بهينه سازي بازيافت نيتروژني پروتيين هيدروليز شده آب پنير با استفاده از روش سطح پاسخ

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

مقدمه: بازيافت نيتروژن يكي از فاكتورهاي مهم در بررسي عملكرد آنزيم ها در هيدروليز پروتيين هاي غذايي محسوب مي شود و در نتيجه ميزان بازدهي فرايند در طي هيدروليز آنزيمي بوده كه از جنبه اقتصادي نيز مهم مي باشد. بهينه سازي بازيافت نيتروژني پروتيين هيدروليز شده، مي تواند باعث صرفه جويي در زمان، هزينه و ميزان آنزيم مورد استفاده گردد، اين پژوهش نيز به منظور دستيابي به اين اهداف صورت گرفتهاست. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش از روش آماري سطح پاسخ جهت بهينه سازي شرايط فرآيند هيدروليز پروتيين آب پنير با استفادهاز آنزيمآلكالاز استفاده شد. فاكتورهاي مورد بررسي در اين تحقيق دما، زمان و نسبت آنزيم به سوبسترا بودند كه براي رسيدن به بيشترين ميزان بازيافت نيتروژن اين متغيرها در محدوده دماي 52-43 درجه سانتي گراد، زمان 175-65 دقيقه و مقدار آنزيم90-45 واحد آنسون بر كيلوگرم پروتيين انتخاب شدند. آزمايشات براساس طرح مركب مركزي انجام شد. يافته‌ها: شرايط بهينه براي رسيدن به بيشترين ميزان بازيافت نيتروژن شامل دماي 1/47 درجه سانتي گراد، زمان 2/173 دقيقه و نسبت آنزيم به سوبستراي 98/87 واحد آنسون بر كيلوگرم پروتيين به دست آمد و تحت اين شرايط ميزان بازيافت نيتروژن 66/70 درصد حاصل شد. ضريب رگرسيون (R2) حاصل براي مدل ارايه شده (ازنوع درجه دوم) 9747/0 بود. اين مقادير بيان گر دقت بالاي مدل براي پيش بيني شرايط واكنش با متغيرهاي مختلف مي باشد. نتيجه‌گيري: پيشرفت در تكنولوژي توليد پروتيين هيدروليز شده امكان استفاده مناسب از منابع پروتييني مختلف و غير قابل دسترس را فراهم كرده است. پروتيين‌هاي هيدروليز شده آب پنير نيز به عنوان منبعي غني از پپتيدهاي سلامتي بخش با خواص عملكردي و ساير ويژگي هاي مطلوب، قابليت كاربرد در فرمولاسيون‌هاي غذايي را دارند.

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.