فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: پروتئین‌های گیاهی به دلیل مصرف بهینه‌ منابع طبیعی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و عدم وجود کلسترول، جایگزین مناسبی برای پروتئین‌های حیوانی محسوب می‌شوند. این منابع علاوه بر کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی، از مزایای تغذیه‌ای همچون بهبود سلامت گوارشی، کاهش خطر بیماری‌های قلبی-عروقی و تأمین اسیدهای آمینه ضروری برخوردارند. در میان غلات، جو (Hordeum vulgare) به دلیل ترکیب غنی از پروتئین، قابلیت تحمل در شرایط محیطی نامساعد، و وجود ترکیبات زیست‌فعال مانند بتاگلوکان‌ها، به‌عنوان منبعی ارزشمند برای استخراج و استفاده در صنایع غذایی شناخته می‌شود. پروتئین جو دارای ترکیب متعادلی از اسیدهای آمینه ضروری، به‌ویژه لیزین، بوده و از قابلیت امولسیفایری و پایداری بالایی برخوردار است که آن را برای کاربردهای صنعتی مناسب می‌سازد. هدف از این پژوهش ، توسعه و بهینه‌سازی روش استخراج پروتئین جو، با در نظر گرفتن خواص عملکردی آن از جمله ظرفیت امولسیونی و پایداری امولسیون حاصل بود.مواد و روش‌ها: آرد جو پس از تهیه از دانه‌های جو، تحت فرآیند چربی‌زدایی با n-هگزان قرار گرفت. سپس، سوسپانسیونی از آرد و آب مقطر تهیه شد و pH آن با محلول هیدروکسید سدیم، بر اساس مقادیر تعیین‌شده توسط نرم‌افزار طراحی آزمایش، روش سطح پاسخ (RSM)، تنظیم گردید. پس از سانتریفوژ اولیه، فاز رویی جداسازی و با محلول اسیدکلریدریک، pH آن به نقطه ایزوالکتریک رسانده شد. سانتریفوژ ثانویه برای جداسازی رسوب پروتئینی انجام گرفت. رسوبات حاصل پس از شست‌وشو و خنثی‌سازی، توسط خشک‌کن انجمادی خشک شدند. برای ارزیابی خواص عملکردی پروتئین استخراج‌شده، ظرفیت امولسیونی و پایداری امولسیون اندازه‌گیری گردید. فرآیند بهینه‌سازی با روش سطح پاسخ (RSM) و طرح مرکب مرکزی (CCD) در نرم‌افزار Design-Expert طراحی شد. تأثیر متغیرهای مستقلpH قلیایی(5/9-5/11)، pH ایزوالکتریک(5/4-5/5) و دما(4-24درجه سانتیگراد) بر متغیرهای پاسخ در ۲۰ اجرا با ۶ تکرار در نقطه مرکزی ارزیابی گردید. تحلیل آماری با استفاده از آزمون t-student در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.یافته‌ها: نتایج تحلیل واریانس نشان داد که مدل درجه دوم برای پیش‌بینی ظرفیت امولسیون‌کنندگی پروتئین جو از نظر آماری معنی‌دار است. اثر متقابل pH قلیایی  pH ایزوالکتریک ، دمای سانتریفوژ  pH قلیایی و دمای سانتریفوژ  pH ایزوالکتریک بر ظرفیت امولسیون‌کنندگی پروتئین جو معنی‌دار بوده‌اند(05/0< p). همچنین تحلیل داده‌ها نشان داد که این مدل برای پیش‌بینی پایداری امولسیون نیز معنادار است. اثر متقابل دمای سانتریفوژ  pH قلیایی و دمای سانتریفوژ  pH ایزوالکتریک بر این متغیر وابسته تأثیر معنی‌دار نشان داد(05/0< p). این نتایج نشان می‌دهند که مدل درجه دوم به‌طور مؤثری رفتار امولسیون‌کنندگی و پایداری امولسیون پروتئین جو را پیش‌بینی می‌کند. در فرآیند بهینه‌سازی عددی، متغیرهای مستقل در بازه مشخص تنظیم و متغیرهای وابسته برای دستیابی به حداکثر کارایی ارزیابی شدند.نتایج: نتایج نشان داد که شرایط بهینه برای دستیابی به بیشترین ظرفیت امولسیون(910/25درصد) و پایداری امولسیون (390/24درصد)، دمای سانتریفوژ 907/23 درجه سانتی‌گراد و pH قلیایی معادل 5/11 و pHایزوالکتریک 5/4 بود. استخراج پروتئین تحت شرایط بهینه انجام شد و خواص عملکردی آن در سه تکرار مستقل با داده‌های پیش‌بینی‌شده ارزیابی گردید. آزمون T-student در سطح احتمال 5 درصد نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین داده‌های مشاهده‌شده و پیش‌بینی‌شده وجود ندارد(t Stat < t Critical). نتایج نشان داد که تنظیم دقیق شرایط فرآیندی منجر به بهبود ظرفیت امولسیونی و پایداری امولسیون پروتئین استخراج‌شده می‌شود. با توجه به چالش‌های تأمین پروتئین در سطح جهانی و مزایای پروتئین‌های گیاهی نسبت به منابع حیوانی، استخراج و بهینه‌سازی پروتئین جو می‌تواند راهکاری پایدار و کارآمد در صنایع غذایی و تغذیه‌ای مطرح باشد. یافته‌های این پژوهش می‌تواند مسیر جدیدی را برای بهره‌برداری بهینه از پروتئین‌های گیاهی در توسعه محصولات غذایی نوین هموار سازد.واژه‌های کلیدی: بهینه‌سازی، پروتئین جو، ظرفیت امولسیون‌کنندگی، پایداری امولسیون