ارزيابي ويژگي هاي رئولوژيكي و ساختاري كمپلكس كواسرواسيون كنسانتره پروتئين آب پنير- صمغ كتيرا

Evaluation of rheological and structural characteristics of whey protein concentrate- gum tragacanth complex coacervation

كواسرواسيون بين بسپارهاي زيستي از طريق ايجاد برهم كنش الكترواستاتيك بين گروه هاي داراي بار مخالف توليد مي شود. پروتئين و پلي ساكاريد دو بسپار زيستي رايج جهت توليد كمپلكس از طريق برهم كنش هاي الكترواستاتيك مي باشند كه مي توانند سبب تشكيل كمپلكس محلول پايدار و يا نامحلول گردند. در اين پژوهش، توليد و ويژگي هاي كمپلكس حاصل از كنسانتره پروتئين آب پنير- صمغ كتيرا مورد بررسي قرار گرفت. به منظور يافتن pH بهينه تشكيل كمپلكس، مقدار جذب در محدوده وسيعي از pH (8-2)، اندازه ذرات، پتانسيل زتا، ريزساختار و ويژگي هاي رئولوژيكي نمونه براي تعيين نسبت بهينه پروتئين و پلي ساكاريد بررسي گرديد. طبق اطلاعات به دست آمده، بهترين مقدار pH براي تشكيل كمپلكس كنسانتره پروتئين آب پنير- صمغ كتيرا 4/5 بود. براساس نتايج، با افزايش مقدار صمغ كتيرا تا0/75 درصد وزني/وزني در غلظت ثابت پروتئين (0/5 درصد وزني/وزني) كمترين و بيشترين اندازه ذرات به ترتيب در نسبت 1:1 (3018 نانومتر) و 10:1 (4070 نانومتر) پروتئين به پلي ساكاريد مشاهده گرديد. پتانسيل زتا از مقدار 3/11+ ميلي ولت در غياب صمغ كتيرا تا 6/82- ميلي ولت در غلظت 0/75 درصد صمغ كتيرا تغيير يافت. تصاوير ميكروسكوپي نيز وجود ذرات كروي مجزا (به جزء غلظت 0/05 درصد صمغ كتيرا) را نشان دادند. مناسب ترين مدل رئولوژيكي براي بيان رفتار سياليت كمپلكس ها به نسبت پروتئين-پلي ساكاريد بستگي داشت و رفتار سياليت غالب بر اين سامانه ها رفتار رقيق شونده با برش بود. افزايش غلظت كتيرا سبب افزايش گرانروي ظاهري، ضريب قوام و مقدار تنش تسليم شده و به كاهش شاخص توان منجر گرديد

Complex coacervation is generated through electrostatic interaction between oppositely charged biopolymers (proteins and polysaccharides). Complexation via electrostatic interactions can lead to formation of soluble or insoluble complexes. In the current research, the production and characteristics of the complexes formed from whey protein concentrate (WPC) and gum tragacanth (GT) were evaluated. In order to find the optimum pH for complexation, absorbance of protein-polysaccharide mixtures were measured at a wide range of pH (2–8), Furthermore, particle size, zeta potential, microstructure and rheological properties of the complexes were investigated. Based on the results, the best condition to form complex between WPC and GT was found to be at pH=4.5. With Increasing the amount of GT up to 0.75% w/w in a constant protein concentration (0.5% w/w), the lowest and highest particle size for WPC- GT complex was found at protein: polysaccharide ratio of 1: 1 (3018 nm) and 10:1 (4070 nm), respectively. Zeta potential changed from +3.11 mV (0% gum tragacanth) to -6.82 mV due to addition of GT (0.75% w/w). Microscopic images showed the presence of separate spherical particles, except at the concentration of 0.05% w/w. The appropriate rheological model to predict flow behavior of complexes was depended on protein-polysaccharide ratio and the dominate flow behavior index was found to be shear thinning. Increasing of TG concentration lead to lower flow behavior index as well as higher apparent viscosity, consistency coefficient and the yield stress