دانلود پایان نامه و مقاله افزایش راندمان جداسازی پروتئین آرد گندم از نشاسته با روش فیزیکی و با کمک آنزیم ها

غلات میوه های علفی زراعی از خانواده تک لپه ای گرامینه[2] هستند. غلات عمده شامل گندم، جو، یولاف، چاودار، برنج، ذرت، سورگوم و ارزن می باشند. بطورکلی به رنگ های قهوهای، طلایی کهربایی و سفید مشاهده میگردند]4[.

1-1-1- گندم

2-1-1- ترکیبات گندم

1-1-2-1-کربوهیدرات

بیشترین ترکیب در گندم را نشاسته شامل می شود که اکثراً در قسمت آندوسپرم قرار دارد. نشاسته گندم شامل پلیمرهای گلوکز، آمیلوز و آمیلوپکتین میباشد. آمیلوز پلیمر خطی است و از واحدهای گلوکز که توسط پیوند (4-1) α به هم متصل شده اند، تشکیل شده است. در مقابل آمیلوپکتین منشعب تر است و علاوه بر پیوند (4-1) α در ناحیه شاخه پیوند (6-1) α نیز داراست. آمیلوز و آمیلوپکتین به ترتیب 28 تا 25 درصد و 75 تا 72 درصد نشاسته گندم را شامل میشوند]2و3[.

1 – Non starch polysaccharide

2 – Arabinoxylane

-3 Pantosan

2-2-1-1- پروتئین

از نظر ساختمانی پروتئینها، پلیمرهای طبیعی هستند که در تمام موجودات زنده یافت میشوند و از اسیدهای آمینه که با پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل شده اند، بوجود میآیند. تمامی اسیدهای آمینه دارای گروه های اسیدی و آمینی هستند که تفاوتشان در گروه جانبی میباشد. ساختمان تمامی پروتئینها از جهتی به یکدیگر شبیه است. نخستین عامل تفاوت بین پروتئینها نحوه قرار گرفتن اسیدهای آمینه یا ساختمان اول آنها میباشد. برای مشخص شدن تفاوتهای بیشتر باید به ساختمان های دوم و سوم پروتئین مراجعه نمود. اسکلت یک پروتئین تا حدودی قابل انعطاف است و می تواند به صورت پیچ خورده در آید. گروه های سولفیدریل در اسید آمینه سیستئین[1] از جمله گروه های فعال میباشند و میتوانند با دیگر گروه های سولفیدی موجود بر روی اسید آمینه سیستئین واکنش داده و تشکیل باند دی سولفیدی دهند. در ارتباط با ساختمان چهارم پروتئینها انواع پیوندها را میتوان مشاهده کرد که برخی ضعیف و برخی قوی میباشند. از جمله این پیوندها، پیوند یونی و پیوند هیدروژنی را میتوان نام برد. از دیگر انواع پیوند، پیوند هیدروفوبیک را باید نام برد که با این پیوند دوزنجیره جانبی هیدروفوب بواسطه نیروی واندروالس به یکدیگر متصل میشوند]2،9و13[.

پروتئین غلات به چهار دسته تقسیم می شوند:

آلبومین[2]: که در آب محلول هستند و تحت تأثیر حرارت منعقد میشوند. سفیده تخم مرغ یک نمونه بارز آن است.

گلوبولین[3]: در آب خالص نامحلول اما در محلول رقیق نمکی محلول میباشد. در صورتی که غلظت نمک در محلول بسیار زیاد باشد، گلوبولین در محلول نمکی نامحلول خواهد بود.

پرولامین[4]: در الکل اتیلیک 70 درصد محلول میباشد.

گلوتنین[5]: این دسته در اسید و باز دقیق محلولاند.

اکثر پروتئینهایی که از نظر فیزیولوژیک فعال محسوب میشوند از دسته آلبومینها و گلوبولینها به شمار میآیند. در غلات این دو دسته از نظر تغذیه ای توازن مناسبتری از نظر اسیدهای آمینه دارا‌هستند. آنها حاوی میزان بالایی لیزین[6]، تریپتوفان[7] و متیونین[8] میباشند که در غلات نسبتاً کم مقدار هستند. پرولامین [9] و گلوتلین پروتئینهای ذخیرهای غلات هستند که در هنگام جوانه زنی مورد استفاده قرار میگیرند.

خرید اینترنتی فایل کامل :

در صورتی که مقدار پروتئین گندم کم باشد، آلبومین و گلوبولین درصد قابل توجهی از کل پروتئین را تشکیل می دهند و اگر مقدار پروتئین گندم درصد بالایی باشد، این دو جزء درصد کمی از کل پروتئین را به خود اختصاص خواهند داد. در واقع گندم کم پروتئین در مقایسه با انواع با پروتئین بالا، دارای گلیادین و گلوتنین کمتری هستند. مقدار پروتئین گندم متغیر است و تحت تأثیر عواملی هم چون عوامل ژنتیکی، عوامل محیطی از قبیل ازت موجود در خاک، خشکسالی یا سرمازدگی قرار میگیرد.

در میان انواع آرد حاصل از غلات تنها آرد گندم است که توانایی تشکیل خمیر چسبنده و قوی که گاز را در خود نگه می دارد و تولید محصولات سبک و متخلخل می نماید را داراست. خاصیت نانوائی آرد گندم بدلیل پروتئین آن و بصورت دقیق‌تر گلوتن[10] آن می باشد. این پروتئینها از دسته پروتئینهای ذخیرهای بوده و بدلیل عدم حلالیت در آب براحتی می توان آن را از سایر اجزا جدا نمود. گلوتن از دو گروه عمده گلیادین[11] و گلوتنین (که به ترتیب از نوع پرولامین و گلوتلین هستند) تشکیل شده است. این دو گروه را می توان براحتی با حل نمودن گلوتن در اسید رقیق و افزودن الکل اتیلیک به منظور تهیه محلول 70 درصد الکل و درنهایت خنثی سازی اسید با باز از یکدیگر جدا نمود. بعد از گذشت مدت زمان مناسب در دمای 4 درجه سانتیگراد گلوتنین رسوب نموده و گلیادین در محلول باقی میماند. گلیادین دارای وزن ملکولی بالائی بوده و عامل قوام و چسبندگی خمیر است که به هنگام مرطوب شدن شدیداً سفت و چسبناک می شود. این در حالی است که گلوتنین از دسته پروتئینهای هتروژن است، از نظر خصوصیات فیزیکی چسبنده نبوده ولی دارای خاصیت ارتجاعی میباشد و به خمیر خاصیت مقاومت در مقابل کشش و انبساط را میدهد. گلوتن حاوی 35 درصد گلوتامیک اسید به فرم آمیدی یعنی گلوتامین و 14 درصد پرولین می باشد] 4،2و39[.

1-1-2-3- لیپید

لیپیدآرد گندم به دو دستهی لیپید آزاد و لیپید باند شده تقسیم می شود که هر دو دسته شامل ترکیبات قطبی و غیرقطبی می باشند. ترکیبات قطبی شامل گلیکولیپید و فسفولیپید هستند و تری گلیسریدها ترکیبات اصلی لیپیدهای غیرقطبی را شامل می شود]11و34[.

2-1- گلوتن

گلوتن دسته بزرگی از پروتئینهای ذخیرهای گندم را تشکیل می دهد که از لحاظ تولید و مصرف در جهان پس از پروتئین سویا، دومین پروتئین گیاهی مهم به شمار میرود. جهت کیفیت مناسب نان باید بین ویسکوزیته و الاستیسیته گلوتن تعادل مناسب برقرار باشد. گلوتنی که به میزان مناسب الاستیک نیست، موجب کم شدن حجم قرص نان می شود. از طرفی وقتی الاستیسیته زیاد باشد از انبساط سلول های گازی خمیر جلوگیری کرده و حجم قرص پایین خواهد بود. خواص الاستیسیته خمیر به پلیمرهای گلوتنین نسبت داده شده است در صورتی که گلیادین عامل ویسکوز کردن خمیر می باشد]31و 51[.

بدلیل خصوصیات منحصر به فرد گلوتن در آرد گندم، از خمیر آرد گندم در تهیه محصولات غذایی به خصوص محصولات نانوایی استفاده فراوان می شود. گلوتن گندم خاصیت تشکیل یک توده ویسکوالاستیک را دارد که تعادلی بین قابلیت کشش پذیری[1] و ارتجاع پذیری[2] میباشد.

در حین مخلوط کردن آب و آرد، گلوتن تشکیل یک شبکه ویسکوالاستیک و چسبنده را میدهد که توانایی نگه داری گاز تولید شده در حین تخمیر را داراست و ساختار حجیم نان بعد از پخت را باعث می شود. بنابراین کیفیت محصول تولید شده تحت تأثیر مقدار و کیفیت پروتئین آرد میباشد به طوری که خمیر با خصوصیت الاستیک بالا برای تهیه نان و خمیر با خصوصیات ارتجاع پذیری بالا برای تهیه کیک و شیرینی بکار میرود ]45 و51[.

2 – Extensibility

3 – Elasticity

4 – Cysteine

1 – Albumin

2 – Globulin

3 – Prolamine

4 – Glutenin

5 – Lysine

6 – Tryptophan

7 – Mtyonine

8 – Prolamine

9- Gluten