بخشی از مقاله
استفاده از کنستانتره و ایزوله پروتئین نخود و سویا در صنایع غذایی
چکیده
در سالهای اخیر استفاده از منابع پروتئینی گیاهی به دلیل ارزان بودن در رژیم غذایی روزانه بیش از پیش توصیه می شود. همچنین با مصرف کمتر منابع حیوانی ، مقدار چربی اشباع مصرفی کاهش یافته و موج پیشگیری بیماریهای مزمن به ویژه قلبی- عروقی ، دیابت ، هیپرلیپیدمی ، سرطان و استئوپروز می گردد. استفاده بهینه از پروتئین مورد نیاز بدن تابع قابلیت هضم و الگوی اسیدهای آمینه ضروری در منابع غذایی بوده که برای بدن فراهم می گردد. ایزوله پروتئین نخود در مقایسه با سایر پروتئین های گیاهی ارزش غذایی خوبی داشته و از منابع پروتئینی ارزان می باشد که سطح کشت وسیعی در کشورمان دارد. بر طبق مطالعات انجام گرفته بر روی درصد پروتئین خام انواع واریته های اصلاح شده نخود (دسی و کابلی ) در ایران میزان پروتئین نخود بر اساس نوع واریته و شرایط کشت و فصل کشت متفاوت و در محدوده 9 الی %35 بیان گردیده که مقادیر پائین پروتئین مربوط به نخود دسی و مقادیر بالاتر مربوط به نخود کابلی بود. از سویا به صورت عمده در صنعت به منظور استخراج روغن استفاده میشود .کیک باقیمانده از روغنکشی سویا منبع غنی پروتئین است که هم اکنون به عنوان خوراک دام مصرف میشود. مطابق آمار وزارت جهاد کشاورزی در سال زراعی 1384-1383 سطح زیر کشت سویا در ایران حدود 82 هزار هکتار بوده و حدود 198 هزار تن سویا تولید شده است، که با در نظر گرفتن میانگین 20 درصد روغن در دانه، سالانه بالغ بر 120 هزار تن کیک باقیمانده از روغنکشی سویا در کشور تولید می شود.
واژگان کلیدی: ایزوله پروتئین، نخود، سویا
1
مقدمه
در سالهای اخیر استفاده از منابع پروتئینی گیاهی به دلیل ارزان بودن در رژیم غذایی روزانه بیش از پیش توصیه می شود.[35] همچنین با مصرف کمتر منابع حیوانی ، مقدار چربی اشباع مصرفی کاهش یافته و موج پیشگیری بیماریهای مزمن به ویژه قلبی- عروقی ، دیابت ، هیپرلیپیدمی ، سرطان و استئوپروز می گردد.[20] استفاده بهینه از پروتئین مورد نیاز بدن تابع قابلیت هضم و الگوی اسیدهای آمینه ضروری در منابع غذایی بوده که برای بدن فراهم می گردد.[13]
نخود1 با نام علمی Cicer arietinum گیاهی است یکساله که بلندی بوته آن به حدود 30 سانتیمتر می رسد و گیاهی است که با آب و هوای گرم ونیمه خشک به خوبی سازگار می باشد.[31] همچنین نخود پنجمین گونه برتر تیره حبوبات بعد از سویا، بادام زمینی، لوبیا و نخود فرنگی می باشد که در جهان کشت شده و مورد استفاده قرار می گیرد و از لحاظ پروتئین جایگاه مناسبی دارد.[33] گیاه نخود، مقاوم به خشکی و طالب روزهای بلند و معتدل است.[21] پروتئین های اصلی بنیادی در نخود گلوبولین ها و آلبومین ها هستند .گلوبولین ها تقریبا 70 درصد پروتئین دانه های بقولات را تشکیل می دهند .وزن مولکولی این پروتئین ها در رنج 600 تا 800 هزار دالتون می باشد .[8] کنسانتره پروتئین حاوی حداقل 70 درصد پروتئین بر پایه وزن خشک است که از آرد بدون چربی از طریق خارج سازی قندهای محلول، فیبر و ترکیبات جزئی به وسیله محلول های الکلی آبی یا اسیدی رقیق در pH=4-4/8 به دست می آید. ایزوله پروتئین حدود 90 درصد پروتئین بر پایه وزن خشک دارد .ایزوله در مقایسه با کنسانتره پروتئین تحت تأثیر مراحل تصفیه بیشتری قرار می گیرد تا پلی ساکاریدها، قندهای محلول و سایر ترکیبات جزئی آن ها نیز استخراج شود .[3] ایزوله پروتئین نخود در مقایسه با سایر پروتئین های گیاهی ارزش غذایی خوبی داشته و از منابع پروتئینی ارزان می باشد که سطح کشت وسیعی در کشورمان دارد .[6] از سویا به صورت عمده در صنعت به منظور استخراج روغن استفاده میشود .کیک باقیمانده از روغنکشی سویا منبع غنی پروتئین است که هم اکنون به عنوان خوراک دام مصرف میشود.[15] مطابق آمار وزارت جهاد کشاورزی در سال زراعی 1384-1383 سطح زیر کشت سویا در ایران حدود 82 هزار هکتار بوده و حدود 198 هزار تن سویا تولید شده است، که با در نظر گرفتن میانگین 20 درصد روغن در دانه، سالانه بالغ بر 120 هزار تن کیک باقیمانده از روغنکشی سویا در کشور تولید میشود36]،.[5
Sanchez-Vioque و ُوکبرای (1999)پزوتئیی نخود را استخراج و ترکیب شیمیایی، خواص عملگر و ویژگی های پروتئین آن را بررسی کردند . آن ها دو نوع ایزوله پروتئین ( با و بدون استفاده از سولفیت سدیم ) از دانه های نخود به روش استخراج قلیایی و سپس رسوب دادن اسیدی آن ها در نقطه ایزو الکتریک4/3 به دست آوردند . درصد پروتئین به دست آمده از آرد نخود تهیه شده در ایزوله ها به ترتیب %88/1 و %87 بود .خواص عملگر و ترکیب پروتئین آرد نخود و ایزوله های پروتئین تعیین شد . این فراورده های پروتئینی محتوای متعادلی از اسیدهای آمینه ضروری داشتند .آن ها پیشنهاد کردند که از ایزوله های پروتئین نخود میتوان برای آماده سازی محصولاتی نظیر پنیر، نان و گوشت به دلیل افزایش جذب آب و چربی استفاده کرد. ایزوله های پروتئین نخود را می توان در فراورده هایی نظیر فرانکفورتر و خامه نیز که تشکیل امولسیون در آن ها مهم است، به کار برد.
کنسانتره و ایزوله پروتئین سویا به دو روش سنتی و تکنولوژی غشایی توسط Alibhai و همکاران (2005) تولید شد . تهیه کنسانتره و ایزوله پروتئین سویا با روش ترسیب اسیدی معمول، اولترافیلتراسیون، الکترواسیدیفیکاسیون2 و روش
2
جدید (ترکیبی از الکترواسیدیفیکاسیون - اولترافیلتراسیون) بررسی شد .نتایج نشان داد که در روش جدید ویژگی حلالیت پروتئین بهبود می یابد.
خصوصیات تشکیل ژل ایزوله های پروتئین نخود توسط ( 2006 )Zhang بررسی شد . وی نشان داد که ایزوله های مختلف و در حضور نمک های pH پروتئین نخود در کلسیم و سدیم رفتارهای رئولوژیکی متفاوتی دارد . همچنین افزودن کلرید کلسیم در مقایسه با کلرید سدیم، استحکام ژله ای به دست آمده را بیشتر می کند و واکنش های الکترواستاتیکی پروتئین - پروتئین را در جهت تشکیل ساختار شبکه ای ژل مانند تسهیل میکند.
Singhو(2007) Kaur در هند از ارقام مختلف نخود فرنگی به روش استخراج قلیایی و رسوب دهی در نقطه ایزوالکتریک و خشک کردن به روش انجمادی ایزوله پروتئین تهیه کردند . ایزوله های پروتئین تهیه شده از نقطه نظر خواص عملگر نظیر توانایی جذب آب و روغن، حداقل غلظت ژلهای شدن، توانایی تشکیل ژل و پایداری مورد ارزیابی قرار گرفتند .ایزوله های پروتئین تهیه شده از واریته های مختلف نخود از نظر خواص عملگر تفاوت های قابل توجهی داشتند.
اثر روش های آماده سازی بر خواص فیزیکی شیمیایی و تشکیل ژل ایزوله پروتئین نخود توسط )Papalamprou ( 2009 مورد بررسی قرار گرفت . به این ترتیب که ایزوله پروتئین از آرد دانه هاینخودِ چربی گرفته به دو روش استخراج قلیایی و سپس رسوب دهی در نقطه ایزوالکتریک و دیگری به وسیله استخراج پروتئین در محیط نیمه اسیدی و فرایند اولترافیلتراسیون تهیه شد . مشخص شد که رفتار ژل ایزوله پروتئین نخود به طور عمده به روش تهیه آن وابسته است.
استفاده از ایزوله پروتئین نخود در فرمولاسیون فیلم خوراکی
سال هاست که در زمینه بسته بندی مواد غذایی با مواد طبیعی تحقیقات فراوانی توسط پژوهشگران انجام گردیده است. در سال های اخیر استفاده از فیلم های خوراکی بیشتر مورد توجه آنان بوده به طوری که فیلم های با منشا پروتئینی نظیر فیلم هایی که با پروتئین سویا و آب پنیر، زئین ذرت، پروتئین های گندم تهیه می شوند، مورد توجه زیادی قرار گرفته اند 18]،.[10 این فیلم ها مانع خوبی در برابر نفوذ گازها بوده و دارای کیفیت تغذیه ای مطلوبی نیز می باشند. در سال های اخیر، دانه های نخود به عنوان یک منبع مناسب پروتئین های رژیمی، بعلت این که مولکول های اسید آمینه در آن به خوبی بالانس شده اند و پروتئین ها با دسترس پذیری زیستی بالا و سطح نسبتا کمتر فاکتورهای ضد تغذیه ای معرفی شدند.[11] ایزوله پروتئین نخود در مقایسه با سایر پروتئین های گیاهی ارزش غذایی خوبی داشته و از منابع پروتئینی ارزان می باشد که سطح کشت وسیعی در کشورمان دارد .[6] از آنجا که اکثربسته بندی هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند بطورسنتزی تولید می شوند و به جهت اینکه سازگاری زیستی و تجزیه پذیری زیستی آن ها نسبت به بسته بندی های طبیعی از قبیل پروتئین ها و ترکیبات پلی ساکاریدی وسایر موارد بسیار محدودتر است .به همین دلیل امروزه استفاده ازبسته بندی ها و پوشش های خوراکی بسیار حائز اهمیت می باشند .[24]
فیلم های پروتئینی خواص مقاومتی مکانیکی خوبی دارند اما در مقابل نفوذپذیری نسبت به بخار آب ضعیف عمل می کنند .این نوع از فیلم ها بسیار حساس به شرایط تهیه، رطوبت نسبی و ساختار پروتئین می باشند .بسته به نوع پروتئین مورد استفاده در فرمولاسیون تهیه فیلم خوراکی یا زیست تخریب پذیر به استفاده از یک نرم کننده مناسب جهت افزایش انعطاف فیلم نیاز می باشد .[4] در نتیجه می توان از پروتئین نخود، فیلم های خوراکی تهیه کرد .
3
همچنین غلظت مناسب پلاستی سایزر در فیلم حاصل از ایزوله پروتئین نخود، می تواند کارایی و خواص فیزیکی آن را به نحو مطلوب و مورد نظر بهبود بخشد .ویژگی های فیلم پروتئین نخود دربسیاری از موارد مشابه با منابع پروتئینی نظیر سویا، کلاژن، کازئین و آب پنیر می باشد .از فیلم پروتئینی می توان جهت بسته بندی محلول در آب و جلوگیری از مهاجرت رطوبت در آجیل و خشکبار استفاده نمود .[9]
بررسی خواص عملگر و حرارتی کنسانتره و ایزوله پروتئین نخود و سویا
دانه بقولات منبع بسیارخوب و ارزانی از مواد مغذی مهم نظیر پروتئین ها، مواد معدنی، نشاسته و ویتامین هاست. بقولات قابلیت نگهداری خوبی دارند و بعد از غلات دومین منبع مهم غذایی انسان به شمار می روند 25]،.[16 با اینکه پروتئین سویا منبع بسیار مهمی از پروتئین های گیاهی است، ولی محصولات پروتئینی نظیر آرد، کنسانتره و ایزوله پروتئین بقولات نیز به عنوان افزودنی غذایی عملگر می توانند جایگزین مناسبی برای پروتئین سویا باشند . در سال های اخیر، دانه نخود به عنوان منبع خوب پروتئین مورد توجه قرارگرفته است و به صورت کنسانتره و ایزوله های پروتئین، برای تولید فراورده های پروتئین به کار می رود21]،.[11
در پژوهشی بررسی امکان تهیه کنسانتره و ایزوله پروتئین نخود به منظور استفاده مطلوب از این پروتئین در صنعت غذایی کشور مورد بررسی قرار گرفت. خواص عملگر فراورده های پروتئین نخود از قبیل میزان جذب آب، جذب روغن، ژله ای شدن، قدرت تشکیل کف و پایداری کف تشکیل شده در غلظت های مختلفی از پروتئین بررسی و با فراورده های پروتئین سویا مقایسه شد . از نظر جذب آب و روغن، بین پروتئین نخود و سویا اختلاف معنی داری مشاهده نشد. علت آنکه میزان جذب آب ایزوله بیشتر از کنسانتره است، شاید به این دلیل باشد که ایزوله توانایی بیشتری برای متورم شدن و تشکیل پیوند دارد .[1] از طرفی، حضور کربوهیدرات و سایر ترکیبات غیر پروتئینی در ایزوله کمتر است و طبق استدلال Tjahjadi، Lin و (1988) Breene گروههای قطبی آمینوی ملکول های پروتئین مکان های اصلی اثر متقابل آب - پروتئین هستند و میزان اسیدهای آمینه قطبی که آب بیشتری جذب می کنند، در ایزوله بیشتر است.[34] همچنین، می توان گفت به دلیل حضور بیشتر چربی در کنسانتره ها جذب آب کاهش می یابد و هرقدر میزان چربی بیشتر باشد، جذب آب کمتر خواهد شد .[16] جذب روغن ایزوله های پروتئین بسیار بیشتر از کنسانتره ها بود که می تواند ناشی از حضور اسیدهای آمینه غیرقطبی بیشتری در ایزوله ها نسبت به کنسانتره ها باشد . در نتیجه، ممکن است این زنجیره های غیر قطبی با زنجیره های هیدروکربنی روغن ها متصل شوند که در نهایت، موجب جذب بیشتر روغن می شود32]،.[16 از طرفی مطابق با مطالعات Kaur و (2007 ) Singh جذب روغن به تعداد زنجیره های جانبی غیر قطبی روی پروتئین بستگی دارد که با زنجیره های هیدروکربنی روی اسیدهای چرب پیوند تشکیل میدهد . توانایی جذب روغن از نظر صنعتی ویژگی بسیار مهمی است؛ زیرا با قدرت امولسیون کنندگی ارتباط مستقیم دارد که در محصولاتی نظیر مایونزها بسیار مطلوب و مهم است .جذب بالای چربی توسط پروتئین در غذاهایی نظیر غلات صبحانه ، جایگزین های گوشت و انبساط دهنده ها1 شیرینی ها، محصولات نانوایی و سوپ ها مورد نیاز است .[38]
طبق نظر Mwasaru و همکاران (1999) توانایی تشکیل کف و پایداری کف به عنوان ویژگی برای خصوصیات زدن2 کٌسب ًتزٍ ُبایزول َ ُبی پروتئین مطرح است .به دلیل خصوصیات فعال سطحی پروتئین ها هنگام همزدن، کف تشکیل میشود .[23] از طرفی Sathe و (1981) Salunkhe معتقدند که تشکیل کف ارتباط مستقیمی با انعطاف
