اثر شدت هیدرولیز بر خواص کاربردی پروتئین هیدرولیز شده ماهی پنجزاری بالهنارنجی (Leiognathus bindus

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

2 دانشگاه تربیت مدرس واحد نور

چکیده

سابقه و هدف: ماهی پنجزاری باله نارنجی 77/54 درصد از صید ضمنی خوریات ماهشهر را شامل می‌شود که به دلیل اندازه کوچک فاقد ارزش تجاری است. بنابراین تولید محصولات با ارزش افزوده، مانند پروتئین هیدرولیز دارای ارزش غذایی می‌تواند راه را برای استفاده کامل از این گونه هموار سازد. استفاده از تکنولوژی آنزیمی برای بازیابی پروتئین در فراوری ماهی، تولید طیف وسیعی از مواد غذایی یا محصولات صنعتی برای طیف گسترده‌ای از برنامه های کاربردی را امکان پذیر می‌سازد. استفاده از آنزیم‌های پروتئولیتیک یک تکنیک جالب برای بهبود خواص کاربردی پروتئین مواد غذایی، بدون از دست رفتن ارزش تغذ‌یه‌ای آن‌ها است. خواص کاربردی پروتئین هیدرولیز شده ماهی اهمیت دارد، به‌ خصوص اگر به ‌عنوان یکی از اجزای مواد غذایی برای انسان مورد استفاده قرار گیرد. از میان خواص کاربردی پروتئین و پروتئین‌های هیدرولیز شده، حلالیت مهم‌ترین خصوصیت می‌باشد که بر سایر خصوصیات کاربردی مانند امولسیون‌کنندگی و تشکیل کف تاثیر می‌گذارد. هیدرولیز آنزیمی پروتئین ماهی ترکیبی از آمینو اسید های آزاد، و الیگو پپتید تولید می‌کند، که تعداد گروه‌های قطبی و حلالیت محصولات هیدرولیز شده را افزایش می‌دهد، و بنابراین ویژگی‌های کاربردی پروتئین را اصلاح می‌بخشد، باعث بهبود کیفیت کاربردی و دسترسی زیستی آن‌ها می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی خواص کاربردی پروتئین هیدرولیز شده ماهی پنجزاری باله نارنجی (Leiognathus bindus) است.
مواد و روش: ماهی پنجزاری باله نارنجی با استفاده از 1 درصد آنزیم آلکالاز طی 1 ، 2 ، 3 و 4 ساعت هیدرولیز شده و خواص کارکردی آن ارزیابی شد. میزان حلالیت پروتئین هیدرولیز شده در محدوده pH 9-3 و خواص امولسیونی کنندگی و کف کنندگی در غلظت‌های 5/2 ، 5 و 10 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیش‌ترین میزان هیدرولیز 31/0± 07/28 درصد بود که پس از ساعت چهارم بدست آمد. میزان حلالیت در محدوده‌ی pH 9-3 بالای 90 درصد بود. در همه‌ی زمان‌های هیدرولیز با تغییر pH از اسیدی به قلیایی روند حلالیت نیز افزایش نشان داد (05/0˂p). شاخص فعالیت امولسیون و همچنین شاخص پایداری امولسیون با افزایش زمان هیدرولیز و همچنین افزایش غلظت پروتئین کاهش یافت (05/0˂p). در یک غلظت ثابت پروتئین با افزایش زمان هیدرولیز کاهش اندکی در گسترش و پایداری کف مشاهده شد (05/0˂p). در صورتی که در یک ساعت هیدرولیز با افزایش غلظت پروتئین گسترش کف و پایداری آن افزایش چشمگیری نشان داد (05/0˂p).
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که پروتئین هیدرولیز ماهی پنجزاری باله نارنجی می‌تواند به عنوان یک ماده غذایی یا افزودنی جهت افزایش تمایل مصرف کننده به مصرف مواد غذایی یا افزایش مدت زمان نگه‌داری مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین کاربرد آن به عنوان عوامل امولسیون‌کننده، یا کف‌کننده در سوسیس، سس مایونز، چاشنی سالاد، نوشابه و خامه و غیره در محدوده‌ی وسیع pH مفید باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Hydrolysis Intensity on Functional Properties of Protein Hydrolysate from ponyfish (Leiognathus bindus

چکیده [English]

Background and objectives: Ponyfish (Leiognathus bindus) includes 54.77% of by catch in the Mahshahr creeks that has no commercial value due to its small size. So the production of value-added products, such as protein hydrolysates with nutritional value could pave the way for full use of this species. By applying enzyme technology for protein recovery in fish processing, it may be possible to produce a broad spectrum of food ingredients or industrial products for a wide range of applications. Use of proteolytic enzymes is an interesting technique for improving the functional properties of food proteins, without lossing their nutritional value. The functional properties of fish protein hydrolysate are important, particularly if they are used as ingredients in human food. Among the functional properties of proteins and hydrolysed proteins, solubility is the most important characteristic which effects other functional properties such as emulsion and foam formation. Enzymatic hydrolysis of fish proteins generates a mixture of free amino acids and oligopeptides, increases the number of polar groups and the solubility of the hydrolysate, and therefore modifies functional characteristics of the proteins, improving their functional quality and bioavailability. The aim of this study was to evaluate the functional properties of fish protein hydrolysate from ponyfish.
Materials and methods: Ponyfish was hydrolysed using 1% Alcalase during 1, 2, 3, 4 hours. and their evaluated functional properties Were evaluated. The protein hydrolysate solubility in the pH range of 3-9 and emulsifying and foaming properties in concentrations 2.5, 5, 10 mg/ml were studied.
Results: Result indicated that the highest rate of hydrolysis was 28.06%, which obtained after 4 hour. The Solubility value were above 90% in the pH range 3-9. The solubility increased at all hydrolysis times by changing the pH of acidic to the alkaline (p˂0.05). Emulsifying activity index (EAI) and emulsifying stability index (ESI) decreased by increasing hydrolysis time and protein concentration (p˂0.05). At the constsnt concentration of hydrolysate used, slight decreases in foam expansion and foam stability were observed when DH of hydrolysate increased (p < 0.05). However, at the same DH, foam expansion and foam stability of hydrolysate showed a significant increase by increasing concentration (p < 0.05).
Conclusion: Results in the present study showed that hydrolysates produced from ponyfish can be used as food ingredients or additives to impart a increase consumer desire characteristic to food products or increase food storage time. Also use it is useful as emulsifying, foaming agents, in sausages, mayonnaise, salad dressings, beverages, creams, etc., all these in a broad pH range.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Protein hydrolysate
  • Ponyfish (Leiognathus bindus)
  • Alcalase
AOAC, 2000. Official methods of analysis (17th ed.). Washington DC: Association of Official Analytical Chemists.
Benjakul, S., and Morrissey, M. 1997. Protein hydrolysates from Pacific whiting solid wastes. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 45: 3423-3430.
Bozzano, A., and Sardà, F. 2002.Fishery discards consumption rate and scavenging activity in the northwestern Mediterranean Sea. ICES Journal of Marine Science. 59: 15–28.
Chalamaiah, M., Narsing Rao, G., Rao, D.G., and Jyothirmayi, T. 2010. Protein hydrolysates from meriga (Cirrhinus mrigala) egg and evaluation of their functional properties. Food Chemistry. 120: 652-657.
Chobert, J.M., Bertrand-Harb, C., and Nicolas, M.G. 1988.Solubility and emulsifying properties of caseins and whey proteins modified enzymatically by trypsin. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 36(5): 883–892.
Clemente, A. 2000. Enzymatic protein hydrolysates in human nutrition. Trends in Food Science and Technology. 11: 254-262.
Damodaran, S. 1997. Protein-stabilized foams and emulsions. In S. Damodaran & A. Paraf (Eds.), Food proteins and their applications. 53: 57–110.
Diniz, A.M., and Martin, A.M. 1997. Optimization of nitrogen recovery in the enzymatic hydrolysis of dogfish (Squalus acanthias) protein: Composition of the hydrolysates. International Journal of Food Science and Nutrition. 48:191–200.
Fonkwe, LG., and Singh, RK. 1996. Protein recovery from enzymatically deboned turkey residue by enzymic hydrolysis. Process Biochemistry. 31: 605-614.
Gbogouri, G.A., Linder, M., Fanni, J., and Parmentier, M. 2004. Influence of hydrolysis degree on the functional properties of salmon byproducts hydrolysates. Journal of Food Science. 69(8): 615–622.
Guerard, F., Guimas, L., and Binet, A. 2002.Production of tuna waste hydrolysates by a commercial neutral protease preparation. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 19–20: 489–498.
Halling, P. J. 1981. Protein-stabilized foams and emulsion. Critical Review in Food Science and Nutrition.13: 155–203.
Kelleher, K. 2005. Discards in the world's marine fisheries. Rome: FAO Fisheries Department.
Kristinsson, H.G., and Rasco, B.A. 2000a. Fish protein hydrolysates: Production, biochemical and functional properties. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 40: 43–81.
Kristinsson, H.G., and Rasco, B.A. 2000b. Biochemical and functional properties of Atlantic salmon (Salmo salar) muscle proteins hydrolyzed with various alkaline proteases. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48:657–666.
Klompong, V., Benjakul, S., Kantachote, D., and Shahidi, F. 2007. Antioxidative activity and functional properties of protein hydrolysate of yellow stripe trevally (Selaroides leptolepis) as influenced by the degree of hydrolysis and enzyme type. Food Chemistry. 102(4): 1317–1327.
Lawal, O.S. 2004. Functionality of African locust bean (Parkia biglobossa) protein isolate: Effects of pH, ionic strength and various protein concentrations. Food Chemistry.86(3): 345–355.
Lin, L.H., and Chen, K.M. 2006. Preparation and surface activity of gelatin derivative surfactants. Colloids and Surfaces A. 272(1–2): 8–14.
Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L., and Randall, R.J. 1951. Protein measurement with the Folin Phenol Reagent.Journal of Biological Chemistry. 193: 65-275.
Mutilangi, W.A.M., Panyam, D., and Kilara, A. 1996.Functional properties of hydrolysates from proteolysis of heat-denatured whey protein isolate. Journal of Food Science. 61(2): 270–303.
Nalinanon, S., Benjakul, S., Visessanguan, W., and Kishimura, H.2008. Improvement of gelatin extraction from bigeye snapper skin using pepsin-aided process in combination with protease inhibitor. Food Hydrocolloids. 22(4): 615-622.
Nalinanon, S., Benjakul, S., Kishimura, H., and Shahidi, F. 2011. Functionalities and antioxidant properties of protein hydrolysates from the muscle of ornate threadfin bream treated with pepsin from skipjack tuna. Food Chemistry. 124: 1354-1362.
Nikoo, S., Savari, A., Cochnian, P., Dehghan Medise, S. and Saki, S. 1389. Non-commercial fish species in by-catch composition of shrimp trawl landing from Mahshahr creeks.Iranian Journal of Fisheries Sciences. 2: 149-154. (In Persian)
Ovissipour, M., Abedian, A., Motamedzadegan, A., Rasco, B., Safari, R., and Shahiri, H. 2009a. The effect of enzymatic hydrolysis time and temperature on theproperties of protein hydrolysates from Persia sturgeon (Accipenser persicus) viscera. FoodChemistry. 115: 238-242. (In Persian).
Ovissipour, M., Safari, R., Motamedzadegan, A., and Shabanpour, B. 2009b. Chemical and biochemical hydrolysis of Persian sturgeon (Acipenser persicus) visceral protein. Food and Bioprocess Technology. DOI 10.1007/ s11947-009-0284-x. (In Persian).
Pearce, K.N., and Kinsella, J.E. 1978.Emulsifying properties of proteins: Evaluation of a turbidimetric technique. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 26(3):716–723.
Phillips, L.G., Whitehead, D.M., and Kinsella, J.E. 1994. Protein stabilized foams. In L.G. Phillips, D.M. Whitehead, & J.E. Kinsella (Eds.), Structure–function of food proteins (pp. 131–152). New York: Academic Press.
Satari, M., Shahsavani, D., and shafiee, Sh. 1345. Ichthyology2. Haghshenas. Rasht, 503p. (In Persian).
Shahidi, F., Han, X.Q., and Synowiecki, J. 1995. Production and characteristics of protein hydrolysates from capelin (Mallotus villosus). Food Chemistry. 53: 285-293.
Sugiyama, K., Mukoto, E., Onzuku, H., and Oba, K. 1991.Characteristics of sardine muscle hydrolysates prepared by various enzymic treatments. Nippon Suisan Gakkaishi. 57: 475-479.
Thiansilakul, Y., Benjakul, S., and Shahidi, F. 2007. Compositions, functional properties and antioxidative activity of protein hydrolysates prepared from round scad (Decapterus maruadsi). Food Chemistry. 103: 1385-1394.
Wasswa, J., Tang, J., Gu, X., and Yuan, X. 2007. Influence of the extent of enzymatic hydrolysis on the functional properties of protein hydrolysate from grass carp (Ctenopharyngodon idella) skin. Food Chemistry. 104: 1698-1704.
Wergedahl, H., Liaset, B., Gudbrandsen, O.A., Lied, E., Espe, M., and Muna, Z. 2004. Fish protein hydrolysate reduces plasma total cholesterol, increases the proportion of HDL cholesterol and lowers acyl-CoA: Cholesterol acyltransferase activity in liver of Zucker rats. Journal of Nutrition. 134: 1320–1327.