بهینه سازی شاخص فعالیت و پایداری امولسیون پروتئین کینوآ

سابقه و هدف: منابع پروتئینی سنتی مانند گوشت و لبنیات با چالش‌های زیست محیطی و کارایی منابع مواجه هستند. از این رو، توجه به منابع پروتئینی جایگزین که بتوانند نیازهای تغذیه‌ای را برآورده کنند و در عین حال دوست‌دار محیط زیست باشند، اهمیت ویژه‌ای یافته‌است. کینوآ (chenopodium quinoa willd)، یک شبه غلات بومی منطقه آندیان، به دلیل ارزش غذایی بالا و فواید سلامتی متعدد، توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌است. هدف از این تحقیق توسعه و بهینه سازی روشی برای استخراج پروتئین کینوا با توجه به خواص عملکردی آن از نظر فعالیت امولسیونی و پایداری بود.مواد و روش‌ها: آرد کینوآ از دانه‌های کینوا تهیه و چربی‌زدایی آن باn -هگزان انجام شد، سوسپانسیونی از آرد و آب مقطر تهیه و ph با محلول هیدروکسید سدیم مطابق جدول پیشنهادی نرم‌افزار مورد استفاده برای روش سطح پاسخ تنظیم شد. سوسپانسیون سانتریفیوژ شد و سپس محلول رویی با محلول اسید کلریدریک به ph ایزوالکتریک رسید و سانتریفیوژ دوم انجام شد، سپس شستشوی رسوبات، خنثی کردن آن‌ها و خشک کردن رسوبات در خشک کن انجمادی و اندازه‌گیری شاخص فعالیت امولسیون و پایداری امولسیون انجام شد. استخراج پروتئین برای ارزیابی خواص عملکردی کینوا با استفاده از روش سطح پاسخrsm) ) انجام شد. متغیرهای مستقل شامل ph ایزوالکتریک (4-5 دقیقه)، دمای سانتریفیوژ (3-5 درجه سانتیگراد) و ph قلیایی (9-12) بودند. برای تحلیل داده ها از نرم افزار دیزاین اکسپرت و طرح box benchen با 6 تکرار در نقطه مرکزی در سطح احتمال 5 درصد استفاده شد. آزمون t-student برای مقایسه شرایط پیش بینی شده و آزمایش شده نقطه بهینه استفاده شد.یافته‌ها: نتایج آنالیز واریانس برای بررسی متغیر وابسته شاخص فعالیت امولسیونی نشان داد که مدل درجه دوم معنی‌دار است(0.0001>p). اثر متقابل دما×ph ایزوالکتریک، ph قلیایی× ph ایزوالکتریک و ph قلیایی × دما معنی‌دار بود(0.0001>p). تجزیه و تحلیل آماری نشان داد که مدل درجه دوم برای متغیر وابسته پایداری امولسیون معنی‌دار است(0.0001>p). اثر متقابل دما×ph ایزوالکتریک، ph قلیایی× ph ایزوالکتریک و ph قلیایی × دما معنی‌دار بود(0.05>p). نتایج نشان داد که می‌توان از مدل درجه دوم برای پیش بینی متغیرهای وابسته استفاده کرد. تغییرات ph ایزوالکتریک بر شاخص فعالیت امولسیون و پایداری آن تاثیر معنی‌داری داشت(0.05>p). تغییرات دما بر شاخص فعالیت امولسیونی و پایداری آن تاثیر معنی‌داری داشت(0.05>p). تغییرات در ph قلیایی تاثیر معنی‌داری بر شاخص فعالیت امولسیونی و پایداری آن داشت(0.05>p). برای بهینه سازی عددی، مقادیر متغیرهای مستقل در محدوده تعریف شده و متغیرهای وابسته در حداکثر حالت قرار گرفتند.نتیجه‌گیری: تیمار بهینه پیشنهادی شامل ph قلیایی 9، ph ایزوالکتریک 5 و دمای 4.064 درجه سانتی‌گراد بود. آزمون‌های انجام‌شده در سه تکرار انجام شد. آزمون t-student تفاوت معنی‌داری را بین شرایط پیش‌بینی شده و آزمایشی نشان نداد(0.05

optimization of quinoa protein emulsion activity index and stability

background and objectives: traditional protein sources such as meat and dairy are facing environmental and resource efficiency challenges. therefore, paying attention to alternative protein sources that can meet nutritional needs and at the same time be environmentally friendly has been found particularly important. quinoa (chenopodium quinoa willd), a pseudocereal native to the andean region, has attracted much attention due to its high nutritional value and numerous health benefits. the aim of this research was developing and optimizing a method for extracting quinoa protein regarding its functional properties in terms of emulsion activity and stability.materials and methods: quinoa flour was prepared from quinoa seeds and defatted with n-hexane, a suspension of flour and distilled water was prepared and ph was adjusted with sodium hydroxide solution according to the table suggested by the software used for the response surface method. the suspension was centrifuged and then the supernatant solution reached isoelectric ph with hydrochloric acid solution and the second centrifugation was performed, then the sediments were washed, neutralized and dried in a freeze dryer and the emulsion activity index and emulsion stability were measured. protein extraction for evaluation of functional properties of quinoa was done using response surface method (rsm). the independent variables included isoelectric ph (4-5 minutes), centrifuge temperature (3-5 degrees celsius) and alkaline ph (9-12). for data analysis design expert software and box benchen design with 6 replication at central point at probability of 5% was used. the t-student test was used to compare predicted and experimented conditions of optimal point.results: the results of analysis of variance to investigate the dependent variable of emulsion activity index showed that the quadratic model was significant (p < 0.0001). the interaction of temperature × isoelectric ph, alkaline ph × isoelectric ph, and alkaline ph × temperature were significant (p < 0.0001). statistical analysis showed the dependent variable of emulsion stability shows that the quadratic model was significant (p < 0.0001). the interaction effect of temperature × isoelectric ph, alkaline ph × isoelectric ph, and alkaline ph × temperature were significant (p < 0.05). the results showed that the quadratic model could be used to predict the dependent variables. isoelectric ph changes had a significant effect on emulsion activity index and its stability (p < 0.05). temperature changes had a significant effect on emulsion activity index and its stability (p < 0.05). changes in the alkaline ph had a significant effect on the emulsion activity index and its stability (p < 0.05). for numerical optimization, the values of the independent variables were within the defined range and the dependent variables were set to the maximum state. conclusion: the proposed treatment included alkaline ph of 9.00, isoelectric ph of 5 and temperature of 4.064 degrees celsius. the experimented tests were performed in three repetitions. t-student test showed no significant difference between predicted and experimented conditions (p > 0.05). the results showed that quinoa protein could be used as an emulsifier in the food industry.