Rhizopus oligosporus ilə fermentasiya edilmiş şirin lupin unu, Lupinus angustifolius toxumlarının ilkin hissəcik ölçüsü dəyişdirilərək nəzarətli fermentasiyaya məruz qoyulması, sonra isə qurudulub üyüdülməsi ilə əldə edilən bitki mənşəli qida komponentidir. Tədqiqat fermentasiya başlamazdan əvvəl lupinin split, crushed və fine olmaqla üç müxtəlif fiziki ölçüyə ayrılmasının eyni fermentasiya şəraitində əmələ gələn unun kimyəvi tərkibini, zülal quruluşunu, su və yağ saxlama qabiliyyətini, jelləşməsini, emulsiyalaşmasını, köpüklənməsini, həllolmasını və reoloji davranışını dəyişdirib-dəyişdirmədiyini araşdırmışdır.

İlkin orta Feret diametrləri split fraksiyası üçün 7,02 ± 1,60 mm, crushed fraksiyası üçün 3,72 ± 0,56 mm və fine fraksiyası üçün 0,37 ± 0,25 mm olaraq ölçülmüşdür. Hər üç qrup eyni qaydada 36 saat, 30 °C, 100 rpm və 1 L/dak havalandırma şəraitində, %1 kommersiya tempeh starterindən istifadə etməklə fermentasiya edilmişdir. Fermentasiyadan sonra bütün məhsullar dondurularaq qurudulmuş, üyüdülmüş və 1 mm ələkdən keçirilmişdir. Bu standartlaşdırma nəticəsində son unların D10, D50 və D90 hissəcik paylanmaları arasında əhəmiyyətli fərq qalmamışdır. Buna görə sonrakı funksional fərqlərin yalnız son unun dənə iriliyindən deyil, fermentasiya zamanı müxtəlif ilkin fiziki strukturlarda baş verən tərkib və molekulyar dəyişikliklərdən qaynaqlandığı düşünülür.

Fermentasiya bütün hissəcik qruplarında yağ miqdarını azaltmış və qida lifinin paylanmasını dəyişdirmişdir. Ən yüksək görünən zülal nisbəti %43,5 ilə fermentasiya edilmiş fine fraksiyada müşahidə olunsa da, ən güclü ümumi funksional göstərici fine fraksiyada əldə edilməmişdir. Orta ölçülü crushed fraksiya %258 su saxlama qabiliyyəti, pH 2–8 intervalında ən yüksək emulsiyalaşdırma aktivliyi və köpük əmələgətirmə qabiliyyəti, ən yüksək zülal həllolması və ən güclü viskoelastik şəbəkə davranışı ilə bir çox göstəricidə seçilmişdir. Crushed fraksiya həmçinin %28,9 həll olan qida lifi tərkibi ilə digər qruplardan aydın şəkildə fərqlənmişdir.

Nəticələr hissəcik ölçüsünün təsirinin xətti olmadığını göstərir. Çox iri hissəciklər mikroorqanizm və fermentlərin substrata çıxışını məhdudlaşdıra bildiyi halda, həddindən artıq xırda hissəciklər də daha yaxşı funksionallığa zəmanət verməmişdir. Müəlliflər bunun xırda hissəciklərdə sıx qablaşma, məsamə həcminin azalması və oksigen ötürülməsində mümkün məhdudiyyətlərlə əlaqəli ola biləcəyini müzakirə edirlər; lakin tədqiqatda oksigen ötürülməsi, göbələk biokütləsi, ferment aktivliyi və ya ətraflı substratdan istifadə kinetikası birbaşa ölçülməmişdir. Buna görə bu mexanizmlər birbaşa eksperimental sübut deyil, əldə edilən nəticələrin ədəbiyyata əsaslanan izahlarıdır.

Tədqiqatın tətbiq baxımından ən mühüm nəticəsi “ən incə üyütmə ən yaxşı fermentasiyanı verir” kimi sadə qaydanın dəstəklənməməsidir. Crushed fraksiya ümumilikdə ən balanslı nəticələri versə də, bütün funksional xüsusiyyətlərdə tək bir fraksiya üstün deyil. Məsələn, emulsiyalaşdırma aktivliyi və köpük əmələgətirmə qabiliyyəti crushed fraksiyada yüksək olduğu halda, emulsiya və köpük sabitliyində split fraksiya daha yüksək dəyərlər göstərmişdir. Buna görə uyğun ilkin hissəcik ölçüsü istehsal olunacaq qidanın hansı xüsusiyyətinə ehtiyac olduğuna əsasən seçilməlidir.

Tədqiqatın əsas problemi

Lupin yüksək zülal tərkibinə görə bitki əsaslı qida istehsalında qiymətləndirilən paxlalı bitkidir. Lakin bitki xammalının yalnız yüksək zülal tərkibli olması onun qida istehsalında yaxşı emulsiyalaşdırıcı, yaxşı köpük əmələ gətirən, güclü gel yaradan və ya suyu yaxşı saxlayan komponent olacağı demək deyil. Zülaldan başqa lif, lipid, polisaxarid, nişasta və digər komponentlər də texnoloji davranışa təsir göstərir.

Fermentasiya bitki matrisindəki iri molekulları və hüceyrəvi strukturları dəyişdirə bilər. R. oligosporus ənənəvi tempeh istehsalı ilə əlaqələndirilən yeyilə bilən sapvari göbələkdir. Bu tədqiqatda təmiz laboratoriya izolatı əvəzinə RAPRIMA adlı kommersiya, qida dərəcəli tempeh starterindən istifadə edilmişdir; mənbə bu starterin əsas fermentasiya mikroorqanizmi kimi R. oligosporus ehtiva etdiyini bildirir.

Tədqiqatın əsas sualı yalnız “fermentasiya lupini dəyişdirirmi?” deyil. Əsas sual eyni lupin eyni şəraitdə fermentasiya edilərkən ilkin hissəciyin fiziki ölçüsünün nə dərəcədə vacib olmasıdır.

Hissəcik Ölçüsü Fermentasiyada Niyə Vacibdir?

İlkin hissəcik ölçüsü mikroorqanizmin substrat səthinə çata biləcəyi sahəyə, nəm paylanmasına, fermentlərin bitki toxumasına çatmalı olduğu məsafəyə və fermentasiya matrisindəki boşluq quruluşuna təsir göstərə bilən proses dəyişənidir. Bununla belə, bu tədqiqat hissəcik kiçildikcə performansın davamlı artdığını göstərməmiş; orta ölçülü crushed fraksiya bir çox funksional göstəricidə ən uyğun tarazlığı təmin etmişdir.

Təcrübədə üç ilkin fraksiya necə yaradıldı?

Qida dərəcəli, qabığı çıxarılmış split L. angustifolius toxumları Avstraliyadakı Lupin Co. şirkətindən LupinQ kommersiya adı ilə əldə edilmişdir. Mənbə məhsulun ilkin nəmliyini %9–10 olaraq göstərir.

Üç ilkin fiziki qrupdan istifadə edilmişdir:

• Split: təchizatçıdan alınan, qabığı çıxarılmış və bölünmüş lupin.
• Crushed: quru üyütmədən sonra 2,0 mm ələkdən keçirilən fraksiya.
• Fine: quru üyütmədən sonra 1,0 mm ələkdən keçirilən daha incə fraksiya.

Ələk açıqlığı ilə ölçülən real hissəcik Feret diametri eyni ölçü deyil. Hissəciklər qeyri-müntəzəm formalı olduğuna görə tədqiqatçılar görüntü analizində Feret diametrindən istifadə etmişlər. Feret diametri hissəciyin sərhədi üzərindəki iki nöqtə arasındakı ən uzun kaliper məsafəsidir. Minimum Feret diametri isə hissəciyin daha qısa kaliper ölçüsünü ifadə edir.

Fermentasiya şəraiti

Hər ilkin fraksiyadan 420 g götürülmüş, 840 mL su ilə qarışdırılmış və 20 dəqiqə qaynadılmışdır. Bişmiş substratlar süzülmüş, 20–22 °C otaq temperaturunda 15 dəqiqə hava ilə soyudulmuş və bişmiş kütlə qeydə alınmışdır.

Substrata kütlə üzrə %1 RAPRIMA kommersiya tempeh starteri əlavə edilmişdir. İnokulyasiya edilmiş lupin əlavə olaraq 1 L MilliQ su ilə qarışdırılmış və BioFlo/Celligen 115 nəzarətli bioreaktorunda 36 saat ərzində 30 °C, 100 rpm və 1 L/dak hava axınında fermentasiya edilmişdir. Eyni starter səviyyəsi və eyni proses şəraiti üç ilkin hissəcik qrupunun hamısına tətbiq edilmişdir.

Mənbə mətn tədqiqatı bəzi hissələrdə bərk fazalı fermentasiya ədəbiyyatı kontekstində müzakirə edir. Bununla belə, real təcrübə quruluşunda əhəmiyyətli miqdarda su əlavə edilən, qarışdırılan və havalandırılan nəzarətli bioreaktordan istifadə edilmişdir. Buna görə burada proses mənbədə verilən real təcrübə parametrləri əsasında təsvir olunur; onun klassik bərk fazalı fermentasiya quruluşu olduğu ayrıca fərz edilmir.

İlkin və fermentasiyanın sonundakı hissəcik ölçüləri

Mənbənin nəticələr bölməsi orta Feret və minimum Feret diametrlərinin sayca artmasına baxmayaraq eyni fraksiya daxilində ilkin–son fərqlərin statistik baxımdan əhəmiyyətli olmadığını, \(p>0.05\), bildirir. Buna qarşılıq müzakirə bölməsindəki başqa bir cümlədə split və crushed fraksiyaları üçün “əhəmiyyətli artım” ifadəsi işlədilir. Mənbə daxilindəki bu ziddiyyətə görə Verianla mətni fermentasiyanın hissəcik diametrini mütləq şəkildə əhəmiyyətli artırdığı nəticəsinə gəlmir.

Hissəcik paylanması siniflərinə baxıldıqda isə vizual paylanmaların daha iri siniflərə keçdiyi görülmüşdür. İlkin mərhələdə fine hissəciklərin təxminən %95-i 0,50 mm-dən aşağı olduğu halda, fermentasiyadan sonra fine fraksiyanın təxminən %64-ü 0,5–1,0 mm sinfində yer almışdır. Crushed fraksiya fermentasiyadan sonra əsasən 4–8 mm siniflərinə, split fraksiya isə əsasən 6–10 mm və daha yuxarı siniflərə keçmişdir. Bu paylanma dəyişiklikləri orta diametr üçün bildirilən əhəmiyyətlilik nəticəsindən ayrıca qiymətləndirilməlidir.

Ən Kiçik Lupin Hissəcikləri Niyə Ən Yaxşı Funksional Nəticəni Vermədi?

Daha kiçik hissəciklər daha böyük səth sahəsi və daha qısa diffuziya məsafəsi təmin edə bilsə də, bu tədqiqat üstünlüyün xətti olmadığını göstərmişdir; həddindən artıq xırdalanmış substratın sıx qablaşması məsamə həcmini və mümkün oksigen ötürülməsini məhdudlaşdıra, zülal/lif matrisində funksiya üçün zəruri struktur təşkilinin həddən artıq dəyişməsinə səbəb ola bilər. Lakin oksigen ötürülməsi, ferment aktivliyi və göbələk biokütləsi birbaşa ölçülmədiyinə görə bunlar crushed fraksiyanın üstünlüyünü qəti şəkildə sübut edən mexanizmlər deyil, müəlliflərin nəticələri izah etmək üçün müzakirə etdiyi mümkün proseslərdir.

Son unun hissəcik ölçüləri niyə mühüm nəzarət yaradır?

Fermentasiya tamamlandıqdan sonra bütün fermentasiya edilmiş nümunələr və fermentasiya edilməmiş nəzarət eyni qaydada dondurularaq qurudulmuş, üyüdülmüş və 1 mm ələkdən keçirilmişdir. Mastersizer analizində son məhsulların D10 dəyərləri 12,83–13,70 µm, D50 dəyərləri 166,67–171,67 µm və D90 dəyərləri 710,00–799,67 µm aralığında olmuş və qruplar arasında əhəmiyyətli fərq görülməmişdir, \(p>0.05\).

Bu nəticə təcrübə dizaynının kritik məqamlarından biridir. Funksional sınaqlarda istifadə edilən son unların ölçü paylanmaları bir-birinə bənzər hala gətirildiyi üçün crushed, split və fine qrupları arasındakı sonrakı fərqləri yalnız “bir un daha incə idi” deyə izah etmək mümkün deyil. Fərqlər fermentasiyaya daxil olan xammalın ilkin fiziki quruluşu ilə əlaqəli fermentasiya təsirlərini əks etdirir.

Quru maddə tərkibi və quru maddənin geri qazanılması

Quru maddə (dry matter, DM) 0, 12, 24 və 36 saatlıq fermentasiya vaxtlarında qiymətləndirilmişdir. Mənbə quru maddə faizini aşağıdakı tənliklə hesablamışdır:

\[ DM(\%)=\frac{W_{FD}}{W_{wet}}\times100 \]

Formula nəyi hesablayır? Yaş fermentasiya nümunəsinin nə qədər hissəsinin dondurularaq qurutmadan sonra quru maddə kimi qaldığını göstərir.

\(W_{FD}\): Dondurularaq qurudulan nümunənin qramla kütləsidir.

\(W_{wet}\): Eyni nümunənin qurutmadan əvvəlki yaş kütləsidir.

Riyazi məna: Quru kütlənin yaş kütləyə nisbəti faizə çevrilir. Su nisbəti artdıqca eyni quru maddə üçün DM faizi azalır.

Quru maddənin geri qazanılması isə:

\[ DMR(\%)=\frac{DM_{final}}{DM_{initial}}\times100 \]

\(DM_{initial}\): Fermentasiya sisteminə başlanğıcda verilən ümumi quru maddə.

\(DM_{final}\): Fermentasiyanın sonunda ölçülən quru maddə tərkibi və ümumi fermentasiya kütləsindən hesablanan qalan quru maddə.

Şərh: %100-ə yaxın DMR başlanğıc quru maddənin böyük hissəsinin prosesin sonunda geri qazanıldığını göstərir. Split fraksiyada DMR %97,20 ± 0,84, crushed fraksiyada %95,52 ± 1,30 və fine fraksiyada %94,53 ± 1,37 olmuşdur. Sayca hissəcik kiçildikcə geri qazanım azalmış kimi görünsə də qruplar arasındakı fərq əhəmiyyətli deyil, \(F=3.841\), \(p=0.084\).

Fermentasiya vaxtı DM tərkibini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirməmişdir, \(F=2.090\), \(p=0.137\); zaman × hissəcik fraksiyası qarşılıqlı təsiri də əhəmiyyətli deyil, \(F=0.910\), \(p=0.510\). Buna qarşılıq hissəcik fraksiyasının əsas təsiri əhəmiyyətlidir, \(F=11.933\), \(p=0.008\), qismən \(\eta^2=0.799\). Zamanlar üzrə orta DM split üçün %24,25 ± 0,15, crushed üçün %23,59 ± 0,53 və fine üçün %22,86 ± 0,20-dir.

Yaxın tərkib necə dəyişdi?

Zülal Dumas üsulu və 5,7 azot-zülal çevirmə əmsalı ilə; nəmlik, kül, yağ, nişasta və qida lifi müvafiq AOAC üsulları ilə ölçülmüşdür. Karbohidrat miqdarı birbaşa analitik ölçmə əvəzinə fərq üsulu ilə hesablanmışdır:

\[ CHO(\%)=100-\left[MC(\%)+CP(\%)+Fat(\%)+Ash(\%)\right] \]

\(MC\): nəmlik miqdarı; \(CP\): xam zülal; Fat: yağ; Ash: kül miqdarıdır.

Buna görə “karbohidrat” dəyəri ayrıca karbohidrat analizi deyil; ölçülmüş digər əsas komponentlərin cəminin 100-dən çıxılması ilə alınan fərq dəyəridir.

Fermentasiya edilmiş fine fraksiya %43,5 ilə ən yüksək görünən zülal konsentrasiyasını göstərmişdir. Lakin bu dəyəri “göbələk yeni zülal istehsal etdi və ümumi zülal kütləsi bu qədər artdı” şəklində şərh etmək düzgün deyil. Tədqiqatda zülal kütlə balansı və ya göbələk biokütləsi birbaşa ölçülməmişdir. Digər komponentlərin istifadə olunması və ya azalması zülalın ümumi quru maddə daxilində nisbi faizini artıra bilər.

Yağ miqdarı bütün fermentasiya edilmiş qruplarda azalmışdır: %6,5-dən splitdə %4,7-yə, crushed-da %2,7-yə və fine-da %2,0-a. Mənbə lipolitik aktivliyi mümkün izahlardan biri kimi müzakirə edir; lakin lipaz aktivliyi ölçülmədiyinə görə bu azalma birbaşa ölçülmüş lipaz təsiri deyil.

Qida lifindəki dəyişiklik xüsusilə crushed fraksiyada diqqətəlayiqdir. Həll olmayan qida lifi (IDF) %35,6-dan %10,6-ya düşdüyü halda, həll olan qida lifi (SDF) %28,9-a yüksəlmişdir. Mənbə bunu struktur polisaxaridlərin dəyişməsi və ya həll olan formaya keçməsi ilə əlaqələndirir; buna qarşılıq müvafiq göbələk fermentləri birbaşa ölçülməmişdir.

Amin turşusu profili

Amin turşuları HCl hidrolizindən sonra AccQ-Tag törəmələndirməli əks-faza HPLC ilə ölçülmüş; sistein və metionin üçün performik turşu oksidləşməsindən istifadə edilmişdir.

Crushed və fine fraksiyaların ümumi əvəzolunmaz amin turşusu dəyərləri split fraksiyadan yüksəkdir. Metionin crushed və fine fraksiyalarda artdığı halda arginin bütün fermentasiya edilmiş qruplarda azalmışdır. Mənbə arginin azalmasını göbələk metabolizmi ilə, bəzi amin turşusu artımlarını isə zülal hidrolizi və amin turşusu metabolizmi ilə əlaqələndirir; lakin müvafiq metabolik axınlar və ya ferment aktivlikləri birbaşa ölçülməmişdir.

Rəng fərqi necə hesablandı?

Rəng Minolta CR-400 kolorimetri ilə, D65 işıqlandırıcı, 10° standart müşahidəçi və 8 mm ölçmə aperturasından istifadə etməklə CIE L*a*b* sistemində ölçülmüşdür.

\[ \Delta E_{ab}^{*}= \sqrt{ (L_2^{*}-L_1^{*})^2+ (a_2^{*}-a_1^{*})^2+ (b_2^{*}-b_1^{*})^2 } \]

Formula nəyi hesablayır? Fermentasiya edilmiş nümunə ilə fermentasiya edilməmiş istinad arasındakı ümumi rəng məsafəsini hesablayır.

\(L^*\): açıqlıq-tündlük oxu; \(a^*\): qırmızı-yaşıl oxu; \(b^*\): sarı-mavi oxudur.

Üç ox üzrə fərqlərin kvadratları toplandığı üçün işarələr bir-birini ləğv etmir; ümumi həndəsi rəng məsafəsi alınır.

Mənbə daxilində rəng qeydi: Nəticələr bölməsinin ilk cümlələrindən biri fermentasiya və hissəcik ölçüsünün L* və a* dəyərlərində əhəmiyyətli fərq yaratdığını bildirir; dərhal sonrakı cümlə isə yalnız L* üçün əhəmiyyətli təsir olduğunu və a* ilə b*-nin təsirlənmədiyini deyir. Cədvəl 4-də a* və b* sütunları bütün qruplarda eyni statistik hərfi daşıyır. Buna görə Verianla mətni yalnız L* fərqinin açıq şəkildə dəstəkləndiyini qəbul edir və a* ilə bağlı ziddiyyəti gizlətmir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Su və yağ saxlama qabiliyyəti

Su saxlama qabiliyyəti (WHC) və yağ saxlama qabiliyyəti (OHC) üçün 1 g un 10 mL distillə edilmiş su və ya kanola yağı ilə 30 saniyə vortekslənmiş, 30 dəqiqə tarazlaşdırılmış və 5000×g-də 30 dəqiqə sentrifuqalaşdırılmışdır. Ayrılan üst fazanın həcmi ölçülmüş və WHC/OHC quru çəki əsasında hesablanmışdır. Mənbə WHC və OHC üçün açıq riyazi tənlik vermir; buna görə burada mənbədən kənar formula əlavə edilməmişdir.

Crushed fraksiya %258 ilə ən yüksək WHC dəyərini vermişdir. OHC baxımından isə fermentasiya edilməmiş un %209 ilə ən yüksək, split %196 ilə ən aşağı dəyərə malikdir. Buna görə fermentasiyanın su saxlama qabiliyyətini yaxşılaşdırması yağ saxlama qabiliyyətini də eyni istiqamətdə artırdığı demək deyil.

Ən aşağı jelləşmə konsentrasiyası (least gelation concentration, LGC) 2–20% w/v arasında, %2-lik artımlarla hazırlanmış suspenziyalarda müəyyən edilmişdir. Nümunələr 80 °C-də 1 saat qızdırılmış, sürətlə soyudulmuş və 4 °C-də 2 saat saxlanılmışdır. Boru tərsinə çevrildikdə axmayan ilk konsentrasiya LGC kimi qəbul edilmişdir. Aşağı LGC daha aşağı un konsentrasiyasında gel yarada bilmək deməkdir. Fermentasiya edilmiş split %12 ilə ən aşağı LGC-ni vermişdir.

Emulsiyalaşdırma aktivliyi və sabitliyi

%1 w/v lupin unu dispersiyaları pH 2, 4, 6 və 8-ə tənzimlənmiş və 10 dəqiqə yüksək sürətli homogenizasiya tətbiq edilmişdir. Beşinci dəqiqədə 100 mL kanola yağı yavaş-yavaş əlavə edilmişdir. Sistem 2000×g-də 10 dəqiqə sentrifuqalaşdırıldıqdan sonra emulsiyalaşdırma aktivliyi emulsiyalaşmış təbəqənin hündürlüyünün ümumi qarışıq hündürlüyünə nisbəti kimi hesablanmışdır.

Emulsiya sabitliyi eyni emulsiyaların 80 °C-də 30 dəqiqə qızdırılması, 15 dəqiqə soyudulması və 2000×g-də 15 dəqiqə sentrifuqalaşdırılması ilə qiymətləndirilmişdir.

Crushed fraksiya bütün pH dəyərlərində ən yüksək emulsiyalaşdırma aktivliyini vermişdir: pH 2-də %47,60 ± 9,42; pH 4-də %43,20 ± 7,11; pH 6-da %48,20 ± 9,71 və pH 8-də %48,80 ± 8,24.

Buna qarşılıq emulsiya sabitliyində split fraksiya bütün pH dəyərlərində ən yüksək dəyərləri göstərmişdir: müvafiq olaraq %41,30 ± 40,72; %39,00 ± 8,11; %47,00 ± 8,81 və %47,40 ± 1,34. Bu nəticə “daha yüksək emulsiyalaşdırma aktivliyi = mütləq daha yüksək sabitlik” kimi bərabərliyin olmadığını göstərir.

Köpük əmələgətirmə və köpük sabitliyi

Köpük təcrübəsində %1 w/v suspenziyalar pH 2, 4, 6 və 8-ə tənzimlənmiş, əl mikseri ilə yüksək sürətdə 5 dəqiqə çalınmışdır. Köpük əmələgətirmə qabiliyyəti ilkin suspenziya həcminə nisbətən yaranan köpük həcmi ilə qiymətləndirilmiş; köpük sabitliyi otaq temperaturunda 2 saat saxlandıqdan sonra qalan köpüyün ilkin köpük həcminə nisbəti ilə müəyyən edilmişdir.

Crushed fraksiya pH 2, 4, 6 və 8-də müvafiq olaraq %35,10 ± 8,87; %23,10 ± 4,46; %50,00 ± 8,61 və %55,70 ± 7,65 ilə ən yüksək köpük əmələgətirmə qabiliyyətini göstərmişdir.

Köpük sabitliyində isə split fraksiya müvafiq olaraq %24,52 ± 4,22; %15,66 ± 3,12; %43,85 ± 8,21 və %49,36 ± 9,24 ilə ən yüksək dəyərləri vermişdir. Crushed fraksiyanın yüksək köpük yaratma qabiliyyəti onun yaratdığı köpüyün ən sabit olduğu demək deyil.

Zülal həllolması və pH təsiri

Zülal həllolması üçün %2 w/w lupin unu suspenziyası hazırlanmış, pH 2, 4, 6 və ya 8-ə tənzimlənmiş, 1 saat qarışdırılmış və 17.000×g-də 30 dəqiqə sentrifuqalaşdırılmışdır. Üst faza dondurularaq qurudulmuş və zülal Kjeldahl üsulu ilə 5,7 azot-zülal çevirmə əmsalından istifadə etməklə ölçülmüşdür.

Bütün nümunələrdə ən aşağı həllolma pH 4 ətrafında, ən yüksək həllolma isə pH 6–8 intervalında müşahidə edilmişdir. Crushed fraksiya sınaqdan keçirilən bütün pH dəyərlərində fermentasiya edilmiş qruplar arasında ən yüksək həllolma dəyərinə malikdir.

Son Unların Hissəcik Ölçüsü Oxşar Olduğu Halda İlkin Hissəcik Ölçüsü Necə Hələ də Təsir Göstərə Bilər?

Funksional sınaqlardan əvvəl bütün nümunələr eyni qurutma, üyütmə və 1 mm ələmə prosesindən keçdiyi və son D10/D50/D90 paylanmaları əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmədiyi üçün ölçülən funksional fərqlər son tozun yalnız fiziki dənə iriliyi ilə izah edilə bilməz; tədqiqat bu fərqləri fermentasiya zamanı ilkin substrat quruluşunun zülal, lif, lipid və molekulyar təşkil üzərində yaratdığı müxtəlif dəyişikliklərlə əlaqələndirir.

Reoloji təcrübələr nəyi ölçür?

Reologiya qida sisteminin deformasiya və axına qarşı mexaniki davranışını öyrənir. Tədqiqatda 40 mm paralel polad lövhə və 2 mm lövhə aralığına malik Anton Paar Physica MCR301 reometrindən istifadə edilmişdir.

Saxlama modulu \(G'\), nümunənin elastik şəkildə saxladığı enerji ilə əlaqəlidir. Yüksək \(G'\) daha güclü bərk-cisiməbənzər/elastik şəbəkə davranışını göstərir.

İtki modulu \(G''\), deformasiya enerjisinin viskoz davranış nəticəsində itirilən hissəsini ifadə edir.

İtki tangensi:

\[ \tan\delta=\frac{G''}{G'} \]

Bu bərabərlik mənbədə ayrıca nömrələnmiş tənlik kimi verilməsə də, mənbə \(G'\), \(G''\) və \(\tan\delta\) metriklərindən birlikdə istifadə edir; burada yalnız metriklər arasındakı əlaqənin konseptual izahı üçün göstərilmişdir. \(\tan\delta<1\) olduqda elastik komponent viskoz komponentdən üstün olur.

Mənbənin metod bölməsində strain sweep-in %0,001–100 intervalında aparıldığı və sonrakı təcrübələr üçün LVR daxilində %0,01 gərginlik seçildiyi yazılır. Buna qarşılıq nəticələr bölməsində %0,03 dəyərinin istifadə edildiyi bildirilir. Hansının həqiqətən tətbiq edilmiş dəyər olduğu məqalədən qəti müəyyən edilə bilmir; buna görə hər iki dəyər mənbə daxilindəki uyğunsuzluq kimi qorunmalıdır.

Həmçinin metod bölməsi un pastalarını “%25 w/w moisture content” kimi təsvir etdiyi halda nəticələr bölməsi temperatur skanı nümunələrini “%25 w/v dispersions” adlandırır. Bu, ikinci konsentrasiya vahidi qeyri-müəyyənliyidir; Verianla bu iki ifadədən birini səssizcə digərinə çevirmir.

Temperatur skanı

Mənbənin metoduna görə nümunələr 25 °C-dən 95 °C-yə 4 °C/dak sürətlə qızdırılmış, 95 °C-də 30 saniyə saxlanılmış, eyni sürətlə 25 °C-yə soyudulmuş və 25 °C-də yenidən 30 saniyə gözlədilmişdir. Nəm itkisini azaltmaq üçün nümunənin kənarına nazik mineral yağ təbəqəsi çəkilmişdir.

Bütün nümunələrdə \(G'>G''\) və \(\tan\delta<1\) aşkar edilmişdir. Bu, bütün lupin pastalarında elastik komponentin viskoz komponentdən üstün olduğunu göstərir.

Crushed fraksiya həm qızdırma, həm də soyutma boyunca ən yüksək \(G'\) dəyərlərini göstərmişdir. Temperatur artdıqca \(G'\) və \(G''\) ümumilikdə azalmış, soyuma zamanı qismən bərpa baş vermişdir.

Crushed fraksiyanın \(\tan\delta\) dəyərləri təxminən 0,12–0,17 ilə ən aşağı; fermentasiya edilməmiş unun dəyərləri isə təxminən 0,29–0,36 ilə ən yüksək intervalda olmuşdur. Buna görə fermentasiya edilməmiş un bəzi şəraitdə nisbətən yüksək \(G'\) göstərsə də, viskoz enerji itkisinin elastik komponentə nisbəti daha yüksəkdir. Şəbəkə keyfiyyəti yalnız \(G'\) dəyərinə baxılaraq qiymətləndirilməməlidir.

Tezlik skanı

Tezlik skanında mənbə 25 °C-də 0,01–10 Hz intervalından istifadə edildiyini bildirir. Mənbə bunu “angular frequency” adlandırsa da vahidi Hz verir; Verianla mənbədə olmayan rad/s çevirməsi aparmır.

Tezlik artdıqca bütün nümunələrdə həm \(G'\), həm də \(G''\) yüksəlmiş və \(G'\) bütün interval boyunca \(G''\)-dən böyük qalmışdır. Tezlik skanında modul böyüklüyünün sıralaması ümumilikdə crushed > split > fine > fermentasiya edilməmiş şəklindədir. Crushed fraksiya ən güclü viskoelastik şəbəkə performansını göstərmişdir.

FTIR analizi nə göstərdi?

FTIR spektrləri 400–4000 cm⁻¹ intervalında, 4 cm⁻¹ ayırdetmə qabiliyyətində və hər nümunə üçün 32 skanla qeydə alınmışdır. Zülalın ikincili quruluşunu qiymətləndirmək üçün Amide I bölgəsi, 1600–1700 cm⁻¹, Gaussian əyri ayrışdırması ilə analiz edilmişdir.

Fermentasiya edilməmiş undakı təxminən 3303 cm⁻¹ geniş O–H/N–H zolağı fermentasiya edilmiş nümunələrdə təxminən 3275–3289 cm⁻¹ bölgəsinə keçmişdir. Lipidlə əlaqəli təxminən 2925 və 2850 cm⁻¹ zolaqlarında və təxminən 1740 cm⁻¹ karbonil bölgəsində də dəyişikliklər müşahidə edilmişdir.

Fermentasiya edilməmiş nümunənin Amide I maksimumu təxminən 1641 cm⁻¹ ətrafında olduğu halda crushed və fine fraksiyalarda təxminən 1646 cm⁻¹-ə keçmişdir. Bu dəyişikliklər zülal konformasiyasının və onun ətrafındakı molekulyar qarşılıqlı təsirlərin fermentasiya ilə dəyişdiyini dəstəkləyir; tək bir pik sürüşməsi konkret zülal reaksiyasını birbaşa sübut etmir.

β-sheet bütün qruplarda dominant quruluş olaraq qalmışdır. Crushed və fine fraksiyalarda α-helix nisbəti artdığı halda random coil nisbəti fermentasiya edilməmiş nümunə ilə müqayisədə azalmışdır. Bu nəticələr fermentasiyanın zülalı tam denaturasiya etmək əvəzinə ikincili quruluşda yenidən təşkilə səbəb olduğu kimi şərh edilmişdir.

DSC: denaturasiya temperaturu ilə entalpiya eyni şeyi göstərirmi?

Xeyr. Denaturasiya temperaturu termal keçidin hansı temperaturda baş verdiyini; entalpiya dəyişməsi \(\Delta H\) isə bu keçid zamanı udulan istilik enerjisinin miqdarını ifadə edir. Buna görə eyni və ya oxşar denaturasiya temperaturlarına malik iki nümunənin \(\Delta H\) dəyərləri fərqli ola bilər.

DSC-də təxminən 10 mg, %40 w/v lupin unu nümunəsi hermetik tavada 25–120 °C arasında 5 °C/dak sürətlə qızdırılıb soyudulmuşdur.

İki əsas denaturasiya temperaturunda qruplar arasında əhəmiyyətli fərq aşkar edilməmiş, lakin entalpiya dəyərlərində əhəmiyyətli fərqlər görülmüşdür. Crushed fraksiya hər iki endotermik keçiddə ən yüksək \(\Delta H\) dəyərini göstərmişdir. Mənbə bunu termal açılma üçün daha çox enerji tələb edən, daha güclü və ya daha geniş molekullararası qarşılıqlı təsirlərlə uyğun hesab edir.

Mənbə daxilində DSC uyğunsuzluğu: Cədvəl 8 crushed Peak 1 üçün 89,51 ± 8,43 °C verdiyi halda paraqrafın ilk cümləsində 89,51 ± 80,43 °C yazılmışdır. Eyni cədvəldə crushed Peak 2 \(\Delta H\) dəyəri 4,71 ± 1,41 J/g olduğu halda paraqrafda 4,71 ± 0,01 J/g kimi yazılmışdır. Buna görə yuxarıdakı cədvəl birbaşa orijinal Cədvəl 8 dəyərlərini daşıyır, mətndəki iki ziddiyyətli dəyər isə ayrıca qeyd olunur.

PCA nə göstərdi?

Əsas komponent analizi (principal component analysis, PCA) bir-biri ilə əlaqəli çoxsaylı ölçməni daha az sayda birləşik ox üzərində ümumiləşdirən çoxdəyişənli üsuldur. PCA səbəb-nəticə əlaqəsini sübut etmir; nümunələrin çoxsaylı xüsusiyyətlər baxımından bir-birinə nə qədər bənzədiyini və ya ayrıldığını göstərir.

PCA üçün zülal, nişasta, LGC, WHC, zülal həllolması, köpük sabitliyi, β-sheet nisbəti və denaturasiya temperaturu seçilmiş və müxtəlif vahidlərin təsirini azaltmaq üçün dəyişənlər standartlaşdırılmışdır.

PC1 ümumi variasiyanın %42,7-sini, PC2 %31,9-unu izah etmiş; iki komponent birlikdə %74,6-lıq variasiyanı təmsil etmişdir. Crushed fraksiya PCA skor məkanında digər qruplardan fərqli mövqe göstərmişdir. Bu mövqe tək bir xüsusiyyətə deyil, tərkib, zülal davranışı, hidrasiya və struktur xüsusiyyətlərin ortaq kombinasiyasına uyğun gəlir.

PC1-in müsbət istiqaməti WHC, nişasta, köpük sabitliyi və zülal həllolması ilə; mənfi istiqaməti isə zülal tərkibi və LGC ilə əlaqələndirilmişdir. PC2-də LGC, nişasta, β-sheet və köpük sabitliyi müsbət; denaturasiya temperaturu mənfi istiqamətdə yerləşmişdir.

Fine fraksiyanın ən yüksək görünən zülal nisbətinə malik olmasına baxmayaraq crushed fraksiya ilə eyni PCA klasterində yerləşməməsi xüsusilə vacibdir. Bu nəticə qida komponentinin texnoloji keyfiyyətinin yalnız zülal faizi ilə izah edilə bilməyəcəyini dəstəkləyir.

Pearson korrelyasiyası nə göstərdi?

Zülal həllolması ilə emulsiyalaşdırma aktivliyi və köpük əmələgətirmə qabiliyyəti arasında güclü müsbət əlaqələr bildirilmişdir, \(r>0.94\), \(p<0.01\). Bu əlaqələr həll ola və dispersiya oluna bilən zülalların yağ–su və ya hava–su interfeyslərinə daha asan çata bilməsi ilə uyğundur.

Lakin korrelyasiya səbəbiyyət deyil. Yüksək zülal həllolmasının təkbaşına yüksək emulsiyalaşdırma aktivliyini “yaratdığı” bu analizlə sübut edilmir. Zülal konformasiyası, lif tərkibi və digər struktur dəyişənlər eyni vaxtda dəyişir.

Statistik analiz

Təcrübələr ən azı üç təkrarla aparılmış və nəticələr orta ± standart kənarlaşma kimi verilmişdir. Fermentasiyadan əvvəl və sonra hissəcik ölçüsü üçün iki istiqamətli ANOVA; digər ümumi müqayisələr üçün bir istiqamətli ANOVA və Tukey post-hoc testi istifadə edilmişdir. Ümumi əhəmiyyətlilik həddi \(p\leq0.05\)-dir. Analizlər SPSS 17.0 ilə aparılmışdır.

Quru maddə zaman sırasının nəticələr bölməsində repeated-measures ANOVA ilə qiymətləndirildiyi də ayrıca bildirilir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• İlkin substrat hissəcik ölçüsü eyni fermentasiya şəraitində əldə edilən lupin ununun sonrakı fizikokimyəvi və funksional xüsusiyyətləri ilə əlaqəlidir.
• Fermentasiya bütün hissəcik qruplarında yağ miqdarını azaltmışdır.
• Qida lifinin həll olan və həll olmayan fraksiyaları ilkin hissəcik ölçüsündən asılı olaraq müxtəlif dərəcələrdə dəyişmişdir.
• Crushed fraksiya %258 ilə ən yüksək WHC-ni göstərmişdir.
• Crushed fraksiya sınaqdan keçirilən bütün pH şəraitində ən yüksək emulsiyalaşdırma aktivliyini, köpük əmələgətirmə qabiliyyətini və zülal həllolmasını göstərmişdir.
• Split fraksiya emulsiya və köpük sabitliyində crushed fraksiyadan daha yüksək dəyərlər göstərmişdir.
• Crushed fraksiya temperatur və tezlik skanlarında güclü elastik/viskoelastik davranış göstərmişdir.
• FTIR və DSC fermentasiyanın zülal və matris quruluşunda dəyişiklik yaratdığını, lakin əsas termal keçid temperaturlarını böyük ölçüdə qoruduğunu göstərmişdir.
• PCA crushed fraksiyanın çoxdəyişənli xüsusiyyət kombinasiyası baxımından fərqli profil yaratdığını göstərmişdir.
• Ən yüksək görünən zülal tərkibinə malik fine fraksiya bütün funksiyalarda ən yaxşı performansı göstərməmişdir.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• “Hissəcik nə qədər kiçikdirsə, fermentasiya bir o qədər yaxşı olar” nəticəsi dəstəklənmir.
• “Crushed fraksiya bütün qida tətbiqlərində ən yaxşı fraksiyadır” nəticəsi dəstəklənmir.
• “Fine fraksiyadakı zülal artımı yeni zülal sintezinin birbaşa sübutudur” nəticəsi dəstəklənmir.
• Yağ azalması birbaşa ölçülmüş lipaz aktivliyinin sübutu deyil.
• IDF azalması ilə SDF artımı birbaşa ölçülmüş sellülaz aktivliyinin sübutu deyil.
• PCA və Pearson korrelyasiyaları səbəbiyyəti sübut etmir.
• Laboratoriya unu performansı real çörək, makaron, içki və ya başqa son məhsulda eyni performansın zəmanətli olduğunu göstərmir.
• Sensor qəbul, saxlama sabitliyi və real qida prosesi performansı bu tədqiqatda təsdiqlənməmişdir.

Əsas məhdudiyyətlər

Göbələk biokütləsi birbaşa ölçülməmişdir. Buna görə müxtəlif ilkin hissəciklərin real göbələk böyüməsinin miqdarını nə dərəcədə dəyişdirdiyi məlum deyil.

Substratdan istifadə kinetikası ölçülməmişdir. Quru maddə və tərkib dəyişiklikləri mövcud olsa da karbon, azot və ya müəyyən makromolekulların zaman üzrə istifadə sürətləri müəyyən edilməmişdir.

Ferment aktivlikləri ölçülməmişdir. Proteaz, lipaz və karbohidrat parçalayan fermentlər müzakirə edilən mümkün mexanizmlərdir; bunlar bu tədqiqatın birbaşa ölçmələri deyil.

Oksigen ötürülməsi ölçülməmişdir. Fine fraksiyadakı daha sıx qablaşmanın oksigenə çıxışı məhdudlaşdıra biləcəyi məntiqli izah kimi müzakirə edilmişdir, lakin birbaşa təsdiqlənməmişdir.

Ətraflı fermentasiya kinetikası yoxdur. Göbələyin böyümə sürəti, metabolik sürət və ferment istehsalının zaman üzrə kəmiyyət profili müəyyən edilməmişdir.

Real qida təsdiqi aparılmamışdır. Əldə edilən unların model və ya real qida sistemlərində emal performansı, saxlama xüsusiyyətləri və sensor xüsusiyyətləri gələcəkdə ayrıca qiymətləndirilməlidir.

Mənbə daxilində texniki uyğunsuzluqlar vardır. Reoloji gərginlik dəyəri, reologiya konsentrasiya vahidi, bəzi DSC xəta payları, rəng əhəmiyyətliliyi və hissəcik diametrində zaman təsirinin statistik şərhi mənbə daxilində bir-biri ilə tam uyğun deyil. Bu qeyri-müəyyənliklər Verianla tərəfindən səssizcə düzəldilməmişdir.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Effect of Particle Size on the Physicochemical and Functional Properties of Sweet Lupin (Lupinus angustifolius) Fermented with Rhizopus oligosporus

Müəlliflər: Ihlana Nairfana; Jaspreet Singh; Mike Boland; Lovedeep Kaur.

Müəllif sırası: Orijinal məqalədəki sıra qorunmuşdur.

Bərabər töhfə: Mənbədə açıq bərabər töhfə/bərabər birinci müəlliflik bəyanı görünmür.

Məsul müəllif: Lovedeep Kaur.

Qurum 1: School of Food Technology and Natural Sciences, Massey University, Palmerston North 4442, New Zealand.

Qurum 2: Riddet Institute, Massey University, Palmerston North 4442, New Zealand.

Jurnal: Foods.

Nəşriyyat: MDPI, Basel, Switzerland.

Mənbə növü: Article; nəzarətli laboratoriya fermentasiyası və qida komponenti xarakterizasiyası tədqiqatı.

Resenziya statusu: Foods resenziyalı elmi jurnaldır və məqalə dərc olunmuş version of record-dur.

Cild / say / məqalə nömrəsi: Foods 2026, 15(18), 3306.

DOI: 10.3390/foods15183306.

Təqdim tarixi: 30 İyul 2026.

Reviziya tarixi: 3 Sentyabr 2026.

Qəbul tarixi: 9 Sentyabr 2026.

Nəşr tarixi: 18 Sentyabr 2026.

Rəsmi qeyd: DOI 10.3390/foods15183306 vasitəsilə MDPI nəşr qeydi.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Əlavə material: Table S1 Pearson korrelyasiya analizi; Figure S1 strain sweep nəticələri; Table S2 quru maddə tərkibi; Table S3 quru maddənin geri qazanılması.

Maliyyələşdirmə: New Zealand Ministry of Business, Innovation and Employment (MBIE) Endeavour Fund, Smart Idea, müqavilə no. MAU2443.

Etik komitə: Tətbiq edilmir.

Məlumatlandırılmış razılıq: Tətbiq edilmir.

Məlumatların əlçatanlığı: Məlumatların sorğu əsasında təqdim ediləcəyi bildirilmişdir.

Maraqların toqquşması: Müəlliflər maraqların toqquşması olmadığını bəyan etmişlər.

Müəllif töhfələri: Lovedeep Kaur: konseptuallaşdırma, nəzarət, metod, nəzərdən keçirmə və redaktə. Jaspreet Singh: konseptuallaşdırma, metod, nəzərdən keçirmə və redaktə, nəzarət. Mike Boland: konseptuallaşdırma, metod, nəzərdən keçirmə və redaktə, nəzarət. Ihlana Nairfana: konseptuallaşdırma, formal analiz, tədqiqat, məlumat kurasiyası və ilkin layihənin yazılması.

Mənbə daxilində uyğunsuzluq 1 — reologiya: metod bölməsində sonrakı skanlar üçün %0,01 gərginlik, nəticələr bölməsində isə %0,03 gərginlik yazılmışdır.

Mənbə daxilində uyğunsuzluq 2 — reologiya konsentrasiyası: metod bölməsi %25 w/w, nəticələr bölməsi isə %25 w/v ifadəsindən istifadə edir.

Mənbə daxilində uyğunsuzluq 3 — DSC: Cədvəl 8-də crushed Peak 1 temperaturu 89,51 ± 8,43 °C olduğu halda paraqrafın bir yerində 89,51 ± 80,43 °C; Cədvəl 8-də crushed Peak 2 ΔH dəyəri 4,71 ± 1,41 J/g olduğu halda paraqrafda 4,71 ± 0,01 J/g yazılmışdır.

Mənbə daxilində uyğunsuzluq 4 — rəng: nəticələr mətninin bir cümləsi a* fərqini əhəmiyyətli kimi xarakterizə etdiyi halda, sonrakı cümlə və Cədvəl 4 a* və b* fərqlərinin əhəmiyyətli olmadığını göstərir.

Mənbə daxilində uyğunsuzluq 5 — ilkin/son Feret diametri: nəticələr bölməsində fraksiya daxilindəki dəyişikliklərin p > 0,05 ilə əhəmiyyətli olmadığı bildirildiyi halda, müzakirədə split və crushed üçün əhəmiyyətli artım ifadəsi vardır.

Əsas metodoloji məhdudiyyət: Göbələk biokütləsinin inkişafı, substratdan istifadə sürəti, ferment aktivliyi, oksigen ötürülməsi və ətraflı fermentasiya kinetikası birbaşa ölçülməmişdir. Tətbiqə xas real qida emalı, saxlama və sensor performans da ayrıca təsdiqlənməlidir.