تاثير نمك هاي كلريد سديم و پتاسيم و pH بر ويژگي هاي صمغ دانه شنبليله

Effect of NaCl and KCl salts and pH on properties of fenugreek seed gum

در سال هاي اخير استفاده از هيدروكلوئيدها در صنايع غذايي توسعه قابل توجهي نموده است. اگر چه ميزان استفاده از آنها در سيستم هاي غذايي معمولا در غلظت هاي كمتر از يك در صد صورت مي گيرد، اما حضور آنها مي تواند تاثير مهمي بر بافت، طعم، زمان ماندگاري و خصوصيات ارگانولپتيكي مواد غذايي داشته باشد. اهميت و كاربرد هيدروكلوئيدها به خواص عملكردي آنها بستگي دارد، اين خواص در مواد غذايي تحت تاثير ساختمان مولكولي و غلظت هيدروكلوئيد و همچنين واكنش هيدروكلوئيد با ساير تركيبات ماده غذايي (نمك ها، قندها، چربي ها و پروتئين)، pH و شرايط فراوري (مانند دما) مي باشد. بررسي تاثير عوامل موثر بر استخراج هيدروكلوئيد براي يافتن شرايط بهينه استخراج از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين پژوهش نيز تاثير تيمارهاي فرايند استخراج آبي بر ويژگي هاي شيميايي و خصوصيات رئولوژيكي صمغ دانه شنبليله مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش ها در اين مطالعه اثر نمك هاي كلريد سديم و كلريد پتاسيم در سطوح 3 و 5 درصد و pH هاي 3 و 6، بر تركيبات شيميايي شامل پروتئين، چربي، خاكستر و رطوبت صمغ هاي بدست آمده از دانه شنبليله بر اساس روش هاي استاندارد (AOAC 2005) اندازه گيري شد. قند كل با روش فنول-سولفوريك اسيد با استفاده از D- گلوكز به عنوان استاندارد در 490 نانومتر تعيين شد. خصوصيات رئولوژيكي محلول هاي صمغ دانه شنبليله توسط ويسكومتر چرخشي بروكفيلد براي غلظت هاي (%1-5/0) صمغ و دماي 25 درجه سانتي گراد اندازه گيري گرديد. مقادير شاخص رفتار جريان (n) و ضريب قوام (K) توسط مدل قانون توان برازش شد. ميانگين ها به روش آزمون LSD در سطح اطمينان 95 درصد با كمك نرم افزار SPSS 16 مقايسه شدند. يافته ها متغيرهاي استخراج داراي تاثيرات قابل توجهي بر پارامترهاي رئولوژيكي، تركيب شيميايي و راندمان استخراج صمغ از دانه شنبليله بودند. بخش اعظم صمغ هاي دانه شنبليله، پلي ساكاريد با حداكثر مقدار 63/0 ± 22/84% در نمونه تحت تيمار 3% كلريد پتاسيم و 3 pH بود. راندمان استخراج صمغ به طور موثري تحت تاثير نوع و غلظت نمك بود اما تاثير pH بر آن معني دار نبود. در تمام نمونه ها با افزايش سرعت برشي، گرانروي ظاهري كاهش يافت، كه نشان دهنده رفتار قوي رقيق شونده با برش با مقدار (n_p) كمتر از 41/0 بود. نتيجه گيري بالاترين راندمان استخراج صمغ از دانه شنبليله 63/1 ± 5/17% بود كه در غلظت 3% نمك كلريد پتاسيم و pH 3 بدست آمد. مدل قانون توان به خوبي رفتار غير نيوتني صمغ دانه شنبليله را در pH هاي مختلف و حضور نمك ها با ضريب رگرسيون بيشتر از 95/0 توصيف مي كند. برازش داده ها با اين مدل نشان داد كه با افزايش غلظت نمك ضريب قوام (Kp) و شاخص رفتار جريان (n_p) كاهش يافتند. درحاليكه با افزايش pH از 3 به 6 و نيز با افزايش غلظت صمغ از 5/0 به 1 درصد، ضريب قوام و شاخص رفتار جريان عكس يكديگر تغيير كردند. در غلظت هاي يكسان، نمك كلريد پتاسيم داراي بيشترين و كلريد سديم داراي كمترين اثر بر ويسكوزيته محلول صمغ بود.

Background and objectives: The use of hydrocolloids in food industries has dramatically increased in recent years. Although concentrations of less than 1% are usually used in food systems, they can have important effects on texture, taste, shelf-life, and organoleptic properties of foods. The importance and use of hydrocolloids depend on their functional properties, which are affected by molecular structure and concentration of hydrocolloids as well as their reaction with other food compounds (salt, sugar, fat, and protein), pH, and processing conditions (e.g., temperature). Studying factors affecting the extraction of hydrocolloids is particularly important for finding optimal extraction conditions. We studied the effect of treatments of aquatic extraction process on chemical and rheological properties of fenugreek seed gum. Materials and methods: In this study, the effects of 3% and 5% sodium and potassium chloride salts and pH of 3 and 6 on chemical compositions of extracted gum were studied. Protein content, fat, ash and moisture were determined according to AOAC Standard methods (2005). Total sugar was determined by phenol-sulfuric acid method by using D-glucose as standard at 490 nm. Rheological properties of fnugreek seed gum were carried out using a rotational viscometer Brookfield for gum concentrations (0.5-1%) at 25 °C. The flow behavior index (n) and consistency index (k) values were computed by fitting the power law model. means were compared using the LSD test (p<0.05) in SPSS v. 16. Results: Extraction variables had significant effects on rheological parameters, chemical composition and extraction efficiency of green seed resin. A substantial part of fnugreek seed gums were composed of polysaccharide (84.22±0.63% maximum) in the sample treated with KCl 3%, and pH 3. The efficiency of gum extraction was significantly influenced by the type and concentration of salt. However, pH had no significant effect. The apparent viscosity decreased with increasing shear rate in all samples, which indicated strong shear thinning behavior with np<0.41. Conclusion: The highest gum extraction yield of fenugreek seed was 17.5±1.63%, which was obtained with pH 3 and potassium chloride 3%. The power law model adequately describes the non-Newtonian behavior of green seed resin at various values of pH in the presence of salts with regression coefficient in excess of 95%. Fitness of data in the model showed that consistency coefficient (Kp) and flow behavior index (􀝊􀯣) decrease with increasing concentration of salt, while consistency coefficient and flow behavior index behaved opposite each other with increasing pH from 3 to 6 and resin concentration from 0.5% to 1%. Potassium chloride had the highest effect on viscosity of resin solution and sodium chloride had the lowest effect, with the same concentrations.