بررسی عوامل موثر بر برهمکنش بین پروتئین های شیر و پلی ساکاریدها

این پژوهش به مطالعه برهمکنش های بین بیوپلیمرهای غذایی می پردازد. پروتئین ها و پلی ساکاریدها به دلیل ساختارهای بزرگ مولکولی به عنوان بیوپلیمرهای غذایی شناخته می شوند. این ماکرومولکول ها نقش مهمی در ویژگی های فیزیکو-شیمیایی محصولات غذایی از قبیل خاصیت غلیظ کنندگی، پایدارکنندگی و امولسیفایری دارند. وقتی پروتئین ها و پلی-ساکاریدها باهمدیگر مخلوط می شوند یکی از چهار مکانیسم زیر رخ می دهد: 1-انحلال همزمان 2-ناسازگاری ترمودینامیکی 3-فلوکه شدن 4-تشکیل کمپلکس، که این برهمکنش ها تحت تاثیر pH، قدرت یونی، بارالکتریکی و غلظت بیوپلیمرها قرار می گیرند. مهمترین عامل تشکیل کمپلکس بین بیوپلیمرها برهمکنش الکترواستاتیک می باشد که بین پروتئین های با بار مثبت و پلی ساکاریدهای آنیونی رخ می دهد. دو نوع کمپلکس از واکنش الکترواستاتیک نتیجه می-شود: کمپلکس محلول زمانی که بارهای مخالف هر یک از پلیمرها باهم برابر نباشد و کمپلکس نامحلول وقتی که بار خالص نزدیک به صفر می شود. از بین پروتئین های سرمی، بتالاکتوگلوبولین نقش غالبی در تعیین رفتار این پروتئین ها دارد. بتالاکتوگلوبولین در زیر نقطه ایزوالکتریک بار مثبت دارد و با پلی ساکاریدهای باردار کمپلکس تشکیل می دهد. کازئین ها فسفوپروتئین هایی با دانسیته بار بالا می باشند که می توانند تحت شرایط خاصی با پلی ساکاریدهای باردار کمپلکس تشکیل دهند. اکثر پلی ساکاریدهای مورد استفاده در ماتریکس های شیری با داشتن گروه های کربوکسیل، فسفات یا سولفات دارای بار منفی هستند. پروتئین های شیر در زیر نقطه ایزوالکتریک دارای بار مثبت می باشند که بنابراین باعث تجمیع آن ها با پلی ساکاریدها و تشکیل کمپلکس محلول یا نامحلول می شود. پروتئین های شیر بویژه کازئین ها در pH خنثی دارای بار منفی می باشند و در این حالت در حضور پلی ساکاریدها جداسازی فاز رخ می دهد. کاپاکاراگینان در pH خنثی حالت پایدار به کازئین می دهد که این امر به برهمکنش کاپاکاراگینان با بخش با بار مثبت کاپاکازئین نسبت داده می شود. پکتین با گروه متوکسیل بالا هم می تواند باعث پایداری پروتئین های شیر در pH اسیدی شود. در حضور همزمان بیوپلیمرها در سیستم غذا ویژگی های فیزیکی و عملکردی این پلیمرها پیچیده تر می شود و در این حالت پایداری و ریزساختار غذا نه تنها به ویژگی های فیزیکوشیمیایی پروتئین و پلی ساکارید بلکه به ماهیت و قدرت برهمکنش بین پروتئین و پلی ساکاریدها بستگی دارد. در سیستم های لبنی، واکنش بین بین پروتئین ها و پلی ساکاریدها در سطوح مختلفی رخ می دهد، چون پروتئین های شیر به شکل های مختلف، هم مولکولی و هم کلوئیدی وجود دارند.

Keywords:

برهمکنش , پروتئین های شیر , پلی ساکارید