و قوام دهنده استفاده میشود. علاوه بر اين پروتئينها و کربوهيدراتها در ماده غذايی ايجاد بافت و ساختار مناسب مینمايند1,2)).
واکنش پروتئين - پلی ساکاريد عمدتاً الکترواستاتيکی است و قدرت واکنش به pH و قدرت يونی بستگی دارد. اين واکنش می تواند برای کنترل حلاليت پروتئين، تشديد ژله ای شدن و پايداری امولسيون و کف بکار رود3)). اضافه کردن پلی ساکاريدها به محلول پروتئين از تجمع زياد مولکولهای پروتئين توسط محدود کردن واکنش پروتئين - پروتئين، يا توسط حفظ گروههای بار دار و يا افزايش ويسکوزيته، جلوگيری می کند( 4).
واکنش دو بيوپليمر ميتواند به صورت تفکيکی (بيوپليمرها يکديگر را دفع می کنند که به عنوان عدم سازگاری مطرح می شود) و يا تجمعی باشد که در اين صورت پليمرها يکديگر را جذب میکنند (5).
2
واکنش پروتئين و پلی ساکاريد به صورتهای حلاليت همزمان، ناسازگاری، رسوب، تشکيل کمپلکس يا جداسازی فاز وجود دارد( 6).
از نقطه نظر ترموديناميکی، پروتئين وپلی ساکاريد در محلول به صورت سازگار و يا ناسازگار وجود دارند. تحت شرايط ناسازگاری ترموديناميکی، سيستمی شامل دو فاز حاصل می شود که عمدتاً هر فاز دارای مولکولهای متفاوت است(4).
فاکتورهای مؤثر در ايجاد سازگاری پروتئين - پلی ساکاريد، شامل نسبت پروتئين به پلی ساکاريد، pH، قدرت يونی، ميزان کل مواد جامد، درجه حرارت، ميزان اسيدی بودن و طبيعت پليمرها ( وزن مولکولی، بار و قابليت انعطاف زنجير) می باشد( 4).
واکنش دافعه، بين پروتئين و پلی ساکاريد غير يونی يا پلی ساکاريد آنيونی در pH بالای نقطه ايزوالکتريک پروتئين اتفاق می افتد. واکنش جاذبه غير خاص بين پروتئين وپلی ساکاريد از تشکيل پيوندهای يونی، واندوالس، هيدروژنی و... حاصل می گردد. جاذبه قوی بين پروتئين ها با بار مثبت ( pH زير نقطه ايزوالکتريک پروتئين ) و پلی ساکاريد آنيونی، مخصوصاً درقدرت يونی پايين، و جاذبه ضعيف بين پروتئينهای خنثی يا با بار منفی (pH بالای نقطه ايزوالکتريک پروتئين) و پلی ساکاريد اتفاق می افتد (2).
محلول آبی پروتئين وپلی ساکاريد، ممکن است در محدوده خاصی از نظر مقدار، جداسازی فاز Phase separation
نشان دهد. جداسازی فاز در اثر دو رفتار ثانويه توده ای شدن Coacervation
يا ناسازگاری ترموديناميکیThermodynamic incompatibility
صورت میگيرد.
ترکيب دوگانه پروتئين - پلی ساکاريد، بسته به دما، شرايط حلال و ميزان آنها می تواند توده ای شدن، ناسازگاری يا هيچ کدام را نشان دهد.
توده ای شدن شامل جداسازی خودبهخودی سيستم به دو فاز غنی از حلال و بدون حلال( شامل پروتئين وپلی ساکاريد) میباشد. اين امر توسط رسوب همزمان مخلوط پروتئين- پلی ساکاريد تحت اثر واکنشهای جاذبه الکترواستاتيکی( غير خاص ) بين بارهای مخالف پروتئين - پلی ساکاريد انجام میشود (2). توده ای شدن زماني که نيروی جاذبه بين دو بيوپليمر مختلف آنقدر قوی باشد که آنها را بهم نزديک نمايد وتشکيل کمپلکس دهد، اتفاق می افتد. چون کمپلکس حاصل دارای دانسيته متفاوتی نسبت به محيط اطراف خود می
4
باشد، جداسازی در بالا يا پايين سيستم در اثر نيروی جاذبه زمين صورت میگيرد (7). تودهای شدن در ميزان کم پلی ساکاريد اتفاق میافتد. چون در ميزان کم، پلی ساکاريد نمیتواند بطور کامل پروتئين را پوشش دهد و پلی ساکاريد ممکن است بيشتر از يک مولکول پروتئين را جذب نمايد (8, 5).
ناسازگاری ترموديناميکی شامل جداسازی خود به خودی سيستم به دو فاز غنی از حلال است که در يک فاز پروتئين و در ديگری پلی ساکاريد غالب است. اين پديده در اثر مخلوط نشدن محلول پروتئين و پلی ساکاريد غير رقيق، تحت اثر واکنش دافعه پروتئين - پلی ساکاريد (2) و در واقع زماني که واکنش بين بيوپليمرهای مشابه (1BP-1BP و 2BP- 2BP ) از نظر انرژی نسبت به واکنش بين بيوپليمرهای مختلف( 2BP- 1BP ) مطلوبتر باشد، اتفاق می افتد(7).
مواد وروش ها
2-1 – آماده سازي نمونه
براي آماده سازي محلول از زانتان با ميزان 0، 04/0، 09/0 و 13/0 درصد ، كاراگينان با ميزان 0 ، 03/0، 07/0 و 09/0 درصد و ايزوله پروتئين سويا( Soy Protein Isolate
SPI) به مقدار 5/6% در محلول استفاده شد. پروتئين، زانتان و كاراگينان توسط يك همزن كاسه دار مخصوص مواد پودري به مدت 5-7 دقيقه با دور متوسط بطور كامل مخلوط گشتند. به اين ترتيب پودري همگن و يكنواخت بدست آمد. اين پودر در تهيه محلول جهت انجام آزمايشات به كار گرفته شد.
2-2- آزمايشات فيزيكي و شيميايي
2-2-1- تعيين ميزان حلاليت ايزوله پروتئين سويا
برای تعيين حلاليت پروتئين، از انديس حلاليت نيتروژن (NS) استفاده می شود. جهت اندازهگيري NS از روش برادفورد استفاده شد. با استفاده از اين روش مي توان ميزان نيتروژن در ماده را تعيين كرد.
ميزان نيتروژن در کل نمونه / ميزان نيتروژن در فازشفاف =NS
براي انجام آزمايش، پودر با آب با نسبت 1 به 9/6 ( پودر به آب) توسط همزن مغناطيسي به مدت نيم ساعت مخلوط شدند و به اين ترتيب مايعي يكنواخت حاصل گشت. نمونههای موجود، به مدت 15 دقيقه سانتريفوژ شدند( g × 4350). در اثر سانتريفوژ دو فاز در هر نمونه به دست آمد كه شامل مايع شفاف در بالا و رسوب در پايين بود. با تعيين نيتروژن در فاز شفاف و در کل نمونه، ميزان حلاليت پروتئين تعيين گرديد(
4
9).
براي اندازه گيري ميزان نيتروژن كل نمونه و ميزان نيتروژن فاز شفاف به روش براد فورد، نياز به تهيه محلول استاندارد مي باشد. محلول استاندارد غلظت هاي مختلف و مشخصي از پروتئين استاندارد آلبومين گاوی است كه جهت تهيه منحني استاندارد دستگاه اسپكتروفتومتر ( طول موج 540 نانومتر) به كار ميرود. با استفاده از ميزان جذب محلول هاي استاندارد معادل رگرسيوني مناسب به دست آمد كه از آن براي تعيين ميزان نيتروژن فاز شفاف و كل نمونه استفاده شد.
2-2-2-تعيين مقدار رسوب
حجم رسوب در تمام نمونه ها پس از گذشت زمان 90 و 120 دقيقه بر حسب ميلي ليتر محاسبه شد. براي محاسبه مقدار رسوب، ابتدا نمونه محلول مطابق آن چه در قسمت 2-1 توضيح داده شد، آماده گرديد. سپس نمونهها در داخل مزورهاي يكسان ريخته شدند. بر حسب نوع محلول حالت هاي متفاوتي در مزورها مشاهده شد. حجم رسوب تشكيل شده در قسمت پايين مزور بر حسب ميلي ليتر به عنوان حجم رسوب گزارش شد. حجم رسوب مربوط به شانزده نمونه پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقيقه از شروع آزمايش خوانده شد.
2-2-3- تعيين مقدار سرم
پس از گذشت مدت زماني از آماده سازي محلول، در بعضي از نمونهها مايع شفافي از قسمت رسوب و كف محلول جدا ميشود كه تحت عنوان سرم مطرح ميشود. به دليل تشكيل سرم در بعضي از نمونه ها، حجم سرم پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقيقه از شروع آزمايش، بر حسب ميلي ليتردر مزورهاي يكسان (مرحله قبل) محاسبه گرديد. سرم مايع شفافي است كه در بعضي از نمونه ها پس از گذشت مدت زماني از شروع آزمايش تشكيل ميگردد. پس از آماده سازي نمونه، حجم سرم پس از گذشت مدت زمان 90 و 120 دقيقه از شروع آزمايش بر حسب ميلي ليتر محاسبه گرديد.
براي بررسي نتايج از آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي در سه تكرار(16*3) استفاده شد.
نتايج و بحث
3-1 – اثر زانتان بر حلاليت پروتئين
با توجه به نمودار 1 با افزايش ميزان زانتان، NS افزايش پيدا مي كند كه علت آن پيوند بين هيدروكلوئيد با پروتئين و جلوگيري از رسوب پروتئين است(10).