بخشی از مقاله
چکیده
آرد دیسپرس شده در محلول آبی SDS هنگامیکه در سرعت بالا سانتریفوژ شود لایه ای از ژل پروتئینی را شکل می دهد.این روش قراردادی تست ژل، جهت توسعه تست غربال گری در مقیاس کوچک - کمتر از 1 گرم آرد - برای ارزیابی کیفیت پروتئین گندم نانوایی اصلاح شد. اصلاح شامل استفاده از میکروتیوپ 1/5 میلی لیتری با جنس پلاستیکی محکم بود. برای جلوگیری از شکستن میکروتیوپ ها در دور بالای سانتریفوژ، از دور پایین و زمان بیشتر استفاده شد. در این فرایند، 0/07 گرم آرد در 1/4 میلی لیتر از محلول %1/5 SDS دیسپرس شده و در دمای 20 °C، برای 55 دقیقه در دور 40,000× g سانتریفوژ گردید. در این تست از 13 آرد گندم ایرانی با کیفیت نانوایی متفاوت استفاده شد. میزان همبستگی وزن ژل پروتئینی بدست آمده با حجم و ارتفاع نان به ترتیب 0/716 و 0/810 بدست آمد.
کلید واژه: حجم نان، ژل پروتئینی SDS، سانتریفوژ
مقدمه
قابلیت تشکیل یک ژل پروتئینی زمانی که ذرات آرد در محلول سدیم دودسیل سولفات - - 1SDS پراکنده شده و سپس در سرعت های بالا سانتریفوژ می شود بخوبی شناخته شده است - . - 1 برای اولین بار مِرِدیس و همکارانش از واژه" ژل پروتئینی" برای توصیف پروتئین ژله ای بدست آمده از استخراج پودر پروتئین گلوتن توسط اسید فرمیک 0/01 نرمال استفاده کردند - 3،. - 2 سپس مِکام و همکارانش از واژه ژل پروتئینی برای توصیف ماده ژله ای غیرمحلول اما بشدت هیدراته بجا مانده از استخراج آرد با اسید استیک 0/01 نرمال استفاده کردند - . - 4 اینامین و همکارانش نیز ماده ژله ای مشابهی را مطالعه کردند - . - 5
دانو و همکارانش استخراج پروتئین با ژل SDS را به عنوان وسیله تصفیه و خالص سازی گلوتن پیشنهاد کردند - . - 6جنینگر شکل گیری ماده ژل مانند ی را از سوسپانسیون آبی آرد در فنول-استیک گزارش کرد که پروتئین های نامحلول در اسید از آرد گندم بودند - . - 7 جینجین و فیلیت پروتئین ژلی را با موفقیت از استخراج آرد با آب و -2کلرو اتانول 70% - v/v - بدست آوردند - 9،. - 8 خراولند و همکارانش ژل پروتئینی را با تهیه سوسپانسیون آرد در محلول 1/5 SDS درصد بمدت 30دقیقه سانترفیوژ د ر شتاب 80000 × g بدست آورد - . - 10 ژل پروتئینی بدست آمده از این روش به گلوتنین غیر محلول درSDS معروف شد - . - 11 این جزء پروتئینی شبیه پروتئینهای غیرمحلول در اسید استیک می باشد که قبلا توسط بسیاری از محققین مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند - . - 13-12
ژل پروتئینی نا محلول در SDS اخیرا توسط وِیخِلز و همکارانش گلوتنین ماکرو پلیمر - GMP - نامیده شده که این نام اشاره به حضور گلوتنین با وزن ملکولی بسیار بالا بعنوان یک پلیمر بسیار بزرگ دارد - . - 14 با این وجود، این ژل پروتئینی بسته به نوع واریته گندم دارای مقادیری از پروتئین های منومری با وزن ملکولی پایین نیز می باشد . - 15 - مطالعات قبلی 18 - ،17، - 16 پیشنهاد کرده اند که مقدار پروتئین های استخراج شده از لایه ژل SDS از نمونه های آرد می تواند بعنوان یک روش پیش گویی کننده خوبی از کیفیت نانوایی گندم باشد.مونِن و همکارانش همبستگس قویی - r=0.95 - بین مقدار این ژل پروتئینی با اعداد آزمایش رسوب زلنی بدست آوردند - . - 19
امروزه دانشمندان اندازه گیری رسوب پروتئین های گلوتنین پلیمری - GMP - در محلول سدیم دودسیل سولفات - SDS - را بعنوان یک روش جدید برای پیش بینی خواص کیفی محصول نهایی گندم مطرح کرده اند 16 - ،22،21،. - 20 اهمیت و ارزش اندازه گیری و تعیین مقدار و ترکیب لایه ژل SDS پروتئینی جداشده با فهمیدن کاربرد گلوتنین در نانوایی بیش از پیش معلوم گردیده است 24 - ،23،14،،11،. - 16 تعدادی از محققان نشان دادند که بین مقدار و ترکیبات جزء گلوتنین با وزن ملکولی بالا - HMWGS - و خصوصیات خمیر و کیفیت نانوایی رابطه وجود دارد - 28-25 - و مقدار گلوتن نیز همراستا با کیفیت تکنولوژیکی محصولات مختلف است - 25 - ، ولی لایه ژل ایجاد شده نیاز به جابجایی فیزیکی از لوله سانتریفیوژ شده برای تعیین وزن ژل - 18 - ، میزان پروتئین - - 16 و مدول الاستیک - 20 - داشته که مزیت فرایند را به عنوان یک روش روتین ارزیابی کیفیت نانوایی کاهش می دهد.
اما نتایج مطالعه جینجین وفیلِت یک استثناء مثال زدنی در این مورد محسوب می شود چرا که آنها ضخامت یا ارتفاع لایه ژل بدست آمده از سانترفیوژ را به عنوان یک شاخص اندازه گیری معرفی نمودن و در این صورت نیازی به انجام مراحل فیزیکی چند گانه استخراج که هم پرزحمت بوده و هم خطای آزمایش را افزایش می دهد ، نیست - . - 17 ساپرستین و ساچی با اصلاح روش استخراج و استفاده از روتور سطلی چرخشی اندازه گیری مستقیم ارتفاع ژل، با حجم نمونه 0/67 گرم آرد را انجام دادند - . - 1ما در این مطالعه از حجم نمونه کم برابر 0/07 گرم استفاده کردیم. همچنین بجای استفاده از دستگاه اولترا سانتریفوژ که هم گران و هم به دلیل تحریم کشور کمبود این دستگاه مطرح می باشد، از دستگاه سانتریفوژ با حداکثر دور 50,000 ×gاستفاده کرده و نتایج حاصله را با حجم و ارتفاع نان بررسی کردیم تا توانایی این روش را که بسیار ارزان تر و کارا تر می باشد را مورد بررسی قرار دهیم.
مواد و روش ها
نمونه های گندم نمونه های گندم شامل 13 رقم گندم ایرانی کشت شده در سال 1386 در مرکز اصلاح بذر و نهال کرج می باشد. گندم هااز 3 دسته ضعیف - سرداری، الموت، شیرودی، دز - ، متوسط - هامون، آذر2، مرودشت، داراب - 2 و قوی - زرین، بزوستایا، انییا، پیشتاز، تجن - انتخاب شده و توسط آسیاب آزمایشگاهی تا درصد استخراج %75 آسیاب شدند.استخراج ژل پروتئینی SDS و جدا کردن ژل جهت یافتن شرایط بهینه برای استخراج ژل پروتئینی SDS از نمونه های آرد گندم، آزمون در رنجی از زمان - 45، 55، 75دقیقه - ،دور سانتریفوژ - 50,000 ×g، 45,000×g ، - 40,000 ×g و 3 جنس متفاوت میکروتیوپ - پلی کربنات،پلاستیکی محکم ساخت آلمان، پلاستیکی معمولی - انجام گردید.اثر دمای سانتریفوژ، غلظتSDS و نسبت حلال به آرد مورد بررسی قرار نگرفت، زیرا آنها قبلاً به طور دقیق توسط گراولند 1979 و دیگران مورد بررسی قرار گرفته بودند - . - 10
دمای بهینه 20 °C ، غلظت 1/5% - W/V - SDS و نسبت نمونه به حلال 1:20 طبق یافته های قبلی بکار رفت.پس از سانتریفوژ مایع فوقانی را به آهستگی خالی کرده و لایه ژل مانند روی رسوب نشاسته همان GMP است. جهت اندازه گیری وزن مرطوب ژل پروتئینی از روش پیغمبردوست و همکاران 2005 با تغییراتی استفاده شد - . - 29 میکرو تیوپ را به وسیله قیچی باغبانی از وسط بریده و لایه ژل مانند روی رسوب نشاسته که همان GMP است، فوراً برداشته شده و در میکروتیوپی که قبلا وزن شده بود ریخته و درب آن جهت جلوگیری از تبخیر بسته و وزن شده و به عنوان وزن مرطوبGMP گزارش می شود. این میزان دلالت بر گرم ژل در 100 گرم نمونه بر مبنای خشک دارد.
پخت نان
20 گرم از خمیر های مخلوط شده در زمان بهینه - دارای %2 مخمّر ،%2 نمک و %0/3 بهبود دهنده - بعد از سپری کردن دوره تخمیر در قالب های کوچک نان های حجیم پخته شدند.از دستگاه فر پخت نان ساخت آلمان استفاده شد . شمای کلی مراحل مختلف فرایند تخمیر و پخت نان به صورت زیر می باشد:مخلوط کردن مواد اولیه تخمیر اولیه - 30 دقیقه،30 درجه سانتیگراد،رطوبت - 78 چانه گیری، ورز دادن، رول کردن و قرار دادن در قالب تخمیر نهایی - 60 دقیقه، 30 درجه سانتیگراد، رطوبت - 78 پخت 30 - دقیقه ،170 درجه سانتیگراد - .اندازه گیری حجم نمونه های نان: جهت اندازه گیری حجم از روش حجم سنجی جابجایی دانه کلزا2 استفاده گردید - - 30
نتایج و بحث
جنس پلی کربنات در همه دور و زمان های 55و 75 دقیقه نتیجه خوبی را نشان داد. جنس پلاستیکی محکم ساخت آلمان در دور 50,000 ×g و 45,000×g شکست، اما در40,000× g و زمان های 55 و 75 نتیجه ی یکسان و خوبی را نشان داد. ومیکروتیوپ معمولی در هر 3 دور مورد بررسی شکست.همبستگی نتایج بدست آمده از وزن لایه ژل پروتئینی با حجم و ارتفاع نان نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج در شکل 1نشان داده شده است.ضریب همبستگی میان وزن مرطوب ژل و حجم و ارتفاع نان به ترتیب 0/716 و 0/810 می باشد. گلوتنین ماکرو ملکول مهمترین جزء در ایجاد شبکه در ساختار نان بوده و ارتباط مستقیم با کیفیت نانوایی ارقام گندم دارا می باشد.ضریب همبستگی بدست آمده نیز موید این مطلب بوده و ضمن اثبات نتایج تحقیقات پیشین - 28-25 - ،تایید کننده درستی و کارآمدی روش استخراج ژل پروتئینی پیشنهادی ما می باشد.
