بخشی از مقاله
چکیده:
کنجاله کلزا دارای 38-43درصد پروتئین بوده و از نظر کیفی پروتئینهای آن ترکیبی از اسیدهای آمینه مناسب و در حد دانههای غلات میباشد.تولید ایزوله پروتئینی در واقع هم موجب استفاده بهینه از کنجاله کلزا گردیده و هم بعنوان منبع انرژی و پروتئین جهت تقویت و غنی سازی اکثر مواد غذایی می تواند بکار رود. از آنجائیکه استخراج پذیری و رسوب پروتئینهای کنجاله کلزا تابعی از pH بوده و در هر رقم متفاوت میباشد لذا در این تحقیق رقم PF7045. 91، با دو تیمار pH استخراج پروتئین 10 - ، 11 و - 12 و pH ترسیب پروتئین 4/5 - ، 5/5 و - 6/5 درنظر گرفته شد، تا ضمن تعیین شرایط بهینه تولید ایزوله پروتئینی بعضی از خواص کیفی آن نیز مشخص شود.نتایج نشان داد بهترین شرایط جهت تهیه ایزوله پروتئینی، استخراج در شرایط قلیایی با pH =12 و رسوب پروتئین در نقطه pH =5/5 بوده است.
در این شرایط ایزوله تولیدی دارای 88/1درصدپروتئین با مقدار وزنی 15/3درصد بوده است. همچنین مقدار اسیدفیتیک ایزوله در این شرایط بسیار کم و در حد 0/4درصد بود. مقدار گلوکوز ینولات ایزوله پروتئینی حاصل در همه شرایط غیرقابل اندازهگیری بود. پروتئینهای حاصله در شرایط مختلف دارای خواص عملکردی بالا ودر بهترین شرایط مقدار جذب آب، جذب چربی و حلالیت نیتروژن به ترتیب 225 ، 182 و 40 درصد بود.
مقدمه:
دانه کلزا بعد از سویا و نخل روغنی مقام سوم را در تأمین روغن نباتی و مقام پنجم را در تأمین پروتئین جهان به خود اختصاص داده است .[8]پروتئین کلزا ترکیبی مناسب از اسیدهای آمینه ضروری و غیرضروری میباشد بطوریکه مقدار اسیدهای آمینه لیزین، متیونین، سیستئین، ترئونین و تریپتوفان آن با دانههای غلات قابل مقایسه میباشند،بنابراین می توان گفت با توجه به اینکه پروتئین کلزا دارای ترکیب اسید آمینهای متوازنی است لذا دارای کیفیت بالا بوده و جهت مصارف انسانی مناسب میباشد1]و.[3 کنجاله کلزا تقریباً 50-58درصد وزن دانهها را برحسب ماده خشک تشکیل میدهد که دارای 43-38 درصد پروتئین میباشد.در تهیه ایزوله پروتئینی از آنجائیکه از ارقام دو صفر - کانولا - استفاده میگردد لذا مقدار گلوکوزینولات آن در کنجاله و بالطبع ایزوله پروتئینی در حد بسیار پایین و مجاز خواهد بود4]،.[5
جهت تهیه ایزوله پروتئینی کلزا میبایست ترکیبات فنلی و فیتاتهای کنجاله در مراحل استخراج جدا شوند. ترکیبات فنلی بیشتر به صورت اسیدهای فنولیک و تاننها میباشند. تحقیقات نشان داده pH استخراج و ترسیب نقش مهمی در کاهش ترکیبات فنلی دارد بطوریکه در pH بالا، اکثر مولکولهای پروتئین دارای بار خالص منفی بوده و بنابراین از طریق نیرو های الکترواستاتیکی، اسیدهای فنلی که دارای بار مثبت هستند را به خود جذب کرده وبه این طریق پیوندهای یونی ، که بخش اعظم این اتصالها را تشکیل میدهند باز ، و در مرحله استخراج قلیایی و ترسیب اسیدی از پروتئین جدا میگردند.[9]
سیستم استخراج با حلال - هگزان آمونیاکی - نیزیکی دیگر از مؤثرترین روشها برای کاهش ترکیبات فنولیک میباشد که این کاهش بدلیل انحلال ترکیبات فنلی در داخل فاز قطبی و یا تجزیه آنها به ترکیبات غیرحساس میباشد ایجاد پیوند و واکنش بین اسید فیتیک و پروتئین نیز به pH بستگی دارد . ژو و دیوسدی 2000 جهت جداسازی ترکیبات فنولیک از یک محیط آبکی قلیایی به همراه یک سری ترکیبات شیمیایی از قبیل کلرید کلسیم و سدیم و سدیم لوریل سولفات - - SDS استفاده کردند این ترکیبات سبب شکستن پیوندها گردیده که در مرحله بعد توسط روشهای مختلف غشایی صاف و این ترکیبات جدامی گردند.
آنان نشان دادند افزودن NaCl موجب کاهش اسید سیناپیک پیوند شده با پروتئین کلزا میگردد و براساس این نتیجه، استفاده از نمک طعام با غلظت 0/05 مولار را پیشنهاد کردند..[12] منصور و پردی 1992 سه واریته دو صفر کلزا را جهت تهیه محصولات پروتئینی کلزا و خصوصیات عملکردی آنها مورد بررسی قرار دادند. آنان گزارش کردند پروتئینهای کنجاله ارقام مورد نظر در دو نقطه ایزوالکتریک بترتیب،pH =3/2 و pH=5/2 با راندمانی در حدود 68/3درصد ،بدست می آید. آنهاهمچنین نشان دادند که استفاده از سدیم هگزامتافسفات میتواند به عنوان ماده کمک رسوب دهنده مقدار راندمان را تا 20درصد افزایش دهد. در ایزوله های تولیدی میزان اسید فیتیک تا حدود 95درصد کاهش وخواص عملکردی همچون جذب آب،حلالیت ازت و جذب چربی باستثنای فعالیت امولسیون کنندگی، وضعیت مناسبی را داشتهاند.[8]
ژوودیوسدی 1994 روشی را تحت عنوان فرآیند غشایی جهت تولید ایزوله پروتئینی از ارقام چینی پیشنهاد کردند. در این روش پس از استخراج پروتئین در شرایط قلیایی - pH=11 - ورسوب پروتئین در نقطه ایزوالکتریک - pH =6/5 - جهت جداسازی ترکیبات نامطلوب محصولات پروتئینی از فرآیندهای غشایی اولترافیلتراسیون و دیافیلتراسیون استفاده کردند و پس از تغلیظ آنرا با استفاده از خشک کن انجمادی خشک کردند. هیچ گونه تیمار شیمیایی جهت جداسازی فیتاتها از پروتیئن در این روش بکار نرفته و بدین ترتیب ایزوله پروتئین با راندمان 93درصد پروتئین بدست آوردند. ایزوله پروتئین حاصله دارای رنگی روشن و با طعم و مزه ملایم بود11،.[10 بنابراین به نظر می رسد شرایط تولید ایزوله پروتئینی در ارقام مختلف متفاوت و بدست آوردن شرایط بهینه ،در رقم غالب منطقه از نظر راندمان تولید و خواص کیفی از اهمیت خاص برخوردار میباشد که در این تحقیق سعی شده ، به این مهم پرداخته شود.
مواد و روشها:
نمونه کلزا مورد بررسی واریته منطقه گلستان بوده که با مدیریت زراعی مناسب و کنترل شده در ایستگاه تحقیقاتی گرگان کشت شده است. نمونهها در اوایل خرداد ماه با رطوبت %14-16 برداشت و پس از جداسازی ناخالصیها و بوجاری، دانهها خشک شدند.دانههای خشک شده تا حدامکان پوست گیری و سپس توسط حلال هگزان آمونیاکی روغن کشی شدند، کنجاله حاصله پس از شستشو بااتانول، خشک و توسط آسیاب خرد و به شکل پودر درآمدند بطوریکه ذرات حاصله از الک با mesh=60 - الکی با چشمه های برابر - 60um عبور داده شد. - حلالهای فوق سبب جداسازی بهتر گلوکوزینولات و فیتاتهادر مراحل بعدی میگردند -
استخراج پروتئین در شرایط قلیایی: در این مرحله 50 گرم پودر کنجاله کلزا را در محلول قلیایی آبکی - به نسبت 18 به 1 آب و کنجاله - مخلوط و سپس توسط سود 1 نرمال pH مخلوط در طیف قلیایی مورد نظر، که در این تحقیق سه شرایط pH ، 10 ،11 و 12 است تنظیم گردید. به مخلوط حاصله 0/1 درصد سولفیت سدیم - - Na2So3،4 /38 گرم NaCl و 1/5 گرم - SDS سدیم دلوریل سولفات - افزوده و به مدت نیم ساعت بهم زده شد - ترکیبات فوق سبب جداسازی باندهای فنلی و فیتات میگردد - بخش نامحلول حاصله ، توسط سانتریفوژ در دور 4000 به مدت 15 دقیقه از فاز محلول جدا گردید. بدین ترتیب در این مرحله پروتئین استخراج وسایر ترکیبات بصورت محلول جدا شدند.
مرحله رسوب گذاری پروتئین در محدوده نقطه ایزوالکتریک:فاز محلول حاصل از مرحله قبلی ، توسط اسید کلریدریک 6 مولار به محدوده نقطه ایزوالکتریک در pH اسیدی رسانده شد و طیف pH مورد نظر در سه شرایط 4/5 ، 5/5 و 6/5 مورد بررسی قرار گرفت.سپس پروتئین رسوب کرده از هر شرایط ، در 4000 دور برای مدت 15 دقیقه سانتریفوژ و جهت خلوص بالاتر 5 مرتبه با آب مقطر شستشو و صاف گردید. بدین ترتیب پروتئین رسوب کرده یا بعبارتی ایزوله پروتئینی رسوبی -
بدست آمد که میتوان آن را در شرایط آون تحت خلاء خشک و سپس آسیاب کرد.
نتایج و بحث:
- اثر شرایط مختلف استخراج قلیایی و اسیدی بر مقدار پروتئین ایزوله : جدول 1 مشخصات اولیه دانه و کنجاله کلزا مورد ازمایش را نشان می دهد و نتایج مربوط به شرایط مختلف pH بر مقدار پروتئین ایزوله در جدول شماره 2 خلاصه شده است همانطور که ملاحظه میگردد بالاترین مقدار پروتئین مربوط به شرایط استخراج در pH =12 و ترسیب پروتئین در pH اسیدی 5/5 با مقدار عددی 88/1 درصد میباشد و پایینترین مقدار پروتئین 64/3 درصد در شرایط pH قلیایی 10 و pH رسوبی 4/5 حاصل گردیده است.
بنابراین میتوان چنین نتیجه گرفت که نقطه ایزوالکتریک پروتئینهای رقم PF7045. 91 در pH =5/5 میباشد که در این نقطه بارهای مثبت و منفی پروتئین با یکدیگر برابر بوده و پروتئین از نظر بار الکتریکی خنثی و تحت تأثیر هیچگونه نیروی داخلی قرار نداشته و کاملاً رسوب مینماید بعبارت دیگر پروتئینها در این نقطه دارای حداقل حلالیت میباشند.[9] در pH کمتر از نقطه ایزوالکتریک بدلیل مثبت بودن بار پروتئین ذرات با نیروی دافعه از یکدیگر دور میشوند در pH بالای نقطه ایزوالکتریک بدلیل منفی بودن بار پروتئین ذرات پروتئین تحت تأثیر نیروی دافعه قرار گرفته و از یکدیگر دور و بصورت محلول باقی و کمتر رسوب میکند. بنابراین، در pH =5/5 مقدار پروتئین با اختلاف معنیداری نسبت به دو pH دیگر یعنی 4/5 و 6/5 قرار گرفته است.این در حالی است که، ژو و دیوسادی [12] نقطه ایزوالکتریک ارقام مورد استفاده را در pH =6/5 گزارش کردند و این اختلاف ناشی از تأثیر رقم و شرایط منطقهای نقطه ایزوالکتریک پروتئینها میباشد.
