بهینه سازی بازیافت نیتروژنی پروتئین هیدرولیز شده آب پنیر با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار دانشکده علوم و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

چکیده

مقدمه: بازیافت نیتروژن یکی از فاکتورهای مهم در بررسی عملکرد آنزیم­ها در هیدرولیز پروتئین­های غذایی محسوب می­شود و در نتیجه میزان بازدهی فرایند در طی هیدرولیز آنزیمی بوده که از جنبه اقتصادی نیز مهم می­باشد. بهینه­سازی بازیافت نیتروژنی پروتئین هیدرولیز شده، می­تواند باعث صرفه جویی در زمان، هزینه و میزان آنزیم مورد استفاده گردد، این پژوهش نیز به­منظور دستیابی به این اهداف صورت گرفته است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش از روش آماری سطح پاسخ جهت بهینه­سازی شرایط فرآیند هیدرولیز پروتئین آب پنیر با استفاده از آنزیم آلکالاز استفاده شد. فاکتورهای مورد بررسی در این تحقیق دما، زمان و نسبت آنزیم به سوبسترا بودند که برای رسیدن به بیشترین میزان بازیافت نیتروژن این متغیرها در محدوده­ دمای 52-43 درجه سانتی­گراد، زمان 175-65 دقیقه و مقدار آنزیم90-45 واحد آنسون بر کیلوگرم پروتئین انتخاب شدند. آزمایشات براساس طرح مرکب مرکزی انجام شد.
یافته‌ها: شرایط بهینه برای رسیدن به بیشترین میزان بازیافت نیتروژن شامل دمای 1/47 درجه سانتی­گراد، زمان 2/173 دقیقه و نسبت آنزیم به سوبسترای 98/87 واحد آنسون بر کیلوگرم پروتئین به­دست آمد و تحت این شرایط میزان بازیافت نیتروژن 66/70 درصد حاصل شد. ضریب رگرسیون (R2) حاصل برای مدل ارائه شده (ازنوع درجه دوم) 9747/0 بود. این مقادیر بیان­گر دقت بالای مدل برای پیش­بینی شرایط واکنش با متغیرهای مختلف می­باشد.
نتیجه‌گیری: پیشرفت در تکنولوژی تولید پروتئین هیدرولیز شده امکان استفاده مناسب از منابع پروتئینی مختلف و غیر قابل دسترس را فراهم کرده است. پروتئین‌های هیدرولیز شده آب پنیر نیز به عنوان منبعی غنی از پپتیدهای سلامتی بخش با خواص عملکردی و سایر ویژگی­های مطلوب، قابلیت کاربرد در فرمولاسیون‌های غذایی را دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of Nitrogen Recovery of Whey Protein Hydrolysates by using Response Surface Methodology

نویسندگان [English]

  • Sh. Piri Gheshlaghi 1
  • A. R. Sadeghi Mahoonak 2
  • M. Alami 2
  • M. Ghorbani 2
چکیده [English]

Introduction: Nitrogen recovery is an important factor to evaluate the function of enzymes in protein hydrolysis and the efficiency of the hydrolysis process, which is regarded economically important. The optimization of nitrogen recovery can save time and cost therefore this research work has aimed on this aspect. 
Materials and Methods: In the present study, Response Surface Methodology has been employed to optimize the conditions for preparing protein hydrolysate from whey protein using the enzyme alcalase. Temperature of 43-52°C and time of 65-175 minutes and enzyme/substrate ratio of 45-90 (AU/Kg protein) were employed to achieve the maximum nitrogen recovery and experiments were designed according to the central composite design.
Results: The results indicated that optimal conditions to achieve the highest nitrogen recovery were at the temperature of 47.1°C and time of 173.2 minutes, with the enzyme/ substrate ratio of 87.98 (AU/Kg protein). Under these conditions, the degree of hydrolysis was 70.66%. The regression coefficient for the presented model (Quadratic type) was, 0.9747. The values obtained indicated the high accuracy of the model to predict the reaction conditions with regard to different variables.
Conclusion: The advances in technology have made the application of protein hydrolysate from unavailable various sources useful and available. Therefore whey protein hydrolysates as a rich source of healthy peptides with various functional properties and other desirable characteristics might be employed in food manufacturing and formulations.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alcalase Enzyme
  • Enzyme Hydrolysis
  • Nitrogen Recovery
  • RSM
  • Whey Protein