بلاگ

چکیده: یکی از محصولات جانبی فرآیند آسیاب مرطوب ذرت، کنجاله گلوتن ذرت (CGM) میباشد که به طور گسترده به عنوان یک خوراک غنی از پروتئین برای دام ها مورد استفاده قرار میگیرد. این محصول تقریباً از 60 تا 71% پروتئین، 12 تا 15% نشاسته و 9 تا 11% کربوهیدرات های غیر نشاسته ای (لیگنین و فیبر) تشکیل شده است. زئین جزء اصلی پروتئینCGM است که 65 تا 68% کل پروتئینرا تشکیل می دهد. سایر اجزای اصلی پروتئین شامل گلوتلین (27٪) و گلوبولین (2/1٪) هستند که سرشار از اسیدهای آمینه آبگریز مانند لوسین، آلانین، پرولین، ایزولوسین و گلوتامین می­باشند. CGM به عنوان یک منبع پروتئین جایگزین مقرون به صرفه و در دسترس برای مصرف انسان در نظر گرفته می شود. به علت قابلیت هضم پایین ساختار پروتئین آن در بدن انسان، کاربردهای غذایی آن با محدودیت مواجه میشود. جهت رفع این مشکل، محققان روشهای آنزیمی را جهت هیدرولیز CGM و افزایش قابلیت هضم پروتئین مورد مطالعه و ارزیابی قرار داده اند. با این حال، روشهای هیدرولیز آنزیمی می‌تواند منجر به ایجاد طعم تلخ در محصولات هیدرولیز شده شود. نتایج گزارشات علمی نشان میدهد که بسیاری از تکنیک‌های پردازش حرارتی مواد غذایی مانند پخت، اتوکلاو، مایکروویو، فراصوت و اکستروژن توانسته اند به طور موثری قابلیت هضم پروتئین‌های گیاهی مانند نخود، سویا، گندم سیاه، سیب‌زمینی شیرین و ارزن انگشتی را بهبود ببخشند. علاوه بر این، وجود اجزای دیگر مانند نشاسته، فیبرهای غذایی و پلی فنل ها در ماتریس های غذایی بر قابلیت هضم پروتئین های گیاهی تأثیر می گذارند. تاکنون تحقیقات محدودی جهت بررسی تأثیر پردازش حرارتی بر قابلیت هضم پروتئین CGM انجام شده است.

هدف این مقاله بررسی اثرات روش‌های پردازش حرارتی رایج (مانند مایکروویو، اکستروژن، حرارت دادن، و پخت) و حذف نشاسته بر قابلیت هضم پروتئین CGM و توسعه کاربرد غذایی آن میباشد. نتایج تجربی این مطالعه نشان داد که روشهای پردازش حرارتی اعمال شده نتوانستند قابلیت هضم پروتئین CGM را افزایش دهند، در حالی که حذف نشاسته با استفاده از آنزیم α-آمیلاز به طور قابل توجهی قابلیت هضم پروتئین را تا 38% بهبود داد. افزایش قابلیت هضم پروتئین ناشی از حذف نشاسته را احتمالاً می‌توان به بهبود ظرفیت جذب آب و پتانسیل زتا، کاهش محتوای پیوند دی سولفیدی و اندازه ذرات، و تغییرات در ساختارهای ثانویه پروتئین CGM نسبت داد. جهت درک بهتر فرایند هیدرولیز پروتئین و تولید پپتیدها در طول تیمار آنزیمی، تصویر زیر نمایش داده شده است.

گردآوری شده توسط: واحد تحقیق و توسعه

Ref 1: Wijethunga et al. (2024),Starch removal treatment, not the specific thermal processing techniques, improved protein digestibility of corn (Zea mays) gluten meal,Food Hydrocolloids, 149, 109619

Ref 2: Huange et al.( 2021), Ultrasound-Assisted Multi-Enzymatic System for the Preparation of ACE Inhibitory Peptides with Low Bitterness from Corn Gluten Meal, Processes, 9(12), 2170

بیماری های ناشی از غذا (Foodborne disease ) یکی از بزرگترین نگرانی های بهداشت عمومی در سطح جهان است. در ایالات متحده آمریکا، سالمونلا سالانه عامل اصلی حدود 11٪ از بیماری های منتقله از غذا می­باشد. شیوع سالمونلا اغلب از طریق گوشت دام و طیور با رطوبت بالا، و همچنین سبزیجات و میوه ها میباشد. علاوه بر این، شیوع فزاینده‌ ناشی از سالمونلا مرتبط با غذاهای با ‌رطوبت پایین، مانند ادویه‌ها، آجیل، غلات، نارگیل، کره بادام زمینی، پودر شیر و میوه‌های خشک گزارش شده است. در یک محیط با فعالیت آبی پایین، سالمونلا نمی تواند رشد کند یا تکثیر شود، اما می تواند برای مدت طولانی زنده بماند و باعث ایجاد مشکلات ایمنی برای انسان شود. برای برخی از سروتیپ های سالمونلا، دوز بسیار کم عفونت ناشی از تعداد باکتری ها (<کمتر از 102 CFU/g) در محصولات با رطوبت پایین برای ایجاد عفونت سالمونلوز کافی میباشد.

قندهای مایع مانند شربت ذرت با فروکتوز بالا (HFCS) و عسل به عنوان ترکیبات قندی در فرمولاسیون اکثر غذاهای با رطوبت پایین اضافه میشوند.شربت فروکتوزیک شیرین کننده مایع فروکتوز-گلوکز است که به دلیل قیمت پایین و فراهم کردن ویژگی های فیزیکی و عملکردی مطلوب برای کاربردهای غذایی، از جمله شیرینی، توسعه رنگ و طعم و ثبات اسمزی، به عنوان جایگزینی برای ساکارز استفاده می شود.عسل به عنوان یک ماده غذایی سالم مصرف می شود و برای درمان طیف گسترده ای از بیماری ها استفاده میشود. عسل به عنوان یک محصول پیچیده شناخته شده است که ترکیبات اصلی آن فروکتوز و گلوکز و اجزای جزئی آن شامل ویتامین ها، مواد معدنی، اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی، آنزیم ها و پلی فنل ها است. فعالیت ضد میکروبی عسل در برابر انواع مختلف باکتری ها شناخته شده است. با توجه به تحقیقات علمی، مخمرها و هاگ های باکتریایی در عسل زنده می مانند و قادر به مقاومت در برابر اسیدیته و قند غلیظ هستند.این آلاینده‌ها ممکن است از منابع اولیه مانند گرده، دستگاه گوارش زنبور عسل، خاک، گرد و غبار، هوا و گل‌ها یا منابع ثانویه آلودگی مانند انسان، تجهیزات و ظروف ناشی شوند. در حال حاضر، اطلاعات محدودی در ارتباط با بقای سالمونلا در شربت فروکتوز و عسل در نوشتجات علمی وجود دارد. بنابراین، هدف این مطالعه شامل (1) ارزیابی بقای سالمونلا و انتروکوکوس فاسیوم در شربت فروکتوز و عسل ذخیره شده در دمای محیط (~22 درجه سانتیگراد) (2) تأیید انتروکوکوس فاسیوم بعنوان یک سویه جایگزین مناسب سالمونلا در مایعات قندی تحت مطالعه (3) بررسی تأثیر فشار اسمزی بر بقای سالمونلا و انتروکوکوس فاسیوم، میباشد.

بیش از 5 کاهش log10 در سطح آلودگی دو باکتری در عسل و شربت فروکتوز پس از 21 روز نگهداری در دمای 22 درجه سانتی گراد مشاهده شد. نتایج حاصل شده نشان داد که باکتری های آزمایش شده قادر به زنده ماندن در عسل و شربت فروکتوز به مدت یک ماه نگهداری در دمای اتاق نیستند. میزان مشابه کاهش سطح آلودگی باکتری­ها در عسل و شربت فروکتوز ذخیره شده نشان می دهد که علت این کاهش، عوامل ضد میکروبی رایج در عسل نبوده است.علاوه بر اسیدیته بالای این قندهای مایع، فشار اسمزی بسیار بالا احتمالاً دلیل اصلی مرگ باکتریایی در عسل و شربت فروکتوز در طول نگهداری است. نتایج این پژوهش، اطلاعات مفیدی را برای استفاده از شربت فروکتوز و عسل در فرمولاسیون مواد غذایی با رطوبت پایین جهت افزایش زمان ماندگاری آنها ارائه کرد.

Ref: J.Alshammari, Survival of Salmonella and Enterococcus faecium in high fructose corn syrup and honey at room temperature (22 °C). Food Control, 123, 2021, 107765

ارائه شده بوسیله: دکتر آرمین فشی، مدیر تحقیق و توسعه شرکت گلوکوزان

بیسکویت یکی از مهمترین محصولات نانوایی بوده که در فرمولاسیون آن  از آرد گندم، شکر، چربی و نمک استفاده میشود. پس از مخلوط کردن این مواد و افزودن دیگر مواد از جمله شیر بدون چربی، بکینگ پودر، سولفیت سدیم و امولسیفایر، خمیر بیسکویت تشکیل شده وارد مرحله پخت میشود.

در این مقاله، روغن های ذرت معطر و طعم دارشدهبا استفاده از خیساندن میوه های پرتقال و لیموترش تازه در یک روغن ذرت تصفیه شده تجاری تهیه شد.

کنجاله جرم ذرت (CGM) محصول جانبی صنعت تولید روغن ذرت است که غنی از پروتئین می­باشد.آلبومین جزء اصلی تشکیل دهنده پروتئین CGM است. ساختار سه بعدی آلبومین در شکل زیر نمایش داده شده است. 

اسید سیتریکیک گونه حدواسط در چرخه تری کربوکسیلیک اسید (چرخه کربس)است و این ترکیب در میوه هایی مانند لیمو و سیب به وفور یافت می شود. سیتریک اسید یکی از رایج ترین اسیدهای آلی مورد استفاده در صنایع است.

نویسنده : دکتر آرمین فشی

از نظر تجاری، شربت با فروکتوز بالا از نشاسته با فرآیند چند آنزیمی تهیه می شود. اخیرا هیدرولیز آنزیمی تک مرحله ای اینولین با استفاده از آنزیم اینولیناز به عنوان یک روش جایگزین تولید فروکتوز از نشاسته منجر به کاهش پیچیدگی فرایند تولید همراه با کاهش زمان و هزینه­ها شده است.هیدرولیز تک مرحله‌ای اینولین 95% فروکتوز تولید می‌کند که بیش از 2 برابر بیشتر از روش معمول تولید شده از نشاسته است (HFCS 42).اینولین ها گروهی از پلی ساکاریدهای طبیعی هستند که اغلب به صورت صنعتی از کاسنی استخراج می شوند. پس از نشاسته، اینولین دومین کربوهیدرات عمده ذخیره شده در سبزیجات است که در بیش از 36000 گونه گیاهی از جمله گندم، پیاز، سیر، موز و ... وجود دارد. در شکل زیر فرایند تک مرحله­ای تولید شربت فروکتوز از اینولین را نمایش می­دهد

نویسنده : دکتر آرمین فشی

زئولیت ها دسته شناخته شده­ای از مواد متخلخل آلومینوسیلیکاتی با تخلخل، مساحت سطح و پایداری بالا هستند و با داشتن ویژگی های ساختاری منحصر به فرد، کاربردهای فراوانی را بعنوان کاتالیزور و جاذب در صنایع مختلف پیدا کرده­اند.این  ترکیبات می توانند طیف گسترده ای از کاتیون های فلزی یا کمپلکس­های فلزی کاتیونی را در خود جای دهند که اسیدیته و بازی بودن ماده را تغییر می دهند. این خصوصیات زئولیت­ها را به عنوان کاتالیزور جذاب برای تبدیل قند، از جمله ایزومریزاسیون گلوکز به فروکتوز، تبدیل کرده است. در این مقاله، دو زئولیت Y تجاری تحت شرایط مختلف با تیمار قلیایی اصلاح شدند و تغییرات ساختاری آنها با تکنیکهای FT-IR، XRD، BET و SEM مورد بررسی قرار گرفت. سپس عملکرد انها در فرایند ایزومریزاسیون گلوکز ارزیابی شد.عملیات قلیایی روشی پرکاربرد برای سیلیس زدایی از زئولیت­ها است که منجر به تغییر در ساختار منافذ آنها می شود و می تواند عملکرد کاتالیزوری زئولیتها را در واکنش­های تبدیلی بهبود بخشد.نتایج نشان داد که استفاده از زئولیت اصلاح شده H-Y با تیمار قلیایی منجر به گزینش پذیری بالای فرایند ایزومریزاسیون گلوکز برای تشکیل فروکتوز می­شود.

نشاسته­ های اصلاح شده فسفاته به عنوان یک عامل غلیظ کننده، امولسیون کننده و تثبیت کننده توسط صنایع غذایی استفاده می شوند. در این مطالعه تولید نشاسته فسفاته از گیاه کاساوا (cassava) بدون اصلاحات شیمیایی مرسوم و تنها با مدیریت دوره رشد گیاه با کمک کودهای فسفات انجام شده است. 

ابرخازن  ها نوع خاصی از خازن  ها هستند که می توانند بار را خیلی سریع  تر از یک باتری انتقال دهند و بار را بیشتر از یک خازن الکترولیتی در واحد حجم ذخیره کند. به همین دلیل است که  بین یک باتری و خازن الکترولیتی در نظر گرفته می  شوند. ساختار یک ابرخازن لایه دوگانه با ماده کربنی در شکل 1 نشان داده شده است. ابرخازن از دو الکترود با یک جدا کننده آغشته به الکترولیت تشکیل می  شود. در کار گزارش شده یک گروه امریکایی در سال 2018، ماده کربنی فعال شده با ذرات کروی شکل از شربت ذرت با فروکتوز بالا به عنوان پیش ماده از طریق فرایند هیدروترمال و خود فعال سازی فیزیکی (self-activation) تهیه شد. اثر زمان فعال سازی بر روی ویژگی  های هندسی و تخلخل ماده کربن مورد بررسی قرار گرفت. اندازه ذرات کربن، مستقل از زمان فعال سازی  حدود 8/0 میکرو متر می  باشد و با افزایش زمان فعال شدن سطح میکروحفرات افزایش می یابد. افزایش زمان فعال سازی منجر به افزایش کسری از ریز حفرات با اندازه منافذ 67/0 نانومتر و در نتیجه افزایش مساحت سطح ماده کربنی می شود. با استفاده از کربن فعال به  عنوان ماده الکترودی، ابر خازن دو الکترودی بدون هیچ گونه مواد افزودنی و چسب آماده گردید (شکل 1). عملکرد الکتروشیمیایی ابرخازن با استفاده از روش  های ولتامتری و امپدانس الکتروشیمیایی مطالعه گردید. ظرفیت خازنی و توان بالا همراه با پایداری در سیکل  های شارژ-دشارژ طولانی برای ماده کربنی حاصل گردید که به مساحت سطح بالای کربن فعال شده حاصل از شربت فروکتوز ارتباط پیدا می  کند. با توجه به قیمت پایین شربت فروکتوز و دردسترس بودن و نتایج رضایت بخش کاربرد آن در ساختار ابرخازن  ها، می  تواند بعنوان یک پیش ماده منحصر به فرد برای ابرخازن ها در دستگاه های پزشکی و یا نظامی، لیزر و مایکروویو، منابع تغذیه، سیستم های امنیتی و اطلاعاتی به عنوان ذخیره پشتیبان، مدارهای راه انداز ال ای دی های توان بالا، توربین های بادی و شبکه های برق رسانی جهت پایداری شبکه،  UPS کامپیوترهای حساس، درهای برقی در هنگام قطع شدن برق، سیستم های مولد برق، تثبیت کننده ولتاژ و مدارهایی که نیاز به خازن هایی با زمان شارژ و دشارژ سریع دارند مورد استفاده قرار بگیرد.

نویسنده : دکتر آرمین فشی