اثر تکنیک فراصوت بر ویژگی های عملکردی پروتئین کنجاله فندق

سابقه و هدف: امنیت غذایی از چالش های اساسی جهانی است و رفع کمبود پروتئین در تغذیه به ویژه در کشورهای در حال توسعه ضروری محسوب می شود. پروتئین های گیاهی به دلیل پایداری زیست محیطی و کاهش وابستگی به منابع حیوانی، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. استخراج پروتئین از ضایعات گیاهی مانند کنجاله های روغنی علاوه بر کاهش هدر رفت منابع، اثرات زیست محیطی را نیز کم می کند. کنجاله فندق (Hazelnut meal) به عنوان یک محصول جانبی کشاورزی، می تواند منبعی پایدار و باکیفیت از پروتئین باشد. در این پژوهش، استخراج پروتئین از کنجاله فندق با پیش تیمار فراصوت، استخراج قلیایی و رسوب اسیدی انجام شد. ویژگی های عملکردی پروتئین استخراج شده بررسی گردید تا قابلیت استفاده از آن در صنایع غذایی افزایش یابد.مواد و روش ها: برای استخراج پروتئین از کنجاله فندق، ابتدا فرآیند چربی زدایی انجام شد. در ادامه مخلوطی از کنجاله چربی زدایی شده و آب دیونیزه تهیه و با پیش تیمار فراصوت فرآیند شد تا آزادسازی پروتئین ها تسهیل شوند. pH مخلوط بر اساس مقادیر بهینه پیشنهادی نرم افزار طراحی آزمایش و استفاده از محلول هیدروکسید سدیم تنظیم شد. پس از سانتریفوژ اولیه، محلول رویی جمع آوری شد و با افزودن محلول اسیدکلریدریک به pHایزوالکتریک تنظیم شد. در این مرحله، سانتریفوژ ثانویه انجام شد و رسوبات حاصل پس از شستشو، خنثی سازی و خشک کردن در خشک کن انجمادی آماده سازی شدند. آزمون ها با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. متغیرهای مستقل این پژوهش شامل pH قلیایی (۱۰ تا ۱۲)، دمای سانتریفوژ (۴ تا ۲۴ درجه سانتی گراد)، زمان (۵ تا ۲۵ دقیقه) و دما (۲۰ تا ۴۰ درجه سانتی گراد) حمام فراصوت و متغیرهای وابسته شامل ظرفیت جذب آب و روغن بودند. طراحی آزمایش ها با استفاده از نرم افزار دیزاین اکسپرت و طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام شد که شامل ۳۸ تیمار مختلف با ۶ تکرار در نقطه مرکزی و در سطح احتمال ۵ درصد بود. به منظور اعتبارسنجی مدل و مقایسه نتایج پیش بینی شده با داده های آزمایشگاهی در نقطه بهینه، آزمون t-student مورد استفاده قرار گرفت.یافته ها: بررسی نتایج آنالیز واریانس برای متغیرهای وابسته نشان داد که مدل درجه دوم به صورت معنی داری با داده ها برازش یافت (p<۰.۰۵). تحلیل روند تغییرات نشان داد که با افزایش زمان اعمال فراصوت تا ۱۶ دقیقه، ظرفیت جذب آب ابتدا کاهش و سپس افزایش یافت. همچنین، افزایش دمای فراصوت تا ۲۶ درجه سانتی گراد موجب افزایش اولیه و سپس کاهش ظرفیت جذب آب گردید. از سوی دیگر، افزایش pH از ۱۰ تا ۱۲ منجر به افزایش قابل توجهی در ظرفیت جذب آب شد. مطابق با یافته ها، افزایش زمان فراصوت تا ۲۰ دقیقه موجب افزایش اولیه و سپس کاهش ظرفیت جذب روغن گردید. همچنین، افزایش دمای فراصوت تا ۳۶ درجه سانتی گراد منجر به افزایش اولیه و سپس کاهش جزئی در ظرفیت جذب روغن شد. علاوه بر این، افزایش pH تا ۴/۱۱ ابتدا باعث کاهش و سپس افزایش جزئی ظرفیت جذب روغن گردید.نتیجه گیری: نتایج نشان داد پیش تیمار فراصوت موجب بهبود ظرفیت جذب آب و روغن پروتئین کنجاله فندق شده است. به منظور بهینه سازی عددی، مقادیر متغیرهای مستقل در بازه تعریف شده تنظیم شدند و متغیرهای وابسته با هدف دستیابی به حداکثر مقدار ممکن مورد بررسی قرار گرفتند. در شرایط بهینه، فرآیند شامل دمای فراصوت ۸۴۰/۲۳ درجه سانتی گراد، زمان فراصوت ۲۵ دقیقه، دمای سانتریفوژ ۰۰۱/۴ درجه سانتی گراد و pH برابر با ۱۲، مقدار ظرفیت نگهداری آب (۴۸۱/۱ گرم آب بر گرم پروتئین) و جذب روغن (۷۳۹/۳ گرم روغن بر گرم پروتئین)، تعیین شد. تمامی آزمایش ها در سه تکرار انجام گرفت. تحلیل داده ها با استفاده از آزمون t-student نشان داد، بین نتایج پیش بینی شده توسط مدل و مقادیر آزمایشی در شرایط بهینه اختلاف معناداری مشاهده نشد. این یافته ها صحت و دقت مدل پیشنهادی را تایید می کند.

کلیدواژه ها:

کلمات کلیدی: پروتئین کنجاله فندق ، بهینه سازی ، ظرفیت جذب روغن ، ظرفیت جذب آب