مهندسی بیوسیستم ایران

مهندسی بیوسیستم ایران

بهبود ویژگی‌های عملکردی ایزوله‌های پروتئین خلر از طریق اثرات ترکیبی حرارت‌دهی، ریزذره سازی با نیروی برشی و صمغ زانتان برای استفاده در فرمولاسیون‌های غذایی گیاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
10.22059/ijbse.2026.415585.665652
چکیده
در این پژوهش، ویژگی‌های ساختاری و عملکردی ایزوله پروتئینی خلر (Lathyrus sativus) تحت فرآیندهای همزمان حرارتی، افزودن صمغ زانتان و ریزذره‌سازی برشی ارزیابی شد. استخراج قلیایی منجر به دستیابی به ایزوله با خلوص 27/91 درصد گردید. اگرچه عملیات حرارتی سبب دناتوراسیون و آگلوتیناسیون ناخواسته شد، حضور صمغ زانتان طی ریزذره‌سازی برشی از تجمع مجدد ذرات جلوگیری کرده و بازده تولید ریزذرات را به 03/92 درصد رساند. باز شدن زنجیره‌های پروتئینی و در معرض قرار گرفتن گروه‌های هیدروفوب و هیدروفیل، شبکه سه‌بعدی ماکرومولکولی را بهینه‌سازی کرده و کمترین غلظت تشکیل ژل (LGC) را به ۸٪ کاهش داد. کمپلکس پروتئین ریزذره‌شده–صمغ زانتان بالاترین حلالیت وابسته به pH، ظرفیت امولسیون‌کنندگی و پایداری امولسیون را نشان داد و ظرفیت نگهداری آب (WHC از از 76/82 به 49/98 %) و روغن (OHC با 77/97 % افزایش) را به شکل چشمگیری بهبود بخشید.

تصاویر میکروسکوپ فلورسانس ، عدد ساتر )91/5 μm)، DPI (06/1 μm)، تصاویر میکروسکوپ فلورسانس و PDI (07/0 μm) تشکیل ریزذرات کروی، همگن و پایدار را تأیید کردند و آزمون DLS اندازه ریزذرات را 6 μm نشان داد. همچنین ارزیابی پیوندهای دی‌سولفیدی، نقش گروه‌های سولفیدریل را در تثبیت ساختاری تأیید نمود. در مجموع، این کمپلکس‌ها پتانسیل بالایی به عنوان هیدروکلوئید، عامل بافت‌دهنده و امولسیون‌کننده در فرمولاسیون‌های برچسب‌پاک (Clean-label) دارند؛ اگرچه به‌کارگیری آن‌ها در آنالوگ‌های گوشت و پنیر مستلزم ارزیابی‌های حسی، بافت‌سنجی (TPA) و بررسی پایداری در ماتریس واقعی غذا است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the Effects of Heat Treatment, High-Shear Microparticulation, and Xanthan Gum on the Functional Properties of Lathyrus sativus Protein Isolate for Plant-Based Food Formulations

نویسندگان English

Samira alsadat Mohsenian 1
Hossein Kiani 2
Mohammad Mousavi 2
Yeganeh Azimi 2
1 Department of Food Science, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, karaj, Iran
2 Department of Food Science, Technology, and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده English

This study evaluated the techno-functional and structural properties of grass pea (Lathyrus sativus) protein isolate (GPI) across five distinct treatments: Grass Pea Isolate (GPI),, heat-treated GPI (HGPI), HGPI with xanthan gum (HGPI+XG), microparticulated HGPI (HGPI+MPs), and a microparticle-xanthan gum complex (HGPI+MPs+XG). Alkaline extraction yielded a high-purity isolate (91.27%). Although thermal treatment induced protein denaturation leading to undesirable macro-aggregation, incorporating xanthan gum during high-shear microparticulation effectively prevented particle coalescence via protein-polysaccharide interactions, boosting microparticle yield to 92.03%. Structural modification and partial chain unfolding established an optimized 3D macromolecular network, reducing the least gelation concentration (LGC) to 8%. The HGPI+MPs+XG complex exhibited superior performance, with notable increases in pH-dependent solubility, emulsifying capacity, emulsion stability, water-holding capacity (WHC, 82.76% to 98.49%), and oil-holding capacity (OHC, +97.77%). Fluorescence microscopy, PDIDLS (0.07 μm), Sutter number (5.91 μm), and DPI (1.06 μm) observations confirmed the formation of spherical, homogeneous, and stable microparticles. Disulfide bond analysis indicated that sulfhydryl groups were directly involved in driving this structural stability. Overall, these findings indicate that microparticulated grass pea protein complexes hold significant potential as texturizing and emulsifying agents for clean-label food formulations and potential application in plant-based matrices, pending further sensory evaluation, texture profile analysis (TPA), and real-food matrix stability studies.

کلیدواژه‌ها English

Grass Pea Protein Isolate
Microparticulation
Physicochemical properties
Xanthan Gum

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 شهریور 1405

  • تاریخ دریافت 18 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 01 شهریور 1405
  • تاریخ پذیرش 15 شهریور 1405