مرضیه موسوی نسب
-
پروبیوتیک ها در طول حرکت خود در دستگاه گوارش به حفاظت کارآمد، مکانیسم های قوی تضمین کننده زنده مانی و تضمین تاثیر مفید آن ها پس از رسیدن به محیط روده وابسته هستند. از آنجایی که فعالیت و زنده مانی باکتری های پروبیوتیک در شرایط گوارشی معده، روده کوچک و روده بزرگ حائز اهمیت است، باکتری های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس NCFM برای محافظت و انتقال از طریق محیط دستگاه گوارش در کمپلکس کواسروات تولید شده از صمغ ایرانی (PG) و ایزوله پروتئین سویا (SPI) محصور شدند. میکروارگانیسم های بارگذاری شده در میکروکپسول هایی با نسبت 2 به 1 از صمغ فارسی به ایزوله پروتئین سویا، با راندمان درون پوشانی بالای 93/80 درصد با استفاده از کمپلکس کواسرواسیون تولید شدند. این مطالعه به بررسی میزان بقای سلول های آزاد و محصور شده و همچنین الگوهای رهایش آنها در محیط های شبیه سازی شده معده و روده در سطوح مختلف pH (1/2، 4 و 7/5)، همراه با حضور آنزیم های گوارشی مربوطه (پپسین و پانکراتین) پرداخت. نتایج نشان داد که میزان رهایش باکتری از کپسول پس از 24 ساعت 96/66 درصد بود. تعداد سلول های آزاد و محصور شده به ترتیب به 4/03 Log CFU/mL و 2/43 Log CFU/mL در شیره معده شبیه سازی شده (pH 1.2) کاهش یافت. یافته ها نشان می دهد که کمپلکس کواسروات-صمغ فارسی و ایزوله پروتئین سویا اثرات محافظتی قابل توجهی برای لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس ارائه می دهد.
کلید واژگان: کمپلکس کواسروات, محیط دستگاه گوارش, لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس, صمغ فارسی, ایزوله پروتئین سویاProbiotics depend on efficient safeguarding during their journey through the gastrointestinal tract, with robust mechanisms guaranteeing their viability and ensuring their beneficial impact once they reach the gut environment. Since the activity and viability of probiotic bacteria are important through gastrointestinal and colonizing conditions, Lactobacillus acidophilus NCFM was entrapped in Persian gum (PG) and soy protein isolate (SPI) complex coacervate (CC) to protect and transport them in the gastrointestinal environment. The microorganisms loaded into microcapsules with a SPI: PG ratio of 2:1, were generated with a high encapsulation efficiency of 93.80% using complex coacervation. The study delved into the survival rates of both free and encapsulated cells, as well as their release patterns in simulated gastric and intestinal juices across varied pH levels (1.2, 4, and 7.5), alongside the presence of respective digestive enzymes (pepsin and pancreatin). Results showed that the release rate of bacteria from the capsule was 96.66% after 24 hours. The number of free and encapsulated cells was reduced by 4.03 Log CFU/mL and 2.43 Log CFU/mL in SGJ (pH 1.2), respectively. The findings underscore that the PG-SPI complex coacervate exhibits substantial protection effects against Lactobacillus acidophilus.
Keywords: Complex Coacervation, Gastrointestinal Environment Lactobacillus Acidophilus, Persian Gum, Soy Protein Isolate -
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال نوزدهم شماره 2 (پیاپی 80، خرداد و تیر 1402)، صص 333 -347
جوانه ی گندم یک مکمل غذایی پر ارزش و یک محصول جانبی کارخانه ی آرد است که برای تامین غذای دام و تولید روغن مورد استفاده قرار می گیرد. ترکیبات کویینون موجود در جوانه ی گندم دارای خاصیت ضد سرطانی است که به وفور در جوانه ی گندم یافت می شود. هدف از این پژوهش، مطالعه و بررسی اثر تخمیر بر ترکیبات زیست فعال موجود در جوانه ی گندم با خواص ضد سرطانی است. در این مطالعه تخمیر جوانه ی گندم توسط مخمر ساکارومایسس سرویسیه5052 و باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم 1058در pH های معادل 5/4، 6 و 5/7 و زمان های24، 48 و 72 ساعت صورت گرفت و از روش سطح پاسخ جهت یافتن شرایط بهینه تخمیر استفاده شد و جوانه ی گندم تخمیری بعد از خشک شدن از لحاظ خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ترکیبات زیست فعال مورد بررسی قرار گرفت. پس از 48 ساعت تخمیر میزان ترکیبات زیست فعال به بالاترین میزان خود رسید و در ادامه روند کاهش میزان این ترکیبات مشاهده شد و در 72 ساعت به کمترین میزان رسیدند. به عنوان مثال میزان ترکیبات فنولی و دی متوکسی بنزوکویینون نمونه های جوانه گندم تخمیر شده با مخمر در pH معادل 6 در زمان های تخمیر 24، 48 و 72 ساعت به ترتیب عبارت بودند از: 46/2، 90/2 و 75/2 میلی گرم معادل گالیک اسید در گرم و 076/0، 230/0 و 170/0 میلی گرم در گرم. شرایط بهینه ی به دست آمده در این مطالعه تخمیر جوانه گندم به وسیله باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم 1058در مدت زمان 48 ساعت و pH معادل 6 بدست آمد. در شرایط بهینه ی بدست آمده میزان فنول کل، ربایندگی رادیکال آزاد DPPH و میزان دی متوکسی بنزوکویینون به ترتیب 33/3 میلی گرم معادل گالیک اسید در گرم، 49/86 درصد و 56/0 میلی گرم در گرم بدست آمد.
کلید واژگان: ساکارومایسس سرویسیه, کوئینون, گاماآمینوبوتریک اسید, لاکتوباسیلوس پلانتارومIntroductionWheat germ is a valuable nutritional supplement and a by-product of the flour milling industry used for animal feed and oil extraction. Quinone compounds found in wheat germ have anti-cancer properties that are abundantly found in wheat germ. The aim of this study was to investigate the effect of fermentation conditions on the bioactive compounds in wheat germ with anti-cancer properties. For this purpose, the Saccharomyces cerevisiae 5022 and Lactobacillus plantarum strain 1058 were used for fermentation of wheat germ under different pH levels (4.5, 6, and 7.5) over different time (24, 48, and 72h). Response Surface Methodology was used to find the optimal fermentation conditions and to investigate the effects of above-mentioned conditions on DPPH radical scavenging activity, total phenolics and dimethoxy benzoquinone (DMBQ) content. Moreover, the amounts of bio-peptides and gamma aminobutric acid (GABA) were also determined under optimum conditions.
Materials and MethodsTo accomplish the fermentation process, 10 g of wheat germ was suspended in 200 mL of sodium phosphate buffer solution. Bacterial and yeast cells were then separated from the culture medium by a centrifugation at 6,000×g for 5 min at room temperature. The harvested cells were then washed with sterile phosphate buffer multiple times, resuspended in water to achieve a cell population of 108 CFU/mL, and finally homogenized using a vortex unit. The yeast and bacterial cells were incubated at 28° C and 37° C, respectively, for 24, 48, and 72 h at pH levels of 4.5, 6.0, and 7.5. Upon the completion of each fermentation process, the obtained samples were lyophilized. Total phenolic content (TPC) was measured using the method adapted by Liu et al. (2017). Briefly, the Folin-Ciocalteu phenol reagent was diluted ten times using distilled water. Subsequently, 0.1 mL of the extract was mixed with 0.75 mL of the diluted reagent. After 10 min, 0.75 mL sodium carbonate solution (2% w/v) was added to the mixture and vortexed. The absorbance was measured at 765 nm by a spectrophotometer. The antioxidant activity of fermented wheat germs was assessed using the free radical scavenging activity of the samples evaluated through a DPPH radical assay. Briefly, 2 mL of wheat germ extract was diluted with 100 mL 90% methanol aqueous solution. The methanol extract was then mixed with 4 mL of DPPH stock solution. The tube was subsequently kept in the dark for 45 min. The absorbance of each sample was then read using a spectrophotometer at 517 nm (Adedoyin et al., 2013). Dimethoxy benzoquinone (DMBQ) content was measured by an HPLC system. Briefly, 10 g of lyophilized wheat germ sample was dissolved in 250 mL of distilled water and extracted three times by shaking with 200 mL of chloroform. The chloroform layers were collected, washed three times with distilled water, and exposed to sodium sulfate solution to induce drying of the sample. The filtrate was then evaporated using a vacuum evaporator at 30° C to achieve a stable dry material. The dried sample was thereafter dissolved in the mobile phase and injected into the HPLC column to determine the DMBQ content. The HPLC system was equipped with a C-18 column and a UV detector operating at 245 nm. The mobile phase consisted of 20% acetonitrile-80% water (v/v) mixture at a flow rate of 0.5 mL/min and a temperature of 25° C.
Results and ConclusionThe highest biological activity was found when fermentation proceeded by L. plantarum under pH 6 for 48 h. Under these optimal conditions, total phenol content (3.33 mg of GAE/g), free DPPH radical scavenging (86.49%), dimethoxy benzoquinone content (DMBQ) (0.56 mg/g), peptide content (607 μg/mL) and gamma aminobutyric acid (GABA) (19983.88 mg/kg) were significantly higher than those of raw non-fermented samples. During the fermentation process, increasing the pH levels led to enhancement of antioxidant activity, total phenolic and DMBQ contents up to 48 h followed by a decline. Also, the fermentation time had a positive effect in the amount of the antioxidant activity, while it allowed an increased followed by a decrease in the contents of total phenolic and DMBQ. These findings underscore the importance of fermentation conditions of wheat germ by L. plantarum and Saccharomyces cerevisiae and can potentially serve as a promising way for the development of valuable products with anti-cancer and antioxidant functions.
Keywords: Gamma Aminobutyric Acid, Quinone, Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae -
در این تحقیق، استخراج ژلاتین از فرآورده های جانبی ماهی شیر بندر انجام شد و بعد از ارزیابی خصوصیات آن، فیلم زیست تخریب پذیر از آن تهیه شد. نتایج نشان داد که بازده استخراج ژلاتین از فرآورده های جانبی ماهی شیر بندر حدود 12%، pHحدود 5، درجه سختی ژل 100 گرم، دما و زمان بسته و باز شدن ژل به ترتیب 18 درجه سانتی گراد در 175 ثانیه و 25 درجه سانتی گراد در 161 ثانیه بود. ارزیابی خصوصیات مکانیکی فیلم خوراکی حاصل از ژلاتین ماهی نشان داد که استحکام کششی و ازدیاد طول در نقطه شکست به ترتیب 6/3 مگاپاسکال و 2/27% بود. خصوصیات فیزیکی ضخامت، رطوبت، حلالیت و نفوذپذیری به ترتیب، 08/0 میلی متر، 2/5%، 3/21% و g mm/h mm2kpa×10-6 8/5 به دست آمد. تصاویر حاصل از SEM در فیلم، ساختاری صاف و بدون ترک خوردگی نشان داد. هم چنین فیلم ژلاتین ماهی خواص ضد باکتریایی علیه باکتری های اشریشیا کولای، استافیلوکوکوس اوریوس، باسیلوس سابتیلیس و باسیلوس سریوس نشان نداد. با توجه به خصوصیات حاصل از ژلاتین ماهی شیر بندر و ارزیابی خصوصیات فیلم حاصل از آن می توان آن را گزینه مناسبی در تهیه فیلم های ترکیبی با بیوپلیمرهای دیگر معرفی کرد، هم چنین، افزودن ترکیبات ضدباکتریایی طبیعی و مصنوعی ممکن است سبب ارتقای این فیلم شود.کلید واژگان: ماهی شیر بندر, ژلاتین ماهی, فیلم زیست تخریب پذیر, فیلم آنتی باکتریالIn this study, gelatin was extracted from the by-product of Scomberoides commersonnianus, and after evaluating its characteristics, a biodegradable film was prepared from the gelatin. The results showed that the yield of extracting gelatin, pH and hardness were 12%, 5, and 100 grams, respectively. The gelation time and temperature were 18°C in 175 seconds. Evaluation of the mechanical properties of the edible film based on fish gelatin showed that the tensile strength and elongation at the break point were 3.6 MPa and 27.2%, respectively. The physical properties of thickness, humidity, solubility, and water vapor permeability were reported as 0.08 mm, 5.2%, 21.3%, and 5.8 g mm/h mm2kpa × 10-6, respectively. SEM images showed a smooth structure without pores. Moreover, gelatin film did not show antibacterial properties against E. coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, and Bacillus cereus. However, based on the results of the fish gelatin film can be introduced as a suitable candidate for the preparation of composite films with other biopolymers, and the addition of antibacterial compounds can improve their antibacterial property.Keywords: Talang queenfish, Fish gelatin, Biodegradable film, Antibacterial film
-
فیله ماهی محصولی بسیار حساس به فساد است و بررسی کیفیت و بهداشت آن قبل از مصرف ضروری است. بسیاری از روشهای تعیین کیفیت و تازگی ماهی برپایه آزمونهای مخرب و زمانبر است. در این پژوهش توانایی تلفیق روشهای غیرمخرب امواج فراصوت، سنجش مقاومت الکتریکی و رنگسنجی برای پایش تازگی فیله ماهی قزلآلا در دمای یخچال مورد ارزیابی قرار گرفت. نمونههایی از فیله ماهی تهیه و به مدت 12 روز در دمای یخچال نگهداری شد و طی این مدت آزمونهای فیزیکی شامل میرایی امواج فراصوت، مقاومت الکتریکی و رنگ سنجی برای تعیین مولفههای رنگی در دو فضای رنگی RGB و La*b*، و آزمون حسی فیلهها (رنگ، عطر، طعم و بافت) انجام شد. آزمون شیمیایی برای تعیین میزان خاکستر، پروتیین و چربی فیلهها در این مدت نیز صورت گرفت. دادههای استخراج شده از آزمونهای فیزیکی مختلف در دو مدل شبکه عصبی و درخت تصمیم برای تعیین تازگی ماهی مورد استفاده قرار گرفتند و نتایج مدلها برای انتخاب بهترین مدل برای دستهبندی مقایسه شد. شبکههای عصبی متفاوت تک لایه مخفی با تعداد نرونهای 1 تا 10 و درخت تصمیم با پنج الگوریتم (LMT، J48، REP، random forest، random tree) ارزیابی شدند. دادههای آزمونهای فیزیکی به عنوان ورودی و روزهای نگهداری به عنوان خروجی برای هریک از مدلها در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده بیشترین دقت طبقهبندی (100%) و کمترین مقدار میانگین خطا (02/0) در شبکه عصبی با تعداد 6 نرون در لایه مخفی و مقادیر متناظر 100 درصد و حدود صفر مربوط به عملکرد درخت تصمیم با الگوریتم J48 بود. نتایج حاصل از ماتریس اغتشاش نیز دقت این این دو روش طبقهبندی را مورد تایید قرار داد. در مجموع تلفیق سه روش فیزیکی با الگوریتم درخت تصمیم بهترین عملکرد را برای دستهبندی فیلهها بر اساس تازگی (بر اساس روز ماندگی) بدست داد.
کلید واژگان: امواج فراصوت, رنگ سنجی, روش غیر مخرب, درخت تصمیم, شبکه عصبی, ماهی قزل آلا, مقاومت الکتریکیFish fillet is a corruption-sensitive product that requires several quality and hygiene reviews before consumption. Many methods of fish quality and freshness determined based on destructive and time-consuming tests require manpower and sample sizes. This study evaluated the ability of a non-destructive fusion method of ultrasound, electrical resistance measurement, and colorimetry to monitor the freshness of rainbow trout fillets at refrigerator temperature. For this purpose, the samples of fish fillets were prepared and stored in a refrigerator for 12 days, and physical tests such as ultrasound wave attenuation, electrical resistance, and colorimetry to determine the color component of the fillets in both color space of RGB and Lab, and sensory evaluation (color, taste, odor, and texture) were performed. Also, a chemical test was conducted to determine the fillets ash, protein, and fat during storage. Extracted data from physical tests were subjected to two classification models of neural network and decision tree for determining the best classification method according to the fillet freshness. Various single hidden layer neural networks with zero to ten neurons and decision trees with five algorithms of LMT, REP, J48, RANDOM FOREST, and RANDOM TREE were evaluated. In each model, physical test data were considered as input and storage days as output. Based on the results, the highest classification accuracy (100%) and the lowest mean error value (0.02) were obtained for the neural network with 6 neurons in the hidden layer, and correspondingly 100 percent and nearly zero for the decision tree with J48 algorithm The confusion table of both models also confirmed the classifiers' accuracy. The integrated non-destructive system presented in this study does not require sample preparation. It is accurate, relatively inexpensive, and can be used during the food and fishery process to determine their freshness.
Keywords: Colorimetric, Decision Tree, Electrical resistance, Neural Network, Non-destructive, Rainbow Trout, Ultrasound -
هدف
هدف از این تحقیق همسانه سازی و بیان پروتیین نوترکیب کیموزین و پروکیموزین در گیاه توتون با استفاده از ناقل ویروس موزاییک تنباکو و خالص سازی پروتیین تولید شده بود.
مواد و روش هاتوالی پروکیموزین بزی از پایگاه داده NCBI دریافت و براساس ترجیح کدونی گیاه توتون بهینه سازی گردید. سپس با طراحی آغازگرهای مختلف ژن پروکیموزین و کیموزین تکثیر و در ناقل های دوتایی (باینری) و ویروسی همسانه سازی و به باکتری آگروباکتریوم تومه فاشینس انتقال داده شد. با روش آگرواینفیلتراسیون باکتری حامل ناقل های دوتایی و ویروسی به برگ های گیاه توتون تزریق گردید. روش وسترن بلاتینگ به منظور بررسی بیان پروتیین مورد استفاده قرار گرفت. فعالیت نسبی پروتیین ها در تشکیل لخته مورد بررسی قرار گرفت.
نتایجزمانی که ژن پروکیموزین با استفاده از ناقل های دوتایی در گیاه توتون بیان گردید، فقط یک باند ضعیف در پروتیین کل استخراج شده مشاهده گردید، ولی زمانی که ژن کیموزین در ناقل دوتایی بیان گردید، در پروتیین محلول نیز باند مشاهده گردید. استفاده از ناقل های ویروسی باعث نکروزه شدن برگ های گیاه توتون گردید و نتایج مشابهی نیز با ناقل های دوتایی بدست آمد به طوری که زمانی که ژن پروکیموزین بیان گردید فقط یک باند در پروتیین کل، ولی زمانی که کیموزین بیان گردید علاوه بر پروتیین کل در پروتیین محلول استخراج شده نیز باند مشاهده گردید. بیشترین میزان بیان با استفاده از سازه ژنی TMVαchymosinhyFC بدست آمد که پروتیین خالص شده دارای فعالیت تشکیل لخته U 8/16 در هر گرم برگ تر بود.
نتیجه گیریاگرچه استفاده از ناقل های ویروسی و بیان موقت می تواند روش ارزان، سریع و موثری برای تولید پروتیین های نوترکیب باشد ولی در تحقیق حاضر نکروزه شدن و مشکلات احتمالی گیاه توتون با کل یا بخشی از ژن پروکیموزین باعث کاهش سطح بیان کیموزین گردید، که تعیین دلایل احتمالی و راه های رفع آن ها نیازمند مطالعات بیشتر می باشد.
کلید واژگان: بیان موقت, پروکیموزین, کیموزین, ناقل ویروسیObjectiveThe aim of present study was transient expression and purification of recombinant caprine chymosin and prochymosin in N. benthamiana leaves using plant binary vectors and tobacco mosaic virus (TMV) vector.
Material and MethodsThe caprine prochymosin gene sequence was obtained from NCBI gene bank and optimized at codons for preferential expression in tobacco leaves. The chymosin and prochymosin genes were introduced into the plant binary and viral vectors. Immunoblotting analyses were conducted to demonstrate expression of chymosin and prochymosin, and the expression level was quantified by milk clotting activity test.
ResultsResults indicated that N. benthamiana leave cells cannot process prochymosin correctly and only a weak band observed in extracted total proteins (TPs) which showed no milk clotting activity while leaves infiltrated by p20αchymosin showed a band with chymosin molecular weight and slightly showed milk clotting activity. TMV-based recombinant prochymosin and chymosin expression showed necrosis after 3 days post infiltration (dpi) in agro-infiltrated leaves and after 5 days, leaves completely dried and necrotized. Blotting analysis showed only a band with right molecular weight in TSPs extracted N. benthamiana leaves infiltrated by TMVαchymosin. Moreover, we subcloned chymosin which expanded with a N-terminal barley alpha amylase signal peptide and a C-terminal hybrid Fc tag which labelled as TMVαchymosinhyFc. The expression level increased gradually from 2 to 5 days after infiltration from 3.3 U/g FW to 16.8 U/g FW but after 5-day leaves necrosis started and expression level reduced gradually.
ConclusionViral vectors and transient expression can be a cheap, fast and effective method to produce a huge amount of recombinant proteins but it seems chymosin production still needs more research and find the N. benthamiana cells problem with chymosin which leads to necrosis and reduce the expression level for large scale production.
Keywords: Chymosin, Prochymosin, Transient expression, Viral vector -
در این پژوهش توانایی سامانه تلفیقی غیرمخرب امواج فراصوت، سنجش مقاومت الکتریکی و رنگ سنجی برای تعیین کیفیت فیله ماهی قزل آلا طی مدت نگهداری (12 روز) با تعیین ویژگی های بافتی (سختی، شکنندگی، چسبناکی، قابلیت ارتجاعی، صمغی بودن و قابلیت جویدن) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. هم زمان آزمایش های فیزیکی، مکانیکی، شیمیایی و حسی روی فیله ها انجام شد. عملکرد روش های شبکه عصبی و ماشین بردار پشتیبان برای پیش بینی و مدل سازی خصوصیات بافتی مورد مقایسه قرار گرفتند. در هریک از مدل ها خصوصیات فیزیکی به عنوان ورودی و خصوصیات بافتی به عنوان خروجی در نظر گرفته شده و مدل سازی ها انجام گرفت. نتایج نشان داد در پیش بینی شاخص های سختی، شکنندگی و قابلیت ارتجاعی روش ماشین بردار پشتیبان و در شاخص های چسبناکی، صمغی بودن و قابلیت جویدن، روش شبکه عصبی توانمندی بیشتری برای مدل سازی ویژگی های بافتی را دارا بودند، به طوری که ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) شاخص های سختی، شکنندگی، چسبناکی، قابلیت ارتجاعی، صمغی بودن و قابلیت جویدن به ترتیب برابر 114/0، 025/0، 015/0، 015/0، 044/0 و 171/0 و ضریب همبستگی آنها نیز به ترتیب برابر 993/0، 985/0، 992/0، 961/0، 995/0 و 995/0 است. بنابراین سامانه پیشنهادی غیرمخرب در ترکیب با روش های هوش مصنوعی به عنوان ابزاری غیرمخرب و کارآمد برای پایش و کنترل کیفیت در طول نگهداری فیله ماهی قزل آلا ارایه می شود.
کلید واژگان: غیر مخرب, ماهی قزل آلا, ویژگی های بافتی, امواج فراصوت, سنجش مقاومت, رنگ سنجیIn this research, the ability of the integrated non-destructive system including ultrasound, electrical resistance measurements and colorimetric assays to predict the textural properties (hardness, brittleness, viscosity, elasticity, guminess and chewiness) of trout fillets were evaluated. For this purpose, fillets were stored for 12 days at refrigerator temperature and then examined at interval times. At the same time physical, mechanical, chemical and sensory tests were performed on the fillets. The performance of neural network and support vector machine methods for predicting and modeling tissue properties were compared. In each model, physical properties were considered as inputs and textural properties as outputs and modeling was performed. The results showed that in the prediction of hardness, fragility and elasticity of the support vector machine and in the viscous, resin and chewability indices, the neural network method had more capability to model the texture properties, so that the root mean square error (RMSE) Hardness, fragility, viscosity, elasticity, gum and chewability indices were equal to 0.144, 0.025, 0.015, 0.015, 0.044 and 0.171 respectively and their correlation coefficients were equal 0.993, 0.985, 0.992, 0.961, 0.995 and 0.995. Therefore, the proposed non-destructive system in combination with artificial intelligence methods showed promises as a non-destructive and efficient tool for monitoring and quality control during trout fillet storage.
Keywords: Non-destructive, Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Texture properties, Ultrasound, Resistance, colorimetric -
ضایعات خرچنگ و میگو می توانند به عنوان ارزان ترین مواد اولیه جهت استخراج رنگدانه های کاروتنوییدی و جایگزینی با رنگ های مصنوعی استفاده شوند. استخراج این ترکیبات ارزشمند از ضایعات آبزیان نه-تنها موجب رونق صنعت فرآوری آبزیان می شوند، همچنین آلودگی زیست محیطی را نیز کاهش می دهند. در این تحقیق از آستاگزانتین به عنوان ترکیب هدف استخراج با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا جهت آنالیز مقدار رنگدانه های استخراجی توسط امواج فراصوت و مایکروویو با توجه به فاکتورهای تعداد دفعات و مدت زمان استخراج، توان دستگاه فراصوت و مایکروویو و نسبت حلال به ضایعات برای بدست آوردن بهترین شرایط استخراج استفاده گردید. نتایج بدست آمده جهت استخراج رنگدانه ی کاروتنوییدی توسط امواج فراصوت از ضایعات خرچنگ،3بار استخراج با نسبت 15 برابر حلال به ضایعات با توان90وات به مدت30ثانیه می باشد. که در نهایت مقدار رنگدانه یµg/g584/0±12/1407 بدست آمد و از ضایعات میگو1بار استخراج با نسبت10برابر حلال به ضایعات با توان150وات به مدت105ثانیه می-باشد که در نهایت مقدار رنگدانه ی µg/g023/0±43/1257بدست آمد. بهترین شرایط استخراج رنگدانه ی کاروتنوییدی به کمک مایکروویو از ضایعات خرچنگ،3بار استخراج با نسبت15برابر حلال به ضایعات با توان400وات به مدت6ثانیه می باشد که در نهایت مقدار رنگدانه ی بدست آمده µg/g25/0±07/1082 می باشد و از ضایعات میگو3بار استخراج با نسبت15برابر حلال به ضایعات با توان600وات به مدت6ثانیه میباشد که در نهایت مقدار رنگدانه ی استخراج شده µg/g47/0± 25/1470بدست آمد. در مقایسه با روش مرسوم (خیساندن)،حداقل میزان استخراج رنگدانه های کاروتنوییدی از ضایعات خرچنگ و میگو به ترتیب95و17برابر شده است. در نتیجه روش سطح پاسخ در بهینه سازی شرایطفرآیند، از روش های موثر برای استخراج رنگدانه های کاروتنوییدی از ضایعات خرچنگ و میگو می باشد.
کلید واژگان: روش سطح پاسخ, بهینه سازی استخراج, کاروتنوئید, سخت پوستان, امواج فراصوت و مایکروویوCrab and shrimp wastes could be used as the cheapest raw materials for carotenoid pigments and also as an alternative to synthetic colors. The recovery of these valuable components from the aquatic waste could improve the aquatic processing industryand minimize the pollution potential of these wastes. In this research, Astaxanthin was used as thetarget extractionby using highperformance liquid chromatography to analyze the extended pigments under different ultrasound assisted extraction and microwave-assisted extractionconditions; namely, number of extraction times, theextraction duration, ultrasoundand microwave power andsolvent to waste ratio, inorderto understand the best condition of extraction. Theoptimal conditions forextracting crab wastes by UAE were at3times extraction with the solventtowaste ratio of15:1ml/g, and a power of 90W lasting for30second.Finally the astaxanthinyieldwas1407.12±0.58µg/gand for shrimp wastes were at 1 times extraction with thesolvent to waste ratio of 10:1 ml/g, and a power of150W lasting for150second that ultimately the astaxanthin yield was1257.43±0.02 µg/g. The optimal conditions for extracting crab wastes by MAE were at3times extraction withthe solvent towaste ratio of15:1ml/g, and a power of400W lasting for6second. Finally the astaxanthin yield was1082.07±0.25µg/g and for shrimp wastes were at 3 times extraction with the solvent to waste ratio of 15:1 ml/g, and a power of 600 W lasting for6second that ultimately the astaxanthin yield was1470.25±0.47µg/g. In comparison to the traditional method (soaking), the minimum amounts of carotenoid extraction from craband shrimp wastes were respectively95and11times, respectively.Therefore, the method of responsesurface methodology in optimizing the process condition is one ofthe effectivemethods for carotenoid extraction from crab and shrimp wastes.
Keywords: Response Surface Methodology, Extraction optimization, Carotenoid, Crustaceans, Ultrasound, microwave -
در این مطالعه، اثر پاداکسندگی عصاره آب داغ ماکروجلبک سبز کالرپا بومی خلیج فارس بر اکسیداسیون روغن حاصل از امعاء و احشا ماهی قزل آلای رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss) در یک دوره ی 42 روزه و دمای 1 ± 30 درجه سلسیوس مورد بررسی قرار گرفت. تیمارها به ترتیب کنترل (روغن ماهی بدون نگهدارنده)، روغن ماهی حاوی ppm 100 BHT و روغن ماهی حاوی ppm 1000 عصاره آبی کالرپا بودند. نتایج آزمون های فساد شاخص پراکساید، عدد آنیزیدین، عدد توتوکس و UV270 نشان داد که روغن حاوی عصاره کالرپا نسبت به تیمار کنترل باعث تاخیر در فساد اکسیداسیون شده است و نسبت به روغن حاوی BHT در برخی تست ها عملکرد ضعیف تری داشته است. نتایج آزمون های پراکساید و عدد توتوکس در تیمار کالرپا به ترتیب meqo2/kg 66/38 و 24/88 در روز 35، و در تیمار BHT در انتهای دوره به ترتیب meqo2/kg 3/30 و 70/71 در بالاترین مقدار بود، در حالی که برای شاخص آنیزیدین تا انتهای دوره در تیمار کالرپا و BHT به ترتیب به mg/ kg oil 38/13 و mg/ kg oil 04/11رسید. میزان جذب شاخص k270 در تیمار کنترل، کالرپا و BHT به ترتیب 9/0، 7/0 و 6/0 در پایان دوره بود. نتایج مربوط به شاخص رنگ L* a* b* روند مشخصی را در تیمارها نشان نداده و به لحاظ آماری معنادار نبوده است. بطور کلی نتایج این تحقیق نشان داد عصاره آب داغ کالرپا بعنوان یک پاداکسنده طبیعی به مدت 1 هفته فساد اولیه (شاخص پراکساید) را به تاخیر انداخته و تا دو هفته از فساد ثانویه (شاخص آنیزیدین) روغن پسماند ماهی جلوگیری کرده است، لذا می تواند در صنعت خوراک دام و آبزیان پیشنهاد گردد.
کلید واژگان: علف دریا, روغن ماهی, پاداکسنده طبیعی, فساد اکسیداسیون, خلیج فارسJournal of Fisheries, Volume:74 Issue: 2, 2021, PP 179 -193In this study, the effect of antioxidant property of green macroalga Caulerpa sp. hot water extract on the prevention of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) viscera oil oxidation at 30°C in a 42-day period, was investigated. The treatments were conducted as a control group (fish oil without preservative), fish oil containing 100 ppm of BHT, and fish oil containing 1000 ppm of aqueous extract of Caulerpa. The results of peroxide value, p-Anisidine value, TOTOX value, and UV270 indicated that the oil containing Caulerpa extract delayed the oxidation compared to the control group, although it showed a relatively lower efficacy compared to the BHT. The Caulerpa treatment showed the highest values of peroxide and TOTOX value on the 35th day which were 38.66 meqo2/kg and 88.24, respectively. While, the BHT treatment showed 30.3 meqo2/kg and 71.70 for peroxide and TOTOX value at the end of the experiment, respectively. Moreover, p-Anisidine showed reached 13.38 and 11.04 mg/kg oil in Caulerpa and BHT treatments at the end of the experiment, respectively. The highest absorbance in 270 nm was 0.9, 0.7, and 0.6 in control, Caulerpa, and BHT treatments, respectively. The results of L* a* b* have not shown a significant difference during the storage period. In general, the results of this study showed that Caulerpa hot water extract as a natural antioxidant delayed the primary spoilage (peroxide value) for 1 week and prevented the second spoilage (p-Anisidine index) of fish oil for up to two weeks and can be offered in the feed and aquaculture industry.
Keywords: seaweed, fish oil, Natural Antioxidant, Oxidative spoilage, Persian Gulf -
بیوسورفکتانت ها متابولیت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها هستند که به دلیل دارا بودن ویژگی های سودمند فراوان، از قابلیت های بالقوه و کاربردی گسترده ای در صنایع مختلف برخوردار می باشند. علی رغم مزایای بسیار، به دلایل فنی و اقتصادی از جمله راندمان پایین، هزینه بالای تولید و فرآوری، و نوع سویه های تولید کننده، استفاده تجاری از بیوسورفکتانت ها به ویژه در صنایع غذایی و دارویی محدود می باشد. اکثر میکروارگانیسم های تولید کننده ی بیوسورفکتانت ها که تاکنون مورد بررسی قرار گرفته اند، سویه هایی بیماری زا بوده که کاربرد بیوسورفکتانت خام حاصل از آن ها در مصارف صنعتی و زیست محیطی به ویژه در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی براحتی قابل پذیرش نخواهد بود. از این رو، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی و تولید حداکثری بیوسورفکتانت متصل به سلول توسط لاکتیک اسید باکتری لاکتوباسیلوس پلانتاروم (ATCC 8014) از طریق تغییر و بهینه سازی میزان منبع کربنی اصلی محیط کشت میکروبی اختصاصی انجام گرفته است. بدین منظور، سه ترکیب محیط کشت با میزان گلوکز متفاوت، از نظر تولید توده ی سلولی و بیوسورفکتانت در فلاسک های هم خورنده و همچنین در بیوراکتور غیرمداوم (تحت شرایط دما، pH و سرعت همزدن کنترل شده) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تخمیر هم در آزمایشات مربوط به فلاسک ها و هم در بیوراکتور، نشان دهنده ی حداکثر غلظت توده ی سلولی (92/3 و 17/4 گرم بر لیتر) و حداقل کشش سطحی (17/41 و 48/40 میلی نیوتن بر متر) و در نتیجه حداکثر میزان بیوسورفکتانت تولیدی در محیط کشت حاوی 30 گرم بر لیتر گلوکز می باشند. همچنین، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز نشان داد که بیوسورفکتانت تولید شده مخلوطی از پروتئین، پلی ساکارید و احتمالا گروه فسفات می باشد و دارای ساختار گلیکوپروتئینی است.
کلید واژگان: بیوسورفکتانت, منبع کربن, بیوراکتور, گلیکوپروتئین, لاکتوباسیلوس پلانتارومBiosurfactants are metabolites produced by microorganisms which have potential capabilities in various industries due to abundant beneficial properties. In spite of great advantages, commercial utilization of biosurfactants especially in food industry and pharmaceuticals are limited for the reasons of technical and commercial such as low yield, high production cost, and the type of producing strain. Majority of biosurfactant producer microorganisms have ever evaluated, are pathogenic strains which are not acceptable in industrial and environmental utilization particularly in health and cosmetics, pharmaceuticals and food industries. However, the present study aims to investigate high production of cell-bound biosurfactant by lactic acid bacterium Lactobacillus plantarum through optimization of the main carbon source of specific culture medium. Therefore, three culture media with different amount of glucose were evaluated for biomass and biosurfactant (by surface tension reduction of phosphate buffered saline) production in shake flasks and bioreactor (controlled temperature, pH and agitating speed). The results from both shake flasks fermentation and bioreactor showed the maximum biomass concentration of 3.9 and 4.17 g/L, the minimum surface tension of 41.17 and 40.48 mN/m and subsequently the maximum biosurfactant production in culture medium including 30 g/L of glucose, respectively. Furthermore, fourier transform infrared spectroscopy analysis indicated the biosurfactants are structurally a mixture of protein, polysaccharide and possibly phosphate group, possessing glycoprotein structure.
Keywords: Biosurfactant, Carbon source, Biorector, Glycoprotein, Lactobacillus plantarum -
سابقه و هدف
با توجه به اهمیت ارزیابی کیفی آبزیان از صید تا مصرف، روش های سریع و غیرتخریبی برآورد فساد در صنعت شیلات مهم هستند. هدف این مطالعه بررسی پتانسیل به کارگیری تصاویر ابرطیفی (nm 430-1010HSI:) برای پیش بینی بازهای ازته ی فرار کل (TVB-N) در فیله ی گوازیوم دم رشته ای (Nemipterus japonicus) به عنوان ماهی آب شور است.
مواد و روش ها:
فساد فیله های ماهی طی 8 روز نگهداری در دمای یخچال (°C 2±4) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا، داده های مربوط به تصاویر ابرطیفی و TVB-N فیله های ماهی در آزمایشگاه حاصل شد. مدل اولیه ی پیش بینی این شاخص بر پایه ی شبکه ی مصنوعی عصبی پس انتشار خطا (BP-ANN) تشکیل شد. برای ساده کردن مدل، 10 طول موج به روش ضریب-رگرسیون (RC) انتخاب شد و مدل های رگرسیون خطی-چندگانه (MLR) و BP-ANN بر پایه ی طول موج های برگزیده پیاده سازی شدند.
یافته ها :
در طیف کامل طول موج، مدل BP-ANN قدرت پیش بینی نسبتا ضعیفی را نشان داد (76/0=R2P و 45/4=RMSEP). بعد از انتخاب 10 طول موج، توانایی مدل های ساده شده بهتر از مدل مبتنی بر طیف کامل بود. قدرت پیش بینی مدل ساده BP-ANN بالاتر از MLR بود (820/0=R2P(RC-BP-ANN) و 79/3=RMSEPRC-BP-ANN؛ 794/0=R2P(RC-MLR) و 25/4=RMSEPRC-MLR). بنابراین RC-BP-ANN عملکرد خوبی را در پیش بینی شاخص TVB-N نشان داد (90/0 R2P 82/0).
نتیجه گیریاگرچه مدل چندطیفی ساده ی توسعه یافته بر پایه ی مدل BP-ANN نتایج امیدوارکننده ای را در پیش بینی مقادیر TVB-N فیله ی ماهی گوازیوم دم رشته ای نشان داد. اما، مدل پایه ریزی شده قدرت پیش بینی قوی را در طول دوره ی نگهداری نشان نداد. بنابراین مطالعات بیش تری به منظور بهبود قدرت پیش بینی و کاربری روش HSI برای برآورد TVB-N در ماهی گوازیوم دم رشته ای نیاز است.
کلید واژگان: انتخاب متغیر, بازهای ازته فرار کل, تحلیل شیمی سنجی, تصاویر ابرطیفی, ماهی گوازیوم دم رشته ایBackground and ObjectivesConsidering the importance of safety evaluation of fish and seafood from capture to purchase, rapid and nondestructive methods are in urgent need for seafood industry. This study aimed to assess the application of hyperspectral imaging (HSI: 430-1010 nm) for prediction of total volatile basic nitrogen (TVB-N) in Japanese-threadfin bream (Nemipterusjaponicus) fillets, as a marine fish, during 8 days of cold storage (4±2°C).
Materials & MethodsHyperspectral imaging data and TVB-N value of the fillets were obtained in the laboratory. The basic prediction model was established based on Back-propagation artificial neural network (BP-ANN). To simplify the calibration models, 10 wavelengths were selected based on regression-coefficient (RC). Multiple-linear regression (MLR) and BP-ANN models were established based on the selected wavelengths.
ResultsIn full spectral range, the BP-ANN models exhibited relatively weak prediction performance (R2P=0.76 and RMSEP=4.45). After selecting 10 wavebands, the capability of the simplified models was better than that of the full-wavebands. The predictive power of simplified BP-ANN was better than that of MLR model (R2P(RC-BP-ANN)=0.820; RMSEPRC-BP-ANN=3.79 and R2P(RC-MLR)=0.794 and RMSEPRC-MLR=4.25). Therefore, r RC-BP-ANN model showed more acceptable predictive performance (0.82 R2P 0.90).
ConclusionAlthough the effectiveness of the developed simple multispectral imaging system based on BP-ANN model showed promising results to predict the TVB-N values of fillets, it did not show a strong prediction power of TVB-N values during storage. Therefore, further researches are required to enhance the prediction power and suitability of HSI method to evaluate TVB-N value in Japanese threadfin bream fish.
Keywords: Chemometric analysis, Total volatile basic nitrogen, Hyperspectral imaging, Japanese threadfin bream -
کردلان پلی ساکاریدی نامحلول در آب و گران قیمت است که از واحدهای 14Î2"> (1 3)D-گلوکان تشکیل شده است. خواص ژل ایجادشده توسط گرما باعث شده کردلان در صنایع غذایی از اهمیت بالایی برخوردار شود. یکی از اصلی ترین فاکتورهای محدودکننده استفاده گسترده از کردلان، هزینه تولید بالای آن است. لذا به کارگیری ضایعات کشاورزی راهی مناسب برای این مشکل است. در این تحقیق، تولید کردلان توسط باکتری Agrobacterium radiobacter PTCC 1654 در محیط کشت با غلظت های مختلف (5، 5/7 و 10 درصد) شیره انگور و ساکارز به عنوان منبع کربن، مورد ارزیابی قرار گرفت. علاوه بر این، میزان کردلان و بیومس تولیدی تعیین و ترکیب قندهای پلی ساکارید به دست آمده با استفاده از تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک تعیین شد. تغییرات pH محیط تخمیر نیز در طول فرایند مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد بالاترین میزان تولید پلی ساکارید، در محیط تخمیر حاوی شیره انگور با بریکس 5/7 و پس از گذشت 144 ساعت از شروع تخمیر به دست آمد. pH محیط تخمیر در طول فرایند تخمیر از 7 به حدود 5/5 کاهش یافت. نتایج کروماتوگرافی لایه نازک پلی ساکارید تولیدی نشان داد که تنها مونومر تشکیل دهنده ساختار این پلیمر، گلوکز بود. نتایج همچنین نشان داد که شیره انگور در مقایسه با ساکارز خالص به شکل معنی داری بازدهی بالاتری در تولید کردلان داشت (05/0p <). بنابراین در این زمینه دارای مزیت نسبی بود. بر اساس یافته های حاصل از پژوهش حاضر می توان نتیجه گرفت، ضایعات کشاورزی نظیر شیره انگور را می توان به عنوان منبع کربن فرایند تخمیر برای تولید پلیمر کردلان استفاده کرد.کلید واژگان: Agrobacterium radiobacter PTCC 1654, زیست پلیمر, شیره انگور, کردلانCurdlan is water-insoluble and expensive polysaccharide that is made up of D-glucan monomers with b- (1→3) bonds. The properties of the gel created by the heat make Curdlan very important in the food industry. One of the main limiting factors for using Curdlan is its production cost. Agricultural waste can be used as a cheap substrate for its production. In this research, Curdlan production of was evaluated by Agrobacterium radiobacter PTCC 1654 in a culture medium different concentrations (5, 7.5 and 10%) of grape syrup and neat sucrose as carbon source. Based on the yield of Curdlan production, the optimum carbon source was determined. Moreover, the amount of produced Curdlan and biomass was measured. The polysaccharide sugar composition was evaluated by thin-layer chromatography technique. The pH change of the medium was also evaluated during the fermentation process. The results showed that the highest amount of polysaccharide was obtained in fermentation medium containing grape syrup with 7.5 Brix and after 144 hours. The pH of the fermentation medium decreased from about 7 to about 5.5 during the fermentation process. The results of thin-layer chromatography of polysaccharide showed that the glucose was the only monomer in the polymer's structure. In grape syrup medium Curdlan production in grape syrup was significantly higher than sucrose medium (p<0.05). Grape syrup is a cheap substrate widely available in Iran and has potential for Curdlan production.Keywords: Agrobacterium radiobacter PTCC 1654, biopolymer, Curdlan, grape syrup
-
مقدمهبه دنبال تمایل مصرف کنندگان برای محصولات غذایی دارای عطر پنیر، تقاضای تولید طعم های پنیری نیز رو به افزایش می باشد. در حال حاضر اقتصادی ترین روش جهت تولید طعم های پنیری تولید پنیر اصلاح شده آنزیمی (EMC) می باشد. هدف از این تحقیق تولید عصاره آنزیمی لاکتوباسیلوس کازئی، آسپرژیلوس نایجر و آسپرژیلوس اوریزا و اندازه گیری فعالیت پروتئینازی و لیپازی عصاره های آنزیمی تولید شده سپس بررسی اثر آن ها در تولید پنیر بود.مواد و روش هادر این تحقیق جهت تولید آنزیم توسط آسپرژیلوس از روش تخمیر جامد استفاده گردید و برای تخریب سلول های لاکتوباسیلوس کازئی از لیزوزیم و اولتراسوند استفاده شد. به منظور تولید EMCs بعد از تولید دوغآب پنیر (Cheese slurry) عصاره آنزیمی لاکتوباسیلوس کازئی جهت تولید EMC1، ترکیبی از عصاره آنزیمی آسپرژیلوس نایجر و آسپرژیلوس اوریزا جهت تولید EMC2 و مخلوطی از عصاره آنزیمی لاکتوباسیلوس کازئی، آسپرژیلوس نایجر و آسپرژیلوس اوریزا جهت تولید EMC3 به آن اضافه گردید سپس به مدت 48 ساعت در°C37 گرمخانه گذاری شد و ارزیابی پروتئولیز و لیپولیز انجام شد.یافته هانتایج نشان داد که عصاره آنزیمی تولید شده توسط لاکتوباسیلوس کازئی U/ml80 فعالیت پروتئازی و U/ml103 فعالیت لیپازی داشت و عصاره های آنزیمی تولید شده بوسیله آسپرژیلوس نایجر و آسپرژیلوس اوریزا به ترتیب U/ml240 و U/ml155 فعالیت لیپازی و پروتئازی داشتند. ارزیابی پروتئولیز در EMCs با روش اندازه گیری ازت محلول، ازت محلول در تری کلرواستیک اسید و اندازه گیری میزان اسید های آمینه آزاد و ارزیابی لیپولیز بوسیله GC و اندازه گیری عدد اسیدی انجام شد و مشاهده شد که بیشترین لیپولیز در EMC3 رخ داده است. بیشترین پذیرش کلی در ارزیابی حسی مربوط به EMC3 بود که تفاوت معنی داری با پنیر تجاری چدار نداشت.نتیجه گیرینتایج نشان می دهد که ترکیب عصاره های آنزیمی لاکتوباسیلوس کازئی، آسپرژیلوس نایجر و آسپرژیلوس اوریزا بیشترین تاثیر را بر پروتئولیز و لیپولیز دارد و می توان از این ترکیب در تولید پنیرهای اصلاح شده آنزیمی با طعم بیشتر و زمان رسیدگی کوتاهتر بهره برد.کلید واژگان: آسپرژیلوس اوریزا, آسپرژیلوس نایجر, پنیر اصلاح شده آنزیمی, لاکتوباسیلوس کازئیIntroductionThe demand for cheese flavours has increased due to consumer request for convenience food that possesses cheese flavour. The best method for producing economic and consistent cheese flavours is through enzyme-modified cheeses production. The aim of this study was to produce enzyme extracts from Lactobacillus casei, Aspergillus niger and Aspergillus oryzae and measure the activity of lipase and proteinase of the produced enzyme extracts and employ them in cheese production.Materials and MethodsLactobacillus casei, Aspergillus oryzae and Aspergillus niger are three kinds of microorganisms that were used in this study for the production of EMC. Solid state fermentation has been used for the production of lipolytic and proteolytic enzymes to preparation enzyme from molds and cells of L.casei were disintegrated by sonication and Lysozyme. In order to produce EMC, cheese-slurry was provided and incubated at 37ºC for 48h with crude enzyme and then assessment of proteolysis and lipolysis in the EMCs were investigated.ResultsThe results indicated that L.casei has lipase and protease enzyme activities of about 103 and 80U/ml respectively, while the lipase enzyme activities was about 240 U/ml for A.niger and protease enzyme activities was about 155U/ml for A.oryzae. Assessment of proteolysis and lipolysis in the EMCs were investigated by the determination of soluble nitrogen ,tricholoracetic acid soluble nitrogen, total free amino acids and GC. The greatest levels of proteolysis and lipolysis were observed in the EMC3. No statistical difference was observed between the overall acceptability of EMC3 and commercial Cheddar cheese as
judged by the sensory evaluation panel members.ConclusionThe results of this research showed that the mixture of enzyme extract can be very effective on proteolysis and lipolysis in Iranian white cheese and also they can be used to produce EMC in much shorter ripening period and with improved flavor.Keywords: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Enzyme-Modified Cheese, Lactobacillus casei -
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال چهاردهم شماره 5 (پیاپی 53، آذر و دی 1397)، صص 777 -787هدف از این مطالعه بررسی اثر روش استخراج به کمک مایکروویو بر بازدهی استخراج و بعضی از خصوصیات شیمیایی روغن جوانه گندم در مقایسه با روش متداول سوکسله بود. همچنین، روغن جوانه گندم به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی برای بهبود پایداری اکسایشی روغن ماهی کیلکا مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نمونه های جوانه گندم تحت پیش تیمار مایکروویو قرار گرفته و سپس عملیات استخراج با روش سوکسله انجام گردید. بازدهی استخراج، عدد صابونی، عدد اسیدی، عدد یدی و پروفایل اسیدهای چرب روغن جوانه گندم استخراج شده با مایکروویو با روش متداول سوکسله مقایسه شدند. روغن جوانه گندم در غلظت ppm 1000 به روغن ماهی کیلکا افزوده شد. روغن ماهی کیلکای فاقد آنتی اکسیدان نیز به عنوان نمونه ی کنترل در نظر گرفته شد. عدد پراکسید و آنیزیدین نمونه های روغن ماهی کیلکا طی 15 روز نگهداری در دمای 60 درجه سلسیوس اندازه گیری شدند. روش استخراج به کمک مایکروویو بازدهی استخراج روغن جوانه گندم را 27-15% افزایش داد. ترکیب اسید چرب روغن جوانه گندم استخراج شده به کمک مایکروویو مشابه با روغن استخراج شده با روش متداول سوکسله بود. عدد اسیدی و صابونی نمونه استخراج شده با مایکروویو به ترتیب 07/2% و 65/9% بیشتر از نمونه استخراج شده با سوکسله بود. عدد یدی در روش های استخراج با مایکروویو و سوکسله و به ترتیب برابر با 75/124 و 90/132 گرم ید/100 گرم روغن بود. روغن جوانه گندم به شکل قابل توجهی عدد پراکسید، آنیزیدین و توتوکس روغن ماهی کیلکا را کاهش داد. زمان القاء و فاکتور حفاظت نمونه روغن ماهی کیلکا حاوی جوانه گندم (به ترتیب 20/120 ساعت و 42/1) به طور قابل توجهی بیشتر از نمونه کنترل (به ترتیب 40/84 ساعت و 00/1) بود. به شکل کلی، روغن جوانه گندم استخراج شده با مایکروویو می تواند به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی جهت افزایش پایداری اکسایشی روغن ماهی کیلکا پیشنهاد شود.کلید واژگان: استخراج, پایداری اکسیداسیون, روغن جوانه گندم, روغن ماهی کیلکا, مایکروویوIntroductionWheat germ is a by-product of wheat milling industry. It contains about 11% oil. Wheat germ oil is well known as a tocopherol rich food lipid. It also contains more than 55% polyunsaturated fatty acids, mainly linoleic and alpha-linolenic acid (Simopoulos 1999; Schwartz et al. 2008). Wheat germ processing presents challenges due to its high content of bioactive compounds. Microwave-assisted extraction is a new extraction technology used for the extraction of bioactive compounds, which is based on combination of microwave and conventional solvent extraction. This technique which is used has many advantages such as short time, less solvent usage, and higher extraction yield (Hao et al. 2002).Common Kilka (Clupeonellacultriventris caspia) oil is considered as one of the most healthy and functional oils. It is highly rich in polyunsaturated ω-3 fatty acids such as eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid. However, Kilka oil is highly vulnerable to oxidation due to its high content of poly unsaturated fatty acids. Oxidations of poly unsaturated fatty acids such as eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid result in a number of oxidation products that have negative impacts on the flavor and odor of Kilka oil, and also can affect the amount of these fatty acids that are made available to the body (Lin and Lin 2004; Fazli et al. 2009; Pazhouhanmehr et al. 2015; Yu et al. 2002). In order to preserve polyunsaturated fatty acids of Kilka oil from oxidative degradation, the use of novel and effective antioxidants can offer methods to maintain the health of consumers.The objective of this study was to investigate the effect of microwave-assisted extraction method on extraction yield and some chemical characteristics of wheat germ oil in comparison with conventional Soxhlet method. Also, wheat germ oil was investigated as a natural antioxidant for improving oxidative stability of Kilka oil.Materials and methodsWheat germ used in this research was supplied from Sepidan Flour Mill (Shiraz, Iran). Crude Kilka oil with no added antioxidants was supplied by a local fishery factory (Rasht, Iran).Wheat germ samples were pretreated with microwave at 200 W for 5 min. Thereafter, the samples were extracted with Soxhlet method. Samples were analyzed at 2, 4, 6, 8, and 10 h of extraction process. Extraction yield, saponification value, acid value, iodine value, and fatty acid profile of wheat germ oil extracted with microwave-assisted method were compared with those extracted with conventional Soxhlet method. Fatty acid composition of wheat germ oil was determined according to the method described by Golmakani et al. (2012) with some modifications. Saponification, acid, and iodine values of wheat germ oil were determined by using the AOAC official methods (AOAC 2000). Wheat germ oil was added to Kilka oil at a concentration of 1000 ppm. For the control, Kilka oil without any added antioxidant was used. Peroxide, anisidine, and Totox values of wheat germ oil were measured during 15 days storage at 60 °C. Peroxide, anisidine, and Totox values of wheat germ oil were determined using the AOCS official methods (AOCS 2000). Induction period was considered as the number of days required for a sample to reach a PV of 20 meq O2/kg (Keramat et al. 2016).Results and discussionThe microwave-assisted extraction method increased the extraction yield of wheat germ oil by 15-27%. Increase in extraction yield is due to cell membrane rupture by microwave which results in greater porosity, enabling the passage of oil from the cell membrane (Uquiche et al. 2008). The amounts of saturated fatty acids, monounsaturated fatty acids, and polyunsaturated fatty acids in samples extracted by microwave-assisted extraction method were similar to those extracted by conventional Soxhlet method. Acid value of samples extracted by microwave-assisted extraction method was slightly higher than those extracted by conventional Soxhlet method. This result is in agreement with the previous studies (Kiralan et al. 2014; Uquiche et al. 2008). The saponification value of wheat germ oil sample extracted by microwave-assisted extraction method was 9.65% higher than those extracted by conventional Soxhlet method. Thus, wheat germ oil sample extracted by microwave-assisted extraction method contained higher short chain fatty acids than those extracted by conventional Soxhlet method. The iodine value of wheat germ oil sample extracted by microwave-assisted extraction method was lower than those extracted by conventional Soxhlet method. Accordingly, microwave-assisted extraction method has a positive effect on the oxidative stability of wheat germ oil. Wheat germ oil significantly decreased the peroxide, anisidine, and Totox values of Kilka oil by 61.59%, 65.01%, and 61.97%, respectively, compared to the control. The induction period and protection factor of Kilka oil sample containing wheat germ oil (120.20 h and 1.42, respectively) was significantly higher than those of control sample (84.40 h and 1.00, respectively). The inhibitory effect of wheat germ oil against Kilka oil oxidation can be attributed to the presence of high amounts of biological active compounds. Based on the results of this study, microwave extracted wheat germ oil can be proposed as a natural antioxidant for improving oxidative stability of Kilka oil.Keywords: Extraction, Kilka oil, Microwave, Oxidative stability, Wheat germ oil
-
سابقه و هدفژلاتین یک پروتئین کلوئیدی پر مصرف با خواص منحصر به فرد است که به شکل گسترده ای در صنایع غذایی، داروسازی، پزشکی و عکاسی مورد استفاده قرار می گیرد. از طرفی مقادیر قابل توجهی از پس ماند ماهی ها در کارخانجاتی که از ماهی به عنوان ماده اولیه استفاده می کنند، به شکل ضایعات بدون مصرف هدر می رود. هدف از این پژوهش تولید ژلاتین توسط پروتئاز میکروبی، از فلس و باله ماهی کپور معمولی بود.مواد و روش هابرای تولید ژلاتین، مقادیر 5، 10، 15، 20 و 25 واحد پروتئاز قلیایی میکروبی به ازای هر گرم پودر فلس و باله افزوده و عملیات آبکافت انجام شد. ژلاتین حاصل در سطح 20 واحد پروتئاز که میزان بهینه برای تولید آن بود، از نظر فیزیکوشیمیایی و ویژگی های عملکرد با ژلاتین تجاری گاوی مقایسه شد. همچنین بازده تولید ژلاتین بر اساس وزن مرطوب پودر فلس و باله در غلظت های مختلف آنزیم، اندازه گیری شد. همچنین در نهایت با استفاده از الکتروفورز نمونه ژلاتین مورد بررسی مولکولی قرار گرفت.یافته هانتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین خواص امولسیفایری، رطوبت و میزان پروتئین ژلاتین ماهی و ژلاتین تجاری وجود نداشت، اما در مورد میزان خاکستر آنها اختلاف معنی دار بود. دمای تشکیل ژل در هر دو ژلاتین تقریبا برابر بود، اما زمان تشکیل و ذوب ژل و دمای ذوب ژل این گونه نبود. همچنین میزان بهینه آنزیم مورد استفاده 20 واحد به ازای هر گرم پودر فلس و باله بود. الگوی الکتروفورز نشان داد که باندهای آلفا1، آلفا2 و بتا در ژلاتین حاصل، به ترتیب برابر با 100، 110 و 200 کیلودالتون بود.نتیجه گیریپس از مقایسه بین دو ژلاتین، می توان گفت که می توان از زایداتی که مصرف خاصی ندارند، ژلاتینی با منشا حلال را که برای مسلمانان در سراسر جهان مورد اهمیت است، جایگزین ژلاتین تجاری کرد.کلید واژگان: ژلاتین ماهی, خواص فیزیکوشیمیایی, زایدات ماهیBackground And ObjectivesGelatin is one of the most widely used colloidal proteins, which has unique characteristics and numerous applications, including the food industry, pharmaceutical, medical, and photography. On the other hand, significant amounts of fish-based factories that use fish as a raw material waste large amounts of residue materials. The aim of this study was to produce gelatin by microbial alkaline protease, from common scallops and fins of common carp wastes.Materials and MethodsDifferent amounts of enzyme (5, 10, 15, 20, and 25 Unite/g fins and scales) were used to carry out the hydrolysis and extract gelatin. The physicochemical and functional properties of produced gelatin by the 20 unit enzyme, which was the most efficient level of enzyme, were compared with commercial gelatin. The yield of gelatin production was determined based on the wet weight of scales and fins, for each concentration of enzyme. Also SDS-PAGE was done to determine molecular weight of gelatin subunits.ResultsThe results showed that there is no significant difference between the protein and moisture content of both gelatins, but ash content was significantly different. Gelling temperature was equal approximately in both gelatins, but gelling time and melting temperature of gelatins were implicated different results. The results also showed that 20 unit enzyme per gram scale and fin powder was the optimum concentration. The SDS-PAGE pattern showed three bonds with 200, 120, and 100 kilo Dalton for beta, alpha 1, and alpha 2 chain respectively.ConclusionAll of investigations indicated that this way has the potential to replace the commercial gelatin, especially for Muslims in all of the world, who have concern about their products with the Halal gelatin from safe resources.Keywords: Fish gelatin, Physicochemical characteristics, Fish wastes
-
مقدمهصمغ زانتان به دلیل رفتار سودوپلاستیک، نسبت به صمغ های نیوتنی احساس صمغی کم تری در دهان ایجاد کرده و به عنوان قوام دهنده و تعلیق کننده کاربرد زیادی در صنعت غذا دارد. زانتان صمغی باکتریایی است و فرایند تولید آن به شدت تحت تاثیر ترکیب محیط کشت قرار دارد. هدف از این مطالعه بهینه سازی محیط کشت صنعتی برای رسیدن به حداکثر بازده صمغ زانتان است.مواد و روش هاتولید صمع زانتان توسط باکتری زانتاموناس کمپستریس PTCC-1473 و در محیط های کشت مختلف در بیوراکتور هم زن دار باکنترل شرایط pH و اکسیژن محلول انجام شد. در این پژوهش از طرح فاکتوریل جزئی برای شناسایی فاکتورهای موثر بر تولید صمع زانتان توسط باکتری مذکور استفاده شد. شیوه سطح پاسخ و طرح مرکزی نیز برای برآورد اثر ساده و متقابل چهار متغیر معنی دار (گلوکز، ساکارز، عصاره مخمر و سولفات آمونیوم) بر تولید توده سلولی و صمغ زانتان در محیط کشت مایع استفاده شد.یافته هانتایج نشان داد هر دو منبع کربن و نیتروژن تاثیر زیادی بر تولید زانتان دارند، اما منبع کربنی و به ویژه گلوکز بیش تر از منابع نیتروژنی در رشد سلولی و تولید صمغ زانتان موثر است. نرم افزار، سطح بهینه محیط کشت برای تولید صمغ زانتان 75/53 گلوکز (گرم/لیتر)، 8/27 ساکارز (گرم/لیتر)، 8/7 عصاره مخمر (گرم/لیتر) و 6/5 سولفات آمونیوم (گرم/لیتر) برآورد کرد، در این محیط کشت تولید 43/12 گرم/لیتر پیش بینی شد. استفاده از محیط کشت بهینه شده در بیوراکتور 5 لیتری بعد از 36 ساعت تخمیر باعث تولید 44/0±26/12 زانتان شد، که مطابقت بالایی با میزان پیش بینی شده داشت.نتیجه گیریمحیط کشت بهینه شده در این پژوهش می تواند توانایی بالایی در بهبود بازدهی و متعاقبا تولید مقرون به صرفه تر صمغ زانتان داشته باشد.کلید واژگان: بهینه سازی محیط کشت, شیوه سطح پاسخ, صمغ زانتان, طرح فاکتوریل جزئیIntroductionXanthan gum shows pseudoplastic behavior in solutions, and has less gummy mouth feel than Newtonian ones. Therefore, xanthan gum has major application in food industry as a thickening and suspending agent. Xanthan gum is a bacterial gum and the production process is largely affected by the culture medium compositions. The aim of this study was to optimize an economic industrial medium for maximum yield of xanthan gum.Materials And MethodsXanthan gum production by Xanthomonas campestris ATCC 1395 using different culture medium was carried out in a stirred bioreactor with controlled pH and dissolved oxygen. A fractional factorial design was applied to identify the effective factors on xanthan gum production. Central composite design and response surface methodology were used to evaluate the individual and interactive effects of four major significant variables (glucose, sucrose, yeast extracts and (NH4)2SO4) on biomass and xanthan gum production in submerged culture medium composition.ResultsThe results indicated that both carbon and nitrogen sources had strong positive effects on xanthan gum production, but the carbon source, especially glucose, was determined to be more significant factor than nitrogen source in growth cell and production of gum. theoptimum culture medium for producing xanthan gum was composed of 53.75 (g/L) glucose, 27.8 (g/L) sucrose, 7.8 yeast-extract (g/L) and 5.6 (NH4)2SO4 (g/L). After 36 hours under the optimized culture medium in 5-L bioreactor the xanthan gum yield reached about 12.26±0.44 g/L, which was found to be in good agreement with the predicated value (12.43 g/L).ConclusionThe optimized culture medium studied here can be a good candidate to improve the yield and consequently be more cost-effective in the production of xanthan gum.
-
در این پژوهش، چیپس سوریمی و چیپس ماهی از ماهی سارم (Scomberiodes commersonnianus) و نیز چیپس سیب زمینی تولید شد. سپس برخی از خصوصیات کیفی چیپس سوریمی و چیپس ماهی در مقایسه با چیپس سیب زمینی در طی دو ماه نگه داری در دمای °C 25 مورد بررسی قرار گرفت. ترکیبات شیمیایی شامل میزان پروتئین، چربی و خاکستر چیپس ها پس از تولید اندازه گیری شد. سایر خصوصیات نمونه ها مانند میزان رطوبت، وضعیت سفتی بافت و فاکتورهای مشخص کننده پدیده رانسید شدن چربی شامل عدد پراکسید و عدد اسیدی و همچنین خصوصیات حسی آن ها در طول زمان نگه داری در دمای °C25 اندازه گیری و بررسی گردید. نتایج نشان داد که میزان پروتئین چیپس سوریمی و ماهی بسیار بیشتر از چیپس سیب زمینی بوده و لذا دارای ارزش تغذیه ای بالاتری است. در ضمن نگه داری خصوصیات بافتی، میزان رطوبت، عدد پراکسید و عدد اسیدی نمونه های چیپس به طور معنی داری دچار تغییر شدند. چیپس سیب زمینی از جنبه خصوصیات حسی در مقایسه با چیپس سوریمی و ماهی وضعیت بهتری را نشان داد. به دلیل جذب رطوبت توسط نمونه ها در ضمن نگه داری، تردی آن ها کاهش یافت. عدد پراکسید و عدد اسیدی محصولات مذکور در ضمن نگه داری افزایش داشت. درمجموع می توان بیان کرد که چیپس سیب زمینی و چیپس سوریمی خصوصیات کیفی بهتر و فسادپذیری شیمیایی کمتری در مقایسه با چیپس ماهی در طی نگه داری نشان دادند.کلید واژگان: ماهی سارم, سوریمی, چیپس, خصوصیات فیزیکوشیمیایی, خصوصیات حسیIn this study, surimi chips and fish chips from Sarm (Scomberiodes commersonnianus) and potato chips were prepared. Some quality attributes of fish chips and surimi chips were investigated in comparison to potato chips during 2 months of storage at 25C. After production, compositional analysis (protein, fat and ash contents) were performed on the samples. Other properties such as moisture content, textural hardness, rancidity parameters such as peroxide value and free fatty acid (acid value) and also sensory properties were determined for the products during storage at 25C. Results showed the protein content of surimi and fish chips were higher than potato chips and consequently had better nutritional value. Textural hardness, moisture content, peroxide value and acid value significantly changed in the samples throughout storage. Potato chips had better sensory quality attributes compared to fish chips and surimi chips. The products absorbed moisture during storage, thus a decrease in crispiness was observed. The peroxide and acid values of products were increased during storage. Overall, potato chips and surimi chips had much higher quality attributes and less quality deteriorations compared to fish chips during storage.Keywords: Sarm fish, Surimi, Chips, Physicochemical properties, Sensory properties
-
شیره خرما حاوی مقادیر بالایی از قندهای گوناگون می باشد که می تواند محیط کشت مناسبی برای رشد باکتری ها محسوب گردد. باسیلوس کواگولانس در سال های اخیر به عنوان پروبیوتیک مطرح شده و بدلیل دارا بودن خصوصیات مشترکی با باکتری های اسپور دار و لاکتوباسیل ها توجهات زیادی را به سوی خود جلب کرده است. لذا در این مطالعه شرایط فعالیت بهینه آنزیم پروتئاز، توسط سه باکتری باسیلوس (سرئوس، کواگولانس و سوبتیلیس) بررسی و مقایسه شد. نتایج بیشترین فعالیت تشکیل لخته را در دمای 37 درجه سانتی گراد و pH:7-8، برای باکتری باسیلوس کواگولانس تایید کرد. در ادامه از محیط های کشت مختلف جهت تعیین مناسب ترین محیط برای تولید پروتئاز از باکتری باسیلوس کواگولانس استفاده شد. نتایج نشان داد در محیط کشت حاوی شیره خرما و کلرید کلسیم بالاترین فعالیت آنزیم وجود دارد. از باکتری باسیلوس کواگولانس همچنین به عنوان پروبیوتیک در تولید پنیر آنالوگ استفاده گردید و خصوصیات فیزیکوشیمیایی پنیر تولیدی مناسب گزارش گردید.کلید واژگان: باسیلوس کواگولانس, پروتئاز, پروبیوتیک, پنیر, شیره خرماDate syrup contains high amount of sugars which can be considered as a appropirate medium for bacterial growth. Bacillus Coagulase has been introduced as a potential probiotic strain due to the joint characteristics of both lactobacillus and spore formers. So, In this study, different treatment conditions (pH, temperature and medium type) were compared by different Bacillus strains (Cereus, Coagulase and Subtilis). Results confirmed the highest proteolytic activity and milk clotting activity (protease) for B. coagulans at 37 °C and pH:7-8. In the second step different media were compared to
determine the most appropriate media for the production of protease from Bacillus Coagulase. Highest proteolytic and milk clotting activity was observed for date syrup and CaCl2. Bacillus Coagulase was used as probiotic strain for analogue cheese production, physicochemical properties of the final cheese was desirable.Keywords: Bacillus Coagulase, Cheese, Date syrup, Protease, Probiotics -
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 43، فروردین و اردیبهشت 1396)، صص 180 -190در این تحقیق پروتئین های ایزوله سویا با دکستران از طریق واکنش طبیعی مایلارد کانژوگه شد. الگوی الکتروفورز نشان داد کانژوگه های پروتئین-پلی ساکارید شکل گرفته اند. اندازه گیری شدت قهوه ای شدن و میزان جذب UV نتایج الکتروفورز را تایید کرد. بررسی خصوصیات عملکردی پروتئین های نشان داد که پایداری حرارتی، حلالیت و خصوصیات امولسیفایری پروتئین های سویا با کانژوگه شدن بهبود یافته است. پایداری نوشیدنی سویای تولید شده با پروتئین های کونژوگه در مقابل فرایند حرارتی و در طول زمان نگهداری در مقایسه با نوشیدنی سویای تهیه شده بر پایه پروتئین های غیرکونژوگه افزایش یافت. در مجموع می توان نتیجه گیری کرد که امکان استفاده از واکنش مایلارد به عنوان راهی برای تهیه کانژوگه های پروتئین های سویا-دکستران با خصوصیات عملکردی و پایداری بهتر وجود دارد.کلید واژگان: خشکن پاششی, خصوصیات بازگردانی, خصوصیات عملکردی, کانژوگه کردن, نوشیدنی سویاIntroductionProteins play a fundamental role in biological systems and are often sensitive against organic solvents, heat and other damaging factors. Proteins are the basic component of food formulations and enhancement the functional characteristics and stability of the proteins has always been the main goal of food industry engineers. One of the natural ways used for protein modifications is Maillard reaction. Maillard reaction as a result of covalent binding between the available amino groups of the proteins and carbonyl containing moiety of the polysaccharides, causes a loss in free amino group content of the mixture. Protein- polysaccharide hybrids, as a result of dry heating of two biopolymers mixture under controlled reaction conditions, cause the emergence of conjugates with novel functionalities. Much research has shown that conjugation can increase thermal stability and functional characteristics of food proteins and also reduce the allergenicity of suspected proteins. Although many studies have been conducted on the effects of conjugation on functional properties of proteins, the impacts of conjugation on proteins behavior after food processing have been less investigated. So, in this paper the influences of Maillard reaction on functional properties of soy proteins have been investigated. In addition, characteristics of conjugated proteins after pasteurization treatment was also studied.Materials And MethodsConstruction of protein- polysaccharide conjugates was done in several steps. First, soy proteins and dextran were mixed with phosphate buffer (0.1 M, pH: 8.5) and 1 to 4 ratio of protein to polysaccharide. After mixing and incubating at ambient temperature for some hours, solutions were frozen at 80 ℃ and freeze dried. Then the lyophilized powder was incubated at different times, at 60℃, under the 79 percent relative humidity in presence of saturated KBr. For each treatment a non conjugated sample was prepared in the exact same condition. Conjugation of proteins to polysaccharides was monitored by SDS-PAGE electrophoresis, browning intensity measurement and UV absorbance analysis. SDS-PAGE was conducted according to Laemmli procedure using a discontinuous buffer system. A vertical gel electrophoresis unit was used with 3% acrylamide stacking gel and 10% acrylamide running gel. Evaluation of the color changes as an indicator of grafting intensity was investigated by monitoring absorption at a wavelength of 420 nm. To investigate the UV absorption of conjugated proteins, the samples were diluted with SDS (Sodium dodecyl sulfate) solution and the absorption was read by a UV-visible spectrophotometer at 294 nm. The impact of modification on characteristics of soy proteins was monitored by examining the functional properties changes of protein samples. In the last stage soy drinks were prepared from conjugated and non conjugated proteins then the prepared beverages were subjected to thermal processing conditions and the influences of Maillard conjugation on the stability of soy drinks was monitored over time.Results And DiscussionSDS-PAGE electrophoresis profile showed that proteins-polysaccharide conjugates were formed. As a result of conjugation, the protein-dextran covalent binding occurs, leads to the formation of higher molecular weight components, resulting in its accumulation on the top of the separating gel. When heating time increased a wider and higher molecular weight bands appeared near the top of the running gel however they were not observed in the native soy pattern. Covalent linkage between amino group of proteins and carbonyl group of polysaccharides causes a color changes from light yellow to brown, browning intensity results showed that the even during early incubation time, a significant absorption was observed at 420 nm compared to the control samples. UV absorption results showed similar trend of changes in browning intensity measurement. Increasing UV absorption is due to the intermediate Maillard reaction products (MRP). Increasing UV absorption with increasing heating time indicates the fact that Maillard reaction products (MRP) formation are more favorable in the long incubation time. Data of UV absorption are a good evidence for SDS-PAGE and browning intensity results. Functional properties results indicated that grafted proteins had better functional properties. The storage stability of soy drinks prepared from conjugated proteins was significantly higher than the samples prepared from non conjugated proteins. Stability of beverages after thermal processing and during storage is one of the most important features of protein drinks and many efforts have been made to develop mentioned characteristics. Stability of soy drinks produced from the conjugated proteins was significantly higher than those prepared from non conjugated soy proteins. Functional characterization of proteins is dependent on several factors, the majority of soy drink composed of proteins that could be denaturated by heating applied during thermal processing, as the results showed conjugation with dextran caused an increase in denaturation temperature of soy proteins which enhance the resistance of proteins during thermal processing treatment. In addition, the solubility and emulsifying properties of soy proteins increased with conjugation which can be a good reason for improvement the relation between protein and surrounding water molecules and therefore increases the protein storage stability. It can be concluded that Maillard reaction could be applied as a means to prepare soy proteinsdextran conjugates with better functional properties and more stable during processing and storage.Keywords: Conjugation, functional properties, reconstitution properties, soy drink, spray dry
-
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 40، مهر و آبان 1395)، صص 526 -532میزان کانژوگه شدن از عوامل مهم در بهبود عملکرد و پایداری حرارتی پروتئین های اصلاح شده از طریق واکنش طبیعی مایلارد می باشد. لذا در این مطالعه پروتئین های ایزوله سویا و دکستران تحت شرایط مختلف واکنش مایلارد در pHهای7 و 5/8، دماهای 40، 60 و 80 درجه سانتی گراد، زمان های مختلف برای هر تیمار و رطوبت نسبی 79٪ قرار گرفتند و تشکیل کانژوگه های پروتئین- پلی ساکارید با دو روش اسپکتوفتومتری OPA و میزان جذب UV با یکدیگر مقایسه و بررسی شدند. اندازه گیری میزان کانژوگه شدن با روش (Ortho-phthaldialdehyde) OPA نشان داد که افزایش دما، زمان و pH گرمخانه گذاری موجب افت بیشتری در میزان گروه های آمینی آزاد شده و در نتیجه میزان کانژوگه شدن افزایش می یابد. بالاترین میزان گانژوگه شدن در دمای 60 درجه سانتی گراد، 5/8=pH و زمان 8 روز مشاهده شد. اندازه گیری میزان جذب ترکیبات حدواسط حاصل از واکنش مایلارد در طول موج 294 نانومتر نتایج حاصل از روش OPA را تایید کرد. نتایج تحقیق نشان می دهد که روش OPA و میزان جذب UV دو روش ساده، مناسب و با کارایی تقریبا مشابه جهت بررسی میزان کانژوگه شدن طی واکنش مایلارد می باشند.کلید واژگان: الکتروفورز, اسپتروسکوپی FTIR, پروتئین های سویا, کانژوگه شدن, واکنش مایلاردIntroductionEngineering of food proteins with improved functional properties and higher resistance to heat is the main goal of food scientists. Food technologists are always seeking for innovative, simple and effective methods to manipulate proteins, hence natural modification has had the most attention in last decades. One of the natural ways used for protein modifications isMaillard grafting reaction. Maillard reaction as a consequence of covalentbindingbetween the available amino groups of the proteins and carbonyl containing moiety of the polysaccharides, causes a loss in free amino group content of the mixture that can be measured through different methods. Protein-polysaccharide hybrids, as a result of dry heating of two biopolymers mixture under controlled reaction conditions, cause the emergence of conjugates with novel functionalities.Selecting appropriate reaction conditions has a significant impact on the properties of the final conjugates. Among the factors affecting the degree of conjugation, temperature, pH and incubation time have considerable roles in determining the degree of conjugation. There are various methods by which conjugation degree can be assessed and factors such as accuracy, cost, accessibility and etc. must be considered when selecting a measuring method. Therefoe, in this study the effect of different Maillard reaction conditions on the conjugation degree of soy proteins-dextran heated mixtures have been investigated. In addition, the glycation degree was compared and reported by both OPA assay and UV absorbance methods.Materials And MethodsSoy proteinsdextran conjugates were prepared as described later. First, soy proteins and dextran were mixed with phosphate buffer (0.1 M, pH: 8.5 and 7) and 1 to 4 ratio of protein to polysaccharide. After mixing and incubating at ambient temperature for some hours, solutions were frozen at 80 ℃ and freeze dried. Then, the lyophilized powder was incubated at 40 ℃ for 0, 4, 8, 24 hours and 2, 4, 6, 8, 12 days, at 60 ℃ for 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8 days and at 80 ℃ for 0, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48 hours, under the 79 percent relative humidity in presence of saturated KBr. For each treatment a non conjugated sample was prepared in the exact same condition. Conjugation of proteins to polysaccharides was monitored by two methods (OPA assay and UV absorbance). Determining degree of glycation by OPA method was done as follows, in this procedure the level of available amino groups was estimated using the ortho- phthaldialdehyde (OPA) reagent, the absorbance was measured at 340 nm and degree of glycation was measured using a formula. To investigate the UV absorption of conjugated proteins, the samples were diluted using distilled water and the absorption was read using a UV-visible spectrophotometer.Results and DiscussionCovalent linkage between amino group of proteins and carbonyl group of polysaccharides causes depletion in the amount of available amino groups. The extent of soy proteins-dextran conjugation under various Maillard reaction conditions was evaluated by the reduction of available amino groups of proteins, the more reduction in amount of amino groups, the more conjugation between protein and polysaccharide. OPA results showed that, in the samples heated at 40 °C and 80 °C (at both pH 7 and 8.5), the amount of free amino groups slightly reduced compared to 60 °C heated samples. The disappearance of available amino groups at 60°C was faster than other temperatures and formation of conjugates in this temperature was more successful. A stepwise reduction in free amino group content observed with increasing incubation time. When soy proteins were incubated at pH 8.5 for 8 days at 60 °C, a considerable decrease in available amino group contents occurred. UV absorption results showed similar trend of changes in OPA method. Increasing UV absorption is due to the intermediate Maillard reaction products (MRP). Increasing incubation time, temperature and pH cause a significant increase in UV absorbance. Increasing UV absorption with increasing heating time indicates the fact that Maillard reaction products (MRP) formation is more favorable at alkaline pH. Data of UV absorption are a proper evidence for OPA assay results.ConclusionAs a conclusion, both OPA assay and UV absorption methods are cost effective, accurate and simple methods which can represent valuable information concerning the Maillard conjugation.Keywords: Conjugation, Electrophoresis, FTIR spectroscopy, Maillard reaction, Soy proteins
-
نشریه پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 40، مهر و آبان 1395)، صص 453 -462کانژوگه های پروتئین های سویای رسوب یافته با اسید و مالتودکسترین تحت شرایط کنترل شده واکنش مایلارد آماده شدند. (دمای 60 درجه سانتی گراد، 8:pH، رطوبت نسبی 79٪ و زمان های 1، 3، 5 و 7 روز). تشکیل کانژوگه های پروتئین- پلی ساکارید با الکتروفورز SDS-PAGE تائید شد و کروماتوگرافی ژل فیلتراسیون نشان داد واکنش مایلارد بین پروتئین های سویا و مالتودکسترین رخ داده است. مطابق نتایج آنالیز گرماسنجی افتراقی (DSC)، پایداری حرارتی پروتئین های سویا بطور چشمگیری توسط کانژوگه شدن با مالتودکسترین افزایش یافت و بیشترین دمای دناتوراسیون بعد از 7 روز گرمخانه گذاری مشاهده شد. در مقایسه با نمونه شاهد، خصوصیات حلالیت، کف کنندگی و امولسیفایری بطور قابل توجه ای با افزایش زمان گرمخانه گذاری بهبود یافت. نتایج نشان داد که خصوصیات فیزیکوشیمیایی و عملکردی پروتئین های سویا از طریق کانژوگه شدن با مالتودکسترین تغییر و بهبود می یابد.کلید واژگان: پروتئین های سویا, خصوصیات فیزیکو شیمیایی, خصوصیات عملکردی, واکنش مایلاردIntroductionSoybean is an excellent plant protein source with diverse applications in food systems. Despite numerous commercial applications and rich nutritional properties of soybeans, soy proteins are sensitive to heat and other damaging agents during food processing which can limit their applications in food industries. Maillard reaction includes a series of chemical reactions between the free carbonyl groups of carbohydrates and the un-protonated amino groups of proteins under mild experimental conditions. This is one of the most desirable approaches for applying in food systems, because of the safety of the procedure and the independency of adding extra chemicals. Natural occurring Maillard reaction can be a relatively safe and inexpensive method in order to improve functionalities of food proteins. The production of conjugates haspositive influences on food proteins functionality such as solubility, water holding capacity, emulsion activity and stability, foaming properties, thermal stability, whipping ability, textural and gelation properties and also reduce allergenicity of proteins. Due to the positive characteristics and reasonable price of both soy proteins and maltodextrin in food industries, the aim of current study was to enhance the heat stability and functional properties of soy proteins through glycosylation with maltodextrin. In addition, assessment of changes in protein properties as a function of incubation time were evaluatedMaterials And MethodsPreparation of purified soy proteins (Acid precipitated soy proteins) was done by a multistage process of washing, centrifugation, dialysis and freeze drying. The resulting powder contained pure soy globulins. Conjugation of acid precipitated soy proteins with maltodextrin was performed according to the method described as follows: protein-polysaccharide at a weight ratio of 1: 3 were dissolved in 0.01 M phosphate buffer, at pH values of 8, and were incubated at ambient temperature for 1 hr. Solutions were frozen at 80°C and then freeze dried. Lyophilized powders were incubated at 60 °C for 1, 3, 5 and 7 days, under 79% of relative humidity provided by saturated KBr. For each treatment an un-conjugated (control) sample was prepared under the same conditions. The formation of protein-polysaccharide conjugates was confirmed by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and gel filtration chromatography (Sephadex G-100 chromatographic system was used to separate the conjugated proteins from the un conjugated samples). Determination of protein denaturation temperature changes were carried out using METTLER TA Q100-DSC thermal analyser.The emulsifying properties of the samples including emulsifying activity and emulsion stability were assessed according to the procedure established by Pearce and Kinsella. Protein solubility was measured by calculating the amount of nitrogen in the supernatant and total nitrogen content of the samples and reported as percentage of protein solubility at pH 3, 5, 7 and 9. Foaming properties of the samples including foaming capacity and foaming stabilitywere determined using calibrated measuring cylinder
Discussion &ResultsWhen the heating duration is increased, wider and heavier molecular weight bands emerge near the top of the running gel of SDS-PAGE, and yet these were not observed in the control. As a result of conjugation, the protein-carbohydrate covalent binding occurs, producing heavier molecular weight species, and thus leading to its accumulation on top of the separating gel. Compared with un-modified soy proteins, the conjugated soy proteins eluted in the void volume of G-100 gel permeation chromatography column, suggesting increase in the size and molecular weight of soy proteins due to the covalent attachment of maltodextrin. According to differential scanning calorimetry (DSC) analysis, thermal stability of soy proteins was remarkably increased by conjugation with maltodextrin and maximum denaturation temperature was observed for the mixture incubated for 7 days. The improved thermal stability is manifested in increase in denaturation temperature of globular proteins, hence conjugation leads to significant improvement of soy proteins stability. Increase in thermal stability is the result of inclusion of the hydrophilic carbohydrate moiety to the surface of the proteins. Compared to control sample, the solubility, foaming characteristics and emulsifying properties were significantly improved by increasing incubation time. The protein solubility of conjugate remarkably increased at all pHs compared with the un-conjugated proteins. Covalent links between hydrophilic maltodextrin and soy proteins could enhance the reaction tendency between proteins and water molecules under unfavorable conditions. Improvements in the emulsifying properties of the conjugated samples can be explained by the fact that there is a combination among the emulsifying activity of proteins and the stabilizing impacts of polysaccharides per molecule. Foaming capacity of proteins can be affected by the solubility of proteins. Furthermore, maltodextrin is a hydrophilic carbohydrate which can improve the stability of soy proteins foams by acting as a thickener, thus increasing the strength of bubbles. It should also be considered that functionality of proteins are frequently influenced by protein solubility, and this could also serve the understanding of why improvements occur in functional properties of conjugated proteins, compared to un-conjugated ones. The results indicate that physiochemical and functional properties of soy proteins were modified and improved by conjugation with maltodextrin.Keywords: Functional properties, Maillard reaction, Physiochemical properties, Soy protein -
در این تحقیق پروتئین های ایزوله سویا و دکستران تحت شرایط واکنش مایلارد در pH، دما و زمان های مختلف (دماهای 40، 60 و 80، pH= 7 و 5/8) و در حضور KBr اشباع (رطوبت نسبی 79٪) قرار گرفتند و تشکیل گلیکوکانژوگه ها با الکتروفورز SDS-PAGE، تعیین محتوی گروه های آمینی آزاد و اسپکتروسکوپی FT-IR بررسی و تایید شد. الگوی الکتروفورز نشان داد بهینه شرایط برای گانژوگه شدن در دمای 60، pH= 5/8 و زمان 8 روز می باشد و کانژوگه های پروتئین های سویا-دکستران به خوبی شکل می گیرند. اندازه گیری درصد گلیکوزیله شدن با استفاده از روش (Ortho-phthaldialdehyde) OPA نتایج الکتروفورز را تایید کرد و در نمونه بهینه بیشترین کانژوگه شدن مشاهده شد (23/44 درصد کاهش گروه های آمینی). آنالیز اسپکتروسکوپی FTIR نشان داد که گروه های آمید I،II و III پروتئین های سویا توسط واکنش مایلارد تغییر می کند، ارتعاش کششی C-N در ناحیه 1200-1450 cm- با کانژوگه شدن افزایش یافت و بعضی گروه های جدید مثل ترکیبات آمادوری و باز شیفت ظاهر گردید. کانژوگه شدن پروتئین های سویا با دکستران یک راه مناسب برای بهبود خصوصیات عملکردی این پروتئین ها جهت کاربردهای غذایی می باشد.کلید واژگان: الکتروفورز, اسپکتروسکوپی FTIR, پروتئین های سویا, کانژوگه شدن, واکنش مایلارد
-
خصوصیات آنتی اکسیدانی کانژوگه های حاصل از پروتئین های سویا-دکستران در این تحقیق بررسی شد. کانژوگه ها از مخلوط پروتئین- پلی ساکارید گرمخانه گذاری شده در 5/8=pH، دمای 60 و زمان های 1، 2، 3، 4، 6 و 8 روز بدست آمد. الگوی الکتروفورز و اندازه گیری میزان کانژوگه شدن نشان داد واکنش مایلارد در تمامی تیمارها در مقایسه با پروتئین های طبیعی رخ داده است. قهوه ای شدن و ترکیبات حد واسط که با بررسی میزان جذب در 420 نانومتر بدست آمد، با افزایش زمان گرمخانه گذاری، روند صعودی را نشان داد. نتایج بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی شامل فعالیت جذب کردن رادیکال DPPH و قدرت احیاکنندگی، نشان داد کانژوگه های پروتئین های سویا-دکستران پتانسیل آنتی اکسیدانی بهتری نسبت به نمونه غیرکانژوگه دارند. نتایج بدست آمده امکان بهبود خصوصیات آنتی اکسیدانی پروتئین های سویا از طریق کانژوگه شدن مایلارد با دکستران مناسب جهت کاربرد در سیستم های غذایی را پیشنهاد می دهد.کلید واژگان: آنتی اکسیدان, واکنش مایلارد, جمع آوری رادیکال, قدرت احیا کنندگی
-
امکان استفاده از شیره خرما جهت تولید کاروتنوئید توسط رودوترولا گلوتینیس، در فرایند تخمیر غیر مداوم طی 7 روز بررسی شد. نتایج نشان داد که منبع کربن (گلوکز یا شیره خرما) و منبع نیتروژن (عصاره مخمر، سولفات آمونیوم و نیترات آمونیوم) تاثیر قابل توجهی بر تولید زیست توده و کاروتنوئید داشت. حداکثر بازدهی تولید کاروتنوئید کل (mg/L 7/94) با محتوی کاروتنμg/g 2040 و زیست توده g/L 3/90 توسط رودوترولا گلوتنیس در مدت زمان 7 روزدر سوبسترای حاوی شیره خرما به عنوان تنها منبع کربوهیدرات و عصاره مخمر حاصل شد بیشترین میزان زیست توده g/L 8/03 در محیط حاوی گلوکز و عصاره مخمر ایجاد شد، درحالی که میزان کاروتنوئید کل (mg/L 6/72) حاوی μg/g 86/ 836 کاروتن در این محیط تولید گردید. بین زمان های مختلف تخمیر و نیز محیط های کشت مختلف از نظر تولید زیست توده و تولید کاروتنوئید تفاوت معناداری مشاهده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که شیره خرما (از خرماهای با کیفیت پایین) به عنوان محصول جانبی با قیمت پایین می تواند به عنوان منبع کربن مناسب برای تولید کاروتنوئید توسط رودوترولا گلوتینیس مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: محصول جانبی, شیره خرما, کاروتنوئید میکروبی, رودوترولا گلوتینیسThe potential use of date syrup, for the production of carotenoids by Rhodotorula glutinisin batch fermentation process, was investigated during 7 days. The results revealed that carbon (glucose or date syrup) and nitrogen sources [yeast extract, (NH4)2SO4 and NH4NO3] had a significant influence on biomass and carotenoid production. Maximum yield of total carotenoid production (7.94 mg/L) with carotene content (2040 μg/g) and biomass (3.90 g/L) was obtained from R. glutinis after 7 days of fermentation in a substrate containing date syrup and yeast extract. The highest biomass (8.03 g/L) was obtained in the culture containing glucose and yeast extract, while the total carotenoid content of 6.72 mg/L with 836.86 μg/g carotene was produced in this medium. Significant differences were observed when comparing the average biomass and total carotenoid productions in different cultures and fermentation times. Our results demonstrated that date syrup (from low quality dates), as aby-product at a lower price, could be profitably used as a suitable carbon source for carotenoid production by R. glutinis.Keywords: By, Product, Date Syrup, Microbial Carotenoid, Rhodotorula glutinis -
هدف از این تحقیق تولید ایزوله پروتئینی از فانوس ماهی (Benthosema pterotum) و بررسی ترکیبات شیمیایی و ویژگی های عملکردی آن بود. ایزوله پروتئین ماهی با روش تغییر pH با استفاده از pHهای قلیایی (10 و 12) تولید گردید. نتایج نشان دادند راندمان استخراج پروتئین در pH 12 به شکل معنی داری بیشتر از pH 10 بود. نتایج حاصل از تعیین مقدار چربی نمونه ها نشان داد قلیا اثر معنی داری بر کاهش چربی ایزوله های پروتئینی داشت و با افزایش pH میزان چربی به شکل معنی داری کاهش یافت. بررسی ویژگی های عملکردی از قبیل ظرفیت حفظ آب، حفظ روغن، خاصیت امولسیفایری، کف کنندگی و حلالیت ایزوله های پروتئینی نیز نشان داد با افزایش pH ویژگی های عملکردی بهبود یافته و پروتئین ایزوله شده در pH 12 نسبت به pH 10 برتری داشت (05/0 > P). بررسی و مقایسه خصوصیات رنگی (L، a و b) پروتئین های ایزوله شده نشان داد پروتئین های ایزوله شده در pH 12 رنگ روشن تری (پارامتر L بالاتر) نسبت به پروتئین های ایزوله شده در pH 10 داشتند. همچنین با افزایش pH میزان قرمزی (پارامتر a) و زردی (پارامتر b) ایزوله های پروتئینی کاهش یافت. نتایج فوق نشان داد ایزوله پروتئین فانوس ماهی تولید شده دارای ویژگی های عملکردی مناسبی است و استفاده از قلیا منجر به بهبود عملکرد و پارامترهای رنگی ایزوله پروتئینی می شود.
کلید واژگان: فانوس ماهی (Benthosema pterotum), ایزوله پروتئین ماهی, قلیا, ویژگی های عملکردیThis study investigated the composition and functional properties of isolated fish protein from Lanternfish (Benthosema pterotum). The proteins were isolated by using pH shift method. Basic pHs (10 and 12) were used to produce fish protein isolate. Fat contents of samples revealed that alkaline had a significant effect on reduction of fat in fish protein isolate. The lipid content decreased significantly by increasing the pH. Furthermore, the results showed that the functional properties including water holding capacity, oil holding capacity, emulsifying capacity, foaming and solubility were improved with increasing the pH and the fish protein produced at pH 12 had higher functional properties than the protein isolated at pH 10. Investigation and comparison of the color characteristics (L, a and b) attributed to the samples demonstrated that fish protein isolated at pH 12 was lighter (higher L) than that isolated at pH 10. In addition, redness (a) and yellowness (b) of protein isolates declined with increasing the pH. As a result, fish protein isolate from Lantrnfish produced using alkaline pH showed appropriate functional properties and alkaline led to improvement of the functionality and color characteristics of the protein isolate.Keywords: Lantern fish (Benthosema pterotum), Fish protein isolate, Alkaline pH, Functional Properties
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.