Rhizopus oligosporus орди люпини ширини ферментатсияшуда бо Lupinus angustifolius як ҷузъи ғизоии растанипоя аст, ки бо тағйир додани андозаи ибтидоии зарраҳои тухмӣ, гузаронидани онҳо аз ферментатсияи назоратшаванда ва сипас хушконидану осиёб кардан ба даст меояд. Таҳқиқот санҷидааст, ки ҷудо кардани люпин пеш аз оғози ферментатсия ба се андозаи физикии гуногун — split, crushed ва fine — оё таркиби химиявӣ, сохтори сафеда, нигоҳдории об ва равған, гелшавӣ, эмулсияшавӣ, кафккунӣ, ҳалшавӣ ва рафтори реологии орди ҳосилшударо дар шароити якхелаи ферментатсия тағйир медиҳад ё не.

Диаметрҳои миёнаи ибтидоии Feret барои фраксияи split 7,02 ± 1,60 mm, барои crushed 3,72 ± 0,56 mm ва барои fine 0,37 ± 0,25 mm чен карда шуданд. Ҳар се гурӯҳ бо тарзи якхела дар шароити 36 соат, 30 °C, 100 rpm ва аэратсияи 1 L/dak бо истифода аз %1 стартери тиҷоратии tempeh ферментатсия шуданд. Пас аз ферментатсия ҳамаи маҳсулот бо усули яхбандӣ хушк, осиёб ва аз элаки 1 mm гузаронда шуданд. Дар натиҷаи ин стандартсозӣ байни тақсимоти зарраҳои D10, D50 ва D90-и ордҳои ниҳоӣ фарқи назаррас боқӣ намонд. Аз ин рӯ, гумон меравад, ки фарқиятҳои функсионалии минбаъда на танҳо аз дағалии донаи орди ниҳоӣ, балки аз тағйироти таркибӣ ва молекулавие сарчашма мегиранд, ки ҳангоми ферментатсия дар сохторҳои гуногуни физикии ибтидоӣ рух медиҳанд.

Ферментатсия миқдори равғанро дар ҳамаи гурӯҳҳои зарра кам карда, тақсимоти нахи ғизоиро тағйир дод. Гарчанде ки баландтарин ҳиссаи намоёни сафеда бо %43,5 дар фраксияи fine-и ферментатсияшуда мушоҳида шуд, қавитарин нишондиҳандаи умумии функсионалӣ дар fine ба даст наомад. Фраксияи миёнаҳаҷми crushed бо қобилияти нигоҳдории оби %258, баландтарин фаъолнокии эмулсиякунӣ ва қобилияти тавлиди кафк дар доираи pH 2–8, баландтарин ҳалшавии сафеда ва қавитарин рафтори шабакаи вискоэластикӣ дар бисёр нишондиҳандаҳо фарқ кард. Фраксияи crushed инчунин бо миқдори %28,9 нахи ҳалшавандаи ғизоӣ аз дигар гурӯҳҳо ба таври равшан фарқ намуд.

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки таъсири андозаи зарра хаттӣ нест. Зарраҳои хеле калон метавонанд дастрасии микроорганизмҳо ва ферментҳоро ба субстрат маҳдуд кунанд, дар ҳоле ки зарраҳои аз ҳад майда низ функсионалии беҳтарро кафолат надоданд. Муаллифон муҳокима мекунанд, ки ин метавонад бо бастабандии зич дар зарраҳои хурд, кам шудани ҳаҷми ковокиҳо ва маҳдудиятҳои эҳтимолии интиқоли оксиген алоқаманд бошад; аммо дар таҳқиқот интиқоли оксиген, биомассаи занбӯруғӣ, фаъолнокии ферментҳо ё кинетикаи муфассали истифодаи субстрат мустақиман чен карда нашудаанд. Аз ин рӯ, ин механизмҳо далели мустақими таҷрибавӣ нестанд, балки шарҳҳои ба адабиёт асосёфтаи натиҷаҳои бадастомада мебошанд.

Муҳимтарин натиҷаи амалӣ ин аст, ки қоидаи содаи «майдатарин осиёб беҳтарин ферментатсияро медиҳад» дастгирӣ намешавад. Гарчанде фраксияи crushed дар маҷмӯъ натиҷаҳои мутавозинтар дод, дар ҳамаи хусусиятҳои функсионалӣ як фраксияи ягона бартарӣ надорад. Масалан, фаъолнокии эмулсиякунӣ ва қобилияти тавлиди кафк дар crushed баланд буд, аммо дар устувории эмулсия ва кафк фраксияи split арзишҳои баландтар нишон дод. Аз ин рӯ, андозаи мувофиқи ибтидоии зарра бояд вобаста ба он интихоб шавад, ки барои ғизои истеҳсолшаванда кадом хусусият лозим аст.

Масъалаи асосии таҳқиқот

Люпин як лӯбиёгиест, ки аз сабаби миқдори зиёди сафеда дар истеҳсоли ғизои растанипоя арзёбӣ мешавад. Аммо танҳо миқдори зиёди сафеда доштани ашёи хоми растанӣ маънои онро надорад, ки он дар истеҳсоли ғизо як ҷузъи хуби эмулсиякунанда, кафккунанда, гелсоз ё нигоҳдорандаи об хоҳад буд. Нах, липид, полисахарид, крахмал ва дигар ҷузъҳо ғайр аз сафеда низ ба рафтори технологӣ таъсир мерасонанд.

Ферментатсия метавонад молекулаҳои калон ва сохторҳои ҳуҷайравии матритсаи растаниро тағйир диҳад. R. oligosporus занбӯруғи риштамонанди хӯрокист, ки бо истеҳсоли анъанавии tempeh алоқаманд аст. Дар ин таҳқиқот ба ҷойи изоляти тозаи лабораторӣ стартери тиҷоратии tempeh-и дараҷаи ғизоии RAPRIMA истифода шуд; манбаъ нишон медиҳад, ки ин стартер ҳамчун микроорганизми асосии ферментатсия R. oligosporus-ро дар бар мегирад.

Саволи асосии таҳқиқот танҳо «оё ферментатсия люпинро тағйир медиҳад?» нест. Саволи аслӣ ин аст, ки ҳангоми ферментатсия шудани ҳамон люпин дар ҳамон шароит андозаи физикии зарраи ибтидоӣ то чӣ андоза муҳим аст.

Чаро Андозаи Зарра Дар Ферментатсия Муҳим Аст?

Андозаи ибтидоии зарра тағйирёбандаи равандест, ки метавонад ба масоҳати дастрасии микроорганизм ба сатҳи субстрат, тақсимоти намӣ, масофаи расидани ферментҳо ба бофтаи растанӣ ва сохтори холигиҳои матритсаи ферментатсия таъсир расонад. Бо вуҷуди ин, ин таҳқиқот нишон надод, ки бо хурд шудани зарра нишондиҳандаҳо пайваста беҳтар мешаванд; фраксияи миёнаҳаҷми crushed дар бисёр нишондиҳандаҳои функсионалӣ мувозинати мувофиқтаринро таъмин кард.

Дар таҷриба се фраксияи ибтидоӣ чӣ гуна сохта шуданд?

Тухмиҳои split-и L. angustifolius-и дараҷаи ғизоӣ ва пӯстгирифташуда аз ширкати Lupin Co. дар Австралия бо номи тиҷоратии LupinQ дастрас карда шуданд. Манбаъ намнокии ибтидоии маҳсулотро %9–10 нишон медиҳад.

Се гурӯҳи физикии ибтидоӣ истифода шуданд:

• Split: люпини пӯстгирифта ва дунимшудае, ки аз таъминкунанда омадааст.
• Crushed: фраксияе, ки пас аз осиёби хушк аз элаки 2,0 mm гузаронида шудааст.
• Fine: фраксияи майдатаре, ки пас аз осиёби хушк аз элаки 1,0 mm гузаронида шудааст.

Андозаи сӯрохии элак бо диаметри воқеии Feret-и зарра як чиз нест. Азбаски зарраҳо шакли номунтазам доранд, муҳаққиқон дар таҳлили тасвир диаметри Feret-ро истифода карданд. Диаметри Feret дарозтарин масофаи калиперӣ байни ду нуқтаи сарҳади зарра аст. Диаметри минималии Feret бошад андозаи кӯтоҳтари калиперии зарраро ифода мекунад.

Шароити ферментатсия

Аз ҳар як фраксияи ибтидоӣ 420 g гирифта, бо 840 mL об омехта ва 20 дақиқа ҷӯшонида шуд. Субстратҳои пухташуда полонида, дар ҳарорати хонагии 20–22 °C 15 дақиқа бо ҳаво хунук карда шуданд ва массаи пухташуда сабт гардид.

Ба субстрат аз рӯи масса %1 стартери тиҷоратии tempeh-и RAPRIMA илова шуд. Люпини инокулятсияшуда инчунин бо 1 L оби MilliQ омехта шуда, дар биореактори назоратшавандаи BioFlo/Celligen 115 дар давоми 36 соат дар 30 °C, 100 rpm ва ҷараёни ҳавои 1 L/dak ферментатсия шуд. Як сатҳи стартер ва як шароити раванд ба ҳар се гурӯҳи ибтидоии зарра татбиқ гардид.

Матни манбаъ таҳқиқотро дар баъзе ҷойҳо дар заминаи адабиёти ферментатсияи ҳолати сахт муҳокима мекунад. Бо вуҷуди ин, дар таҷҳизоти воқеии таҷрибавӣ биореактори назоратшавандае истифода шудааст, ки ба он миқдори назарраси об илова шуда, омехта ва аэратсия мешуд. Аз ин рӯ, раванд дар ин ҷо бо параметрҳои воқеии таҷрибавии дар манбаъ додашуда тавсиф мешавад; алоҳида фарз карда намешавад, ки он системаи классикии ферментатсияи ҳолати сахт аст.

Андозаҳои зарра дар оғоз ва охири ферментатсия

Дар бахши натиҷаҳои манбаъ гуфта мешавад, ки гарчанде диаметрҳои миёна ва минималии Feret аз ҷиҳати рақамӣ зиёд шудаанд, фарқиятҳои ибтидо–охир дар дохили ҳамон фраксия аз ҷиҳати оморӣ назаррас нестанд, \(p>0.05\). Баръакс, дар як ҷумлаи дигари бахши муҳокима барои фраксияҳои split ва crushed ибораи «афзоиши назаррас» истифода шудааст. Бо сабаби ин зиддияти дохилии манбаъ, матни Verianla хулоса намекунад, ки ферментатсия диаметри зарраро ба таври қатъӣ ва назаррас зиёд кардааст.

Ҳангоми баррасии синфҳои тақсимоти зарра дида шуд, ки тақсимоти визуалӣ ба синфҳои калонтар кӯчид. Дар оғоз тақрибан %95 зарраҳои fine аз 0,50 mm хурд буданд, дар ҳоле ки пас аз ферментатсия тақрибан %64 фраксияи fine дар синфи 0,5–1,0 mm ҷой гирифт. Фраксияи crushed пас аз ферментатсия асосан ба синфҳои 4–8 mm, фраксияи split бошад асосан ба синфҳои 6–10 mm ва болотар гузашт. Ин тағйироти тақсимот бояд аз натиҷаи аҳамиятнокии гузоришшуда барои диаметри миёна алоҳида арзёбӣ шаванд.

Чаро Хурдтарин Зарраҳои Люпин Беҳтарин Натиҷаи Функсионалиро Надоданд?

Гарчанде зарраҳои хурдтар метавонанд масоҳати бештари сатҳ ва масофаи кӯтоҳтари диффузияро таъмин кунанд, ин таҳқиқот нишон дод, ки бартарӣ хаттӣ нест; бастабандии зичи субстрати аз ҳад майда метавонад ҳаҷми ковокиҳо ва интиқоли эҳтимолии оксигенро маҳдуд карда, ба тағйироти аз ҳад зиёди ташкили сохторӣ дар матритсаи сафеда/нах, ки барои функсия лозим аст, оварда расонад. Аммо азбаски интиқоли оксиген, фаъолнокии фермент ва биомассаи занбӯруғӣ мустақиман чен нашудаанд, инҳо механизмҳои қатъии исботкунандаи бартарии crushed нестанд, балки равандҳои эҳтимолие мебошанд, ки муаллифон барои шарҳи натиҷаҳо муҳокима кардаанд.

Чаро андозаҳои зарраи орди ниҳоӣ назорати муҳимро ташкил медиҳанд?

Пас аз анҷоми ферментатсия ҳамаи намунаҳои ферментатсияшуда ва назорати ферментатсиянашуда бо тарзи якхела яхбандӣ хушк, осиёб ва аз элаки 1 mm гузаронда шуданд. Дар таҳлили Mastersizer арзишҳои D10-и маҳсулоти ниҳоӣ дар доираи 12,83–13,70 µm, D50 дар 166,67–171,67 µm ва D90 дар 710,00–799,67 µm буданд ва байни гурӯҳҳо фарқи назаррас дида нашуд, \(p>0.05\).

Ин натиҷа яке аз нуқтаҳои муҳимтарини тарҳи таҷриба аст. Азбаски тақсимоти андозаи ордҳои ниҳоии истифодашуда дар озмоишҳои функсионалӣ ба ҳам монанд карда шуд, фарқиятҳои баъдии байни гурӯҳҳои crushed, split ва fine-ро танҳо бо он ки «як орд майдатар буд» шарҳ додан мумкин нест. Фарқиятҳо таъсирҳои ферментатсияро инъикос мекунанд, ки бо сохтори физикии ибтидоии ашёи хом ҳангоми ворид шудан ба ферментатсия алоқаманданд.

Миқдори моддаи хушк ва барқароркунии моддаи хушк

Моддаи хушк (dry matter, DM) дар вақтҳои 0, 12, 24 ва 36 соати ферментатсия арзёбӣ шуд. Манбаъ фоизи моддаи хушкро бо муодилаи зерин ҳисоб кардааст:

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

Формула чиро ҳисоб мекунад? Нишон медиҳад, ки чӣ қадар аз намунаи тарии ферментатсия пас аз хушконидани яхбандӣ ҳамчун моддаи хушк боқӣ мондааст.

\(W_{FD}\): Массаи намунаи бо яхбандӣ хушкшуда бо грамм.

\(W_{wet}\): Массаи тарии ҳамон намуна пеш аз хушконидан.

Маънои математикӣ: Таносуби массаи хушк ба массаи тар ба фоиз табдил дода мешавад. Бо зиёд шудани ҳиссаи об, барои ҳамон моддаи хушк фоизи DM кам мешавад.

Барқароркунии моддаи хушк бошад:

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

\(DM_{initial}\): Миқдори умумии моддаи хушке, ки дар оғоз ба системаи ферментатсия дода шудааст.

\(DM_{final}\): Моддаи хушки боқимонда, ки аз миқдори моддаи хушк ва массаи умумии ферментатсия дар охири раванд ҳисоб шудааст.

Тафсир: DMR-и наздик ба %100 нишон медиҳад, ки қисми зиёди моддаи хушки ибтидоӣ дар охири раванд барқарор шудааст. DMR дар фраксияи split %97,20 ± 0,84, дар crushed %95,52 ± 1,30 ва дар fine %94,53 ± 1,37 буд. Гарчанде аз ҷиҳати рақамӣ бо хурд шудани зарра барқароршавӣ камтар менамояд, фарқи гурӯҳҳо назаррас нест, \(F=3.841\), \(p=0.084\).

Вақти ферментатсия миқдори DM-ро ба таври назаррас тағйир надод, \(F=2.090\), \(p=0.137\); ҳамкории вақт × фраксияи зарра низ назаррас нест, \(F=0.910\), \(p=0.510\). Баръакс, таъсири асосии фраксияи зарра назаррас аст, \(F=11.933\), \(p=0.008\), қисман \(\eta^2=0.799\). DM-и миёна дар тӯли вақт барои split %24,25 ± 0,15, барои crushed %23,59 ± 0,53 ва барои fine %22,86 ± 0,20 буд.

Таркиби наздик чӣ гуна тағйир ёфт?

Сафеда бо усули Dumas ва коэффисиенти табдили азот-сафеда 5,7; намӣ, хокистар, равған, крахмал ва нахи ғизоӣ бо усулҳои дахлдори AOAC чен карда шуданд. Миқдори карбогидрат ба ҷойи ченкунии мустақими аналитикӣ бо усули фарқ ҳисоб карда шуд:

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

\(MC\): миқдори намӣ; \(CP\): сафедаи хом; Fat: равған; Ash: миқдори хокистар.

Аз ин рӯ, арзиши «карбогидрат» таҳлили алоҳидаи карбогидрат нест; он арзиши фарқест, ки бо аз 100 тарҳ кардани ҷамъбасти дигар ҷузъҳои асосии ченшуда ба даст меояд.

Фраксияи fine-и ферментатсияшуда бо %43,5 баландтарин консентратсияи намоёни сафедаро нишон дод. Аммо ин арзишро ба шакли «занбӯруғ сафедаи нав истеҳсол кард ва массаи умумии сафеда ҳамин қадар зиёд шуд» тафсир кардан дуруст нест. Дар таҳқиқот тавозуни массаи сафеда ё биомассаи занбӯруғӣ мустақиман чен нашудааст. Истеъмол ё кам шудани дигар ҷузъҳо метавонад фоизи нисбии сафедаро дар моддаи хушки умумӣ зиёд кунад.

Миқдори равған дар ҳамаи гурӯҳҳои ферментатсияшуда кам шуд: аз %6,5 то %4,7 дар split, %2,7 дар crushed ва %2,0 дар fine. Манбаъ фаъолнокии липолитикиро ҳамчун яке аз шарҳҳои эҳтимолӣ муҳокима мекунад; аммо азбаски фаъолнокии липаза чен нашудааст, ин коҳиш таъсири мустақиман ченшудаи липаза нест.

Тағйироти нахи ғизоӣ махсусан дар фраксияи crushed қобили таваҷҷуҳ аст. Нахи ғизоии ҳалнашаванда (IDF) аз %35,6 то %10,6 кам шуд, дар ҳоле ки нахи ғизоии ҳалшаванда (SDF) то %28,9 баланд шуд. Манбаъ инро бо тағйир ё ҳалшаванда шудани полисахаридҳои сохторӣ мепайвандад; аммо ферментҳои дахлдори занбӯруғӣ мустақиман чен нашудаанд.

Профили аминокислотаҳо

Аминокислотаҳо пас аз гидролизи HCl бо HPLC-и фазаи баръакс бо дериватизатсияи AccQ-Tag чен шуданд; барои систеин ва метионин оксидшавӣ бо performic acid истифода шуд.

Арзишҳои умумии аминокислотаҳои ивазнашаванда дар фраксияҳои crushed ва fine аз split баландтаранд. Метионин дар crushed ва fine зиёд шуд, дар ҳоле ки аргинин дар ҳамаи гурӯҳҳои ферментатсияшуда кам шуд. Манбаъ коҳиши аргининро бо метаболизми занбӯруғӣ ва афзоиши баъзе аминокислотаҳоро бо гидролизи сафеда ва метаболизми аминокислотаҳо мепайвандад; аммо ҷараёнҳои метаболикии дахлдор ё фаъолнокии ферментҳо мустақиман чен нашудаанд.

Фарқи ранг чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Ранг бо колориметри Minolta CR-400, бо равшанкунандаи D65, мушоҳидагари стандартии 10° ва сӯрохии ченкунии 8 mm дар системаи CIE L*a*b* чен карда шуд.

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

Формула чиро ҳисоб мекунад? Масофаи умумии ранг байни намунаи ферментатсияшуда ва истиноди ферментатсиянашударо ҳисоб мекунад.

\(L^*\): меҳвари равшанӣ-торикӣ; \(a^*\): меҳвари сурх-сабз; \(b^*\): меҳвари зард-кабуд.

Азбаски квадратҳои фарқиятҳо дар се меҳвар ҷамъ мешаванд, аломатҳо якдигарро бекор намекунанд; масофаи умумии геометрии ранг ба даст меояд.

Ёддошти дохилиманбаъӣ оид ба ранг: Яке аз ҷумлаҳои аввали бахши натиҷаҳо мегӯяд, ки ферментатсия ва андозаи зарра дар арзишҳои L* ва a* фарқи назаррас эҷод кардаанд; аммо ҷумлаи баъдӣ мегӯяд, ки танҳо барои L* таъсири назаррас ҳаст ва a* ва b* таъсир нагирифтаанд. Дар Ҷадвал 4 сутунҳои a* ва b* дар ҳамаи гурӯҳҳо як ҳарфи оморӣ доранд. Аз ин рӯ, матни Verianla танҳо фарқи L*-ро ҳамчун равшан дастгиришуда қабул мекунад ва зиддиятро барои a* пинҳон намекунад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Қобилияти нигоҳдории об ва равған

Барои қобилияти нигоҳдории об (WHC) ва қобилияти нигоҳдории равған (OHC), 1 g орд бо 10 mL оби дистиллшуда ё равғани канола 30 сония vortex карда, 30 дақиқа мувозинат дода ва дар 5000×g 30 дақиқа центрифуга карда шуд. Ҳаҷми фазаи болоии ҷудошуда чен карда шуда, WHC/OHC дар асоси вазни хушк ҳисоб гардид. Манбаъ барои WHC ва OHC муодилаи возеҳи математикӣ намедиҳад; аз ин рӯ, дар ин ҷо формулаи берун аз манбаъ илова нашудааст.

Фраксияи crushed бо %258 баландтарин арзиши WHC-ро дод. Аз рӯи OHC, орди ферментатсиянашуда бо %209 баландтарин ва split бо %196 пасттарин арзишро дорад. Аз ин рӯ, беҳтар шудани нигоҳдории об бо ферментатсия маънои онро надорад, ки нигоҳдории равған ҳам ба ҳамон самт зиёд мешавад.

Консентратсияи ҳадди ақали гелшавӣ (least gelation concentration, LGC) дар суспензияҳои байни 2–20% w/v, ки бо қадамҳои %2 омода шуда буданд, муайян карда шуд. Намунаҳо дар 80 °C 1 соат гарм, зуд хунук ва дар 4 °C 2 соат нигоҳ дошта шуданд. Аввалин консентратсияе, ки ҳангоми чаппа кардани найча ҷорӣ намешуд, ҳамчун LGC қабул гардид. LGC-и паст маънои қобилияти гелсозӣ дар консентратсияи камтари ордро дорад. Split-и ферментатсияшуда бо %12 пасттарин LGC-ро дод.

Фаъолнокӣ ва устувории эмулсиякунӣ

Дисперсияҳои %1 w/v орди люпин ба pH 2, 4, 6 ва 8 танзим шуда, 10 дақиқа гомогенизатсияи баландсуръат татбиқ гардид. Дар дақиқаи панҷум 100 mL равғани канола оҳиста илова шуд. Пас аз центрифуга кардани система дар 2000×g 10 дақиқа, фаъолнокии эмулсиякунӣ ҳамчун таносуби баландии қабати эмулсияшуда ба баландии умумии омехта ҳисоб карда шуд.

Устувории эмулсия бо гарм кардани ҳамон эмулсияҳо дар 80 °C 30 дақиқа, хунук кардани онҳо 15 дақиқа ва центрифуга кардан дар 2000×g 15 дақиқа арзёбӣ шуд.

Фраксияи crushed дар ҳамаи арзишҳои pH баландтарин фаъолнокии эмулсиякуниро дод: дар pH 2 %47,60 ± 9,42; дар pH 4 %43,20 ± 7,11; дар pH 6 %48,20 ± 9,71 ва дар pH 8 %48,80 ± 8,24.

Баръакс, дар устувории эмулсия фраксияи split дар ҳамаи арзишҳои pH баландтарин натиҷаҳоро нишон дод: мутаносибан %41,30 ± 40,72; %39,00 ± 8,11; %47,00 ± 8,81 ва %47,40 ± 1,34. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки баробарии «фаъолнокии баландтари эмулсиякунӣ = ҳатман устувории баландтар» вуҷуд надорад.

Тавлиди кафк ва устувории кафк

Дар таҷрибаи кафк суспензияҳои %1 w/v ба pH 2, 4, 6 ва 8 танзим шуда, бо миксери дастӣ дар суръати баланд 5 дақиқа лат дода шуданд. Қобилияти тавлиди кафк аз рӯи ҳаҷми кафки ҳосилшуда нисбат ба ҳаҷми суспензияи ибтидоӣ арзёбӣ шуд; устувории кафк аз рӯи таносуби кафки боқимонда ба ҳаҷми ибтидоии кафк пас аз 2 соат нигоҳ доштан дар ҳарорати хона муайян гардид.

Фраксияи crushed дар pH 2, 4, 6 ва 8 мутаносибан бо %35,10 ± 8,87; %23,10 ± 4,46; %50,00 ± 8,61 ва %55,70 ± 7,65 баландтарин қобилияти тавлиди кафкро нишон дод.

Дар устувории кафк бошад фраксияи split мутаносибан бо %24,52 ± 4,22; %15,66 ± 3,12; %43,85 ± 8,21 ва %49,36 ± 9,24 баландтарин арзишҳоро дод. Қобилияти баланди тавлиди кафки crushed маънои онро надорад, ки кафки ҳосилкардаи он аз ҳама устувор аст.

Ҳалшавии сафеда ва таъсири pH

Барои ҳалшавии сафеда суспензияи %2 w/w орди люпин омода шуда, ба pH 2, 4, 6 ё 8 танзим гардид, 1 соат омехта ва дар 17.000×g 30 дақиқа центрифуга шуд. Фазаи болоӣ бо яхбандӣ хушк карда шуда, сафеда бо усули Kjeldahl бо истифода аз коэффисиенти табдили азот-сафеда 5,7 чен гардид.

Дар ҳамаи намунаҳо пасттарин ҳалшавӣ дар атрофи pH 4 ва баландтарин ҳалшавӣ дар доираи pH 6–8 мушоҳида шуд. Фраксияи crushed дар ҳамаи арзишҳои pH-и санҷидашуда дар байни гурӯҳҳои ферментатсияшуда баландтарин арзиши ҳалшавиро дорад.

Вақте Андозаи Зарраи Ордҳои Ниҳоӣ Монанд Аст, Андозаи Ибтидоии Зарра Чӣ Гуна Ҳанӯз Таъсир Мерасонад?

Азбаски пеш аз санҷишҳои функсионалӣ ҳамаи намунаҳо аз як раванди хушконидан, осиёб ва элаккунии 1 mm гузаштанд ва тақсимоти ниҳоии D10/D50/D90 ба таври назаррас фарқ надошт, фарқиятҳои функсионалии ченшударо танҳо бо дағалии физикии хокаи ниҳоӣ шарҳ додан мумкин нест; таҳқиқот ин фарқиятҳоро бо тағйироти гуногуне мепайвандад, ки сохтори ибтидоии субстрат ҳангоми ферментатсия дар сафеда, нах, липид ва ташкили молекулавӣ ба вуҷуд овардааст.

Озмоишҳои реологӣ чиро чен мекунанд?

Реология рафтори механикии системаи ғизоиро дар муқобили деформатсия ва ҷараён меомӯзад. Дар таҳқиқот реометри Anton Paar Physica MCR301 бо пластинаи пӯлодии параллелии 40 mm ва фосилаи 2 mm байни пластинаҳо истифода шуд.

Модули нигоҳдорӣ \(G'\) бо энергияи ба таври эластикӣ нигоҳдоштаи намуна алоқаманд аст. \(G'\)-и баланд рафтори қавитари шабакаи сахтмонанд/эластикиро нишон медиҳад.

Модули талафот \(G''\) қисми энергияи деформатсияро ифода мекунад, ки тавассути рафтори часпак талаф мешавад.

Тангенси талафот:

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

Гарчанде ин баробарӣ дар манбаъ ҳамчун муодилаи ҷудогонаи рақамдор чоп нашудааст, манбаъ метрикаҳои \(G'\), \(G''\) ва \(\tan\delta\)-ро якҷоя истифода мебарад; он дар ин ҷо танҳо барои шарҳи консептуалии робитаи метрикҳо нишон дода шудааст. Вақте \(\tan\delta<1\), ҷузъи эластикӣ аз ҷузъи часпак бартарӣ дорад.

Дар бахши усули манбаъ навишта шудааст, ки strain sweep дар доираи %0,001–100 анҷом дода шуда, барои таҷрибаҳои баъдӣ дар дохили LVR %0,01 деформатсия интихоб шудааст. Баръакс, дар бахши натиҷаҳо истифода шудани арзиши %0,03 зикр мешавад. Аз худи мақола муайян кардан имконнопазир аст, ки кадом арзиш воқеан истифода шудааст; аз ин рӯ ҳар ду арзиш бояд ҳамчун номувофиқии дохилиманбаъӣ нигоҳ дошта шаванд.

Илова бар ин, бахши усул пастаҳои ордро ҳамчун “%25 w/w moisture content” тавсиф мекунад, дар ҳоле ки бахши натиҷаҳо намунаҳои скани ҳароратро “%25 w/v dispersions” меномад. Ин номуайянии дуюми воҳиди консентратсия аст; Verianla яке аз ин ду ифодаро хомӯшона ба дигараш табдил намедиҳад.

Скани ҳарорат

Тибқи усули манбаъ намунаҳо аз 25 °C то 95 °C бо суръати 4 °C/dak гарм, дар 95 °C 30 сония нигоҳ дошта, бо ҳамон суръат то 25 °C хунук ва дар 25 °C боз 30 сония нигоҳ дошта шуданд. Барои кам кардани талафи намӣ ба канори намуна қабати тунуки равғани минералӣ гузошта шуд.

Дар ҳамаи намунаҳо \(G'>G''\) ва \(\tan\delta<1\) ёфт шуд. Ин нишон медиҳад, ки дар ҳамаи пастаҳои люпин ҷузъи эластикӣ аз ҷузъи часпак бартарӣ дорад.

Фраксияи crushed ҳам дар вақти гармкунӣ ва ҳам хунуккунӣ баландтарин арзишҳои \(G'\)-ро нишон дод. Бо баланд шудани ҳарорат \(G'\) ва \(G''\) умуман кам шуданд ва ҳангоми хунукшавӣ барқароршавии қисман ба амал омад.

Арзишҳои \(\tan\delta\)-и фраксияи crushed тақрибан 0,12–0,17 ва пасттарин буданд; арзишҳои орди ферментатсиянашуда тақрибан 0,29–0,36 ва дар баландтарин доира буданд. Аз ин рӯ, гарчанде орди ферментатсиянашуда дар баъзе шароит \(G'\)-и нисбатан баланд нишон диҳад, таносуби талафи энергияи часпак ба ҷузъи эластикӣ баландтар аст. Сифати шабакаро танҳо аз рӯи арзиши \(G'\) арзёбӣ кардан лозим нест.

Скани басомад

Дар скани басомад манбаъ нишон медиҳад, ки дар 25 °C доираи 0,01–10 Hz истифода шудааст. Манбаъ онро “angular frequency” меномад, аммо воҳидро Hz медиҳад; Verianla табдили rad/s-еро, ки дар манбаъ нест, анҷом намедиҳад.

Бо зиёд шудани басомад дар ҳамаи намунаҳо ҳам \(G'\) ва ҳам \(G''\) зиёд шуданд ва \(G'\) дар тамоми доира аз \(G''\) калонтар боқӣ монд. Дар скани басомад тартиби бузургии модул умуман crushed > split > fine > ферментатсиянашуда аст. Фраксияи crushed қавитарин иҷрои шабакаи вискоэластикиро нишон дод.

Таҳлили FTIR чиро нишон дод?

Спектрҳои FTIR дар доираи 400–4000 cm⁻¹, бо ҳалнокии 4 cm⁻¹ ва 32 скан барои ҳар намуна сабт шуданд. Барои арзёбии сохтори дуюмдараҷаи сафеда минтақаи Amide I, 1600–1700 cm⁻¹, бо ҷудокунии каҷи Gaussian таҳлил шуд.

Банди васеи O–H/N–H-и тақрибан 3303 cm⁻¹ дар орди ферментатсиянашуда дар намунаҳои ферментатсияшуда ба минтақаи тақрибан 3275–3289 cm⁻¹ кӯчид. Дар бандҳои тақрибан 2925 ва 2850 cm⁻¹ вобаста ба липид ва минтақаи карбонилии тақрибан 1740 cm⁻¹ низ тағйирот дида шуд.

Максимуми Amide I-и намунаи ферментатсиянашуда тақрибан дар 1641 cm⁻¹ буд, дар ҳоле ки дар фраксияҳои crushed ва fine ба тақрибан 1646 cm⁻¹ кӯчид. Ин тағйирот дастгирӣ мекунад, ки конформатсияи сафеда ва ҳамкориҳои молекулавии атрофи он бо ферментатсия тағйир ёфтаанд; як кӯчиши пик реаксияи мушаххаси сафедаро мустақиман исбот намекунад.

β-sheet дар ҳамаи гурӯҳҳо сохтори бартаридошта боқӣ монд. Дар фраксияҳои crushed ва fine ҳиссаи α-helix зиёд шуда, ҳиссаи random coil нисбат ба намунаи ферментатсиянашуда кам шуд. Ин натиҷаҳо ба он маъно тафсир шуданд, ки ферментатсия ба ҷойи пурра денатуратсия кардани сафеда ба азнавташкилёбии сохтори дуюмдараҷа овардааст.

DSC: оё ҳарорати денатуратсия ва энталпия як чизро нишон медиҳанд?

Не. Ҳарорати денатуратсия нишон медиҳад, ки гузариши гармӣ дар кадом ҳарорат рух медиҳад; тағйироти энталпия \(\Delta H\) бошад андозаи энергияи гармии дар ин гузариш ҷаббидашударо ифода мекунад. Аз ин рӯ, ду намунае, ки ҳарорати денатуратсияи якхела ё монанд доранд, метавонанд арзишҳои гуногуни \(\Delta H\) дошта бошанд.

Дар DSC намунаи тақрибан 10 mg, %40 w/v орди люпин дар табақи герметикӣ байни 25–120 °C бо суръати 5 °C/dak гарм ва хунук карда шуд.

Дар ду ҳарорати асосии денатуратсия байни гурӯҳҳо фарқи назаррас ёфт нашуд, аммо дар арзишҳои энталпия фарқиятҳои назаррас дида шуданд. Фраксияи crushed дар ҳар ду гузариши эндотермӣ баландтарин арзиши \(\Delta H\)-ро нишон дод. Манбаъ инро бо ҳамкориҳои қавитар ё васеътари байни молекулаҳо, ки барои кушодашавии гармӣ энергияи бештар талаб мекунанд, мувофиқ мешуморад.

Номувофиқии DSC дар дохили манбаъ: Ҷадвал 8 барои crushed Peak 1 арзиши 89,51 ± 8,43 °C медиҳад, дар ҳоле ки дар ҷумлаи аввали параграф 89,51 ± 80,43 °C навишта шудааст. Дар ҳамон ҷадвал арзиши crushed Peak 2 \(\Delta H\) 4,71 ± 1,41 J/g аст, аммо дар параграф 4,71 ± 0,01 J/g навишта шудааст. Аз ин рӯ, ҷадвали боло арзишҳои аслии Ҷадвал 8-ро мустақим нигоҳ медорад ва ду арзиши зиддиятноки матн алоҳида зикр мешаванд.

PCA чиро нишон дод?

Таҳлили ҷузъҳои асосӣ (principal component analysis, PCA) усули бисёртағйирёбанда аст, ки шумораи зиёди ченакҳои бо ҳам алоқамандро дар шумораи камтари меҳварҳои таркибӣ ҷамъбаст мекунад. PCA сабабиятро исбот намекунад; он нишон медиҳад, ки намунаҳо аз ҷиҳати чандин хусусият то чӣ андоза ба ҳам монанд ё аз ҳам ҷудо мебошанд.

Барои PCA сафеда, крахмал, LGC, WHC, ҳалшавии сафеда, устувории кафк, ҳиссаи β-sheet ва ҳарорати денатуратсия интихоб шуда, барои кам кардани таъсири воҳидҳои гуногун тағйирёбандаҳо стандартӣ карда шуданд.

PC1 %42,7-и вариатсияи умумӣ ва PC2 %31,9-и онро шарҳ дод; ду ҷузъ якҷоя %74,6-и вариатсияро ифода карданд. Фраксияи crushed дар фазои холҳои PCA нисбат ба дигар гурӯҳҳо мавқеи фарқкунанда нишон дод. Ин мавқеъ ба як хусусият не, балки ба омезиши умумии таркиб, рафтори сафеда, гидрататсия ва хусусиятҳои сохторӣ мувофиқат мекунад.

Самти мусбати PC1 бо WHC, крахмал, устувории кафк ва ҳалшавии сафеда; самти манфӣ бо миқдори сафеда ва LGC алоқаманд карда шуд. Дар PC2, LGC, крахмал, β-sheet ва устувории кафк дар самти мусбат; ҳарорати денатуратсия дар самти манфӣ ҷойгир шуданд.

Хусусан муҳим аст, ки фраксияи fine бо вуҷуди доштани баландтарин ҳиссаи намоёни сафеда дар ҳамон кластери PCA бо crushed ҷой нагирифт. Ин натиҷа дастгирӣ мекунад, ки сифати технологии ҷузъи ғизоӣ танҳо бо фоизи сафеда шарҳ дода намешавад.

Коррелятсияи Pearson чиро нишон дод?

Байни ҳалшавии сафеда ва фаъолнокии эмулсиякунӣ ва қобилияти тавлиди кафк робитаҳои қавии мусбат гузориш шудаанд, \(r>0.94\), \(p<0.01\). Ин робитаҳо бо он мувофиқанд, ки сафедаҳои ҳалшаванда ва парокандашаванда метавонанд ба интерфейсҳои равған–об ё ҳаво–об осонтар бирасанд.

Аммо коррелятсия сабабият нест. Ин таҳлил исбот намекунад, ки танҳо ҳалшавии баланди сафеда фаъолнокии баланди эмулсиякуниро «ба вуҷуд овардааст». Конформатсияи сафеда, таркиби нах ва дигар тағйирёбандаҳои сохторӣ ҳамзамон тағйир меёбанд.

Таҳлили оморӣ

Таҷрибаҳо ҳадди ақал бо се такрор анҷом дода шуданд ва натиҷаҳо ҳамчун миёна ± инҳирофи стандартӣ пешниҳод шуданд. Барои андозаи зарра пеш ва пас аз ферментатсия ANOVA-и дуомила; барои дигар муқоисаҳои умумӣ ANOVA-и яксамта ва тести post-hoc-и Tukey истифода шуданд. Ҳадди умумии аҳамиятнокӣ \(p\leq0.05\) аст. Таҳлилҳо бо SPSS 17.0 анҷом дода шуданд.

Ҳамчунин зикр мешавад, ки силсилаи вақти моддаи хушк дар бахши натиҷаҳо бо repeated-measures ANOVA арзёбӣ шудааст.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Андозаи ибтидоии зарраи субстрат бо хусусиятҳои минбаъдаи физикохимиявӣ ва функсионалии орди люпин, ки дар шароити якхелаи ферментатсия гирифта шудааст, алоқаманд аст.
• Ферментатсия миқдори равғанро дар ҳамаи гурӯҳҳои зарра кам кардааст.
• Фраксияҳои ҳалшаванда ва ҳалнашавандаи нахи ғизоӣ вобаста ба андозаи ибтидоии зарра ба дараҷаҳои гуногун тағйир ёфтаанд.
• Фраксияи crushed бо %258 баландтарин WHC-ро нишон додааст.
• Фраксияи crushed дар ҳамаи шароити pH-и санҷидашуда баландтарин фаъолнокии эмулсиякунӣ, қобилияти тавлиди кафк ва ҳалшавии сафедаро нишон додааст.
• Фраксияи split дар устувории эмулсия ва кафк нисбат ба crushed арзишҳои баландтар нишон додааст.
• Фраксияи crushed дар сканҳои ҳарорат ва басомад рафтори қавии эластикӣ/вискоэластикӣ нишон додааст.
• FTIR ва DSC нишон додаанд, ки ферментатсия дар сохтори сафеда ва матритса тағйирот ба вуҷуд оварда, аммо ҳароратҳои асосии гузариши гармиро то ҳадди зиёд нигоҳ доштааст.
• PCA нишон додааст, ки фраксияи crushed аз ҷиҳати омезиши бисёртағйирёбандаи хусусиятҳо профили фарқкунанда ташкил кардааст.
• Фраксияи fine, ки баландтарин миқдори намоёни сафеда дошт, дар ҳамаи функсияҳо беҳтарин нишондиҳандаро надод.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Хулосаи «ҳар қадар зарра хурдтар бошад, ферментатсия ҳамон қадар беҳтар мешавад» дастгирӣ намешавад.
• Хулосаи «фраксияи crushed барои ҳамаи татбиқҳои ғизоӣ беҳтарин фраксия аст» дастгирӣ намешавад.
• Хулосаи «афзоиши сафеда дар фраксияи fine далели мустақими синтези сафедаи нав аст» дастгирӣ намешавад.
• Коҳиши равған далели фаъолнокии мустақиман ченшудаи липаза нест.
• Коҳиши IDF ва афзоиши SDF далели фаъолнокии мустақиман ченшудаи селлюлаза нест.
• PCA ва коррелятсияҳои Pearson сабабиятро исбот намекунанд.
• Нишондиҳандаи лаборатории орд кафолат намедиҳад, ки дар нони воқеӣ, макарон, нӯшокӣ ё маҳсулоти дигари ниҳоӣ ҳамон нишондиҳанда ба даст меояд.
• Қабули ҳиссӣ, устувории нигоҳдорӣ ва нишондиҳандаи раванди воқеии ғизо дар ин таҳқиқот тасдиқ нашудаанд.

Маҳдудиятҳои асосӣ

Биомассаи занбӯруғӣ мустақиман чен нашуд. Аз ин рӯ, маълум нест, ки зарраҳои ибтидоии гуногун миқдори воқеии афзоиши занбӯруғро то чӣ андоза тағйир додаанд.

Кинетикаи истифодаи субстрат чен нашуд. Гарчанде тағйироти моддаи хушк ва таркиб мавҷуданд, суръати истеъмоли карбон, азот ё макромолекулаҳои муайян бо гузашти вақт муайян нашудааст.

Фаъолнокии ферментҳо чен нашуд. Протеаза, липаза ва ферментҳои таҷзиякунандаи карбогидрат механизмҳои эҳтимолии муҳокимашуда мебошанд; онҳо ченакҳои мустақими ин таҳқиқот нестанд.

Интиқоли оксиген чен нашуд. Он ки бастабандии зичтар дар фраксияи fine метавонад дастрасии оксигенро маҳдуд кунад, ҳамчун шарҳи оқилона муҳокима шудааст, аммо мустақиман тасдиқ нашудааст.

Кинетикаи муфассали ферментатсия вуҷуд надорад. Суръати афзоиши занбӯруғ, суръати метаболикӣ ва профили миқдории истеҳсоли фермент бо гузашти вақт муайян нашудааст.

Тасдиқ дар ғизои воқеӣ анҷом дода нашуд. Нишондиҳандаи коркард, хусусиятҳои нигоҳдорӣ ва хусусиятҳои ҳиссии ордҳои бадастомада дар системаҳои моделӣ ё воқеии ғизоӣ бояд дар оянда алоҳида арзёбӣ шаванд.

Дар дохили манбаъ номувофиқиҳои техникӣ мавҷуданд. Арзиши деформатсияи реологӣ, воҳиди консентратсияи реология, баъзе хатогиҳои DSC, аҳамиятнокии ранг ва тафсири омории таъсири вақт ба диаметри зарра дар манбаъ бо ҳам пурра мувофиқ нестанд. Ин номуайяниҳо аз ҷониби Verianla хомӯшона ислоҳ нашудаанд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

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

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

Тартиби муаллифон: Тартиби мақолаи аслӣ нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар: Дар манбаъ изҳороти равшани саҳми баробар/ҳаммуаллифии якуми баробар дида намешавад.

Муаллифи масъул: Lovedeep Kaur.

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

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

Маҷалла: Foods.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Навъи манбаъ: Article; таҳқиқоти ферментатсияи назоратшавандаи лабораторӣ ва тавсифи ҷузъи ғизоӣ.

Ҳолати ташхиси ҳамтоён: Foods маҷаллаи илмии аз ташхиси ҳамтоён гузашта аст ва мақола version of record-и нашршуда мебошад.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: Foods 2026, 15(18), 3306.

DOI: 10.3390/foods15183306.

Санаи пешниҳод: 30 Июл 2026.

Санаи бозбинӣ: 3 Сентябр 2026.

Санаи қабул: 9 Сентябр 2026.

Санаи нашр: 18 Сентябр 2026.

Сабти расмӣ: Сабти нашри MDPI тавассути DOI 10.3390/foods15183306.

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маводи иловагӣ: Table S1 таҳлили коррелятсияи Pearson; Figure S1 натиҷаҳои strain sweep; Table S2 миқдори моддаи хушк; Table S3 барқароркунии моддаи хушк.

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

Кумитаи ахлоқ: Татбиқшаванда нест.

Ризоияти огоҳона: Татбиқшаванда нест.

Дастрасии маълумот: Зикр шудааст, ки маълумот бо дархост пешниҳод мешавад.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Lovedeep Kaur: консептуализатсия, назорат, усул, бозбинӣ ва таҳрир. Jaspreet Singh: консептуализатсия, усул, бозбинӣ ва таҳрир, назорат. Mike Boland: консептуализатсия, усул, бозбинӣ ва таҳрир, назорат. Ihlana Nairfana: консептуализатсия, таҳлили формалӣ, таҳқиқот, куратсияи маълумот ва навиштани лоиҳаи аввал.

Номувофиқии дохилиманбаъӣ 1 — реология: дар бахши усул барои сканҳои баъдӣ %0,01 деформатсия ва дар бахши натиҷаҳо %0,03 деформатсия навишта шудааст.

Номувофиқии дохилиманбаъӣ 2 — консентратсияи реология: бахши усул %25 w/w, бахши натиҷаҳо %25 w/v-ро истифода мебарад.

Номувофиқии дохилиманбаъӣ 3 — DSC: дар Ҷадвал 8 ҳарорати crushed Peak 1 89,51 ± 8,43 °C аст, аммо дар як ҷои параграф 89,51 ± 80,43 °C; дар Ҷадвал 8 арзиши crushed Peak 2 ΔH 4,71 ± 1,41 J/g аст, аммо дар параграф 4,71 ± 0,01 J/g навишта шудааст.

Номувофиқии дохилиманбаъӣ 4 — ранг: як ҷумлаи матни натиҷаҳо фарқи a*-ро назаррас меномад, дар ҳоле ки ҷумлаи баъдӣ ва Ҷадвал 4 нишон медиҳанд, ки фарқҳои a* ва b* назаррас нестанд.

Номувофиқии дохилиманбаъӣ 5 — диаметри ибтидоӣ/ниҳоии Feret: дар бахши натиҷаҳо гуфта мешавад, ки тағйироти дохили фраксия бо p > 0,05 назаррас нестанд, аммо дар муҳокима барои split ва crushed ибораи афзоиши назаррас мавҷуд аст.

Маҳдудияти асосии методологӣ: Рушди биомассаи занбӯруғӣ, суръати истифодаи субстрат, фаъолнокии фермент, интиқоли оксиген ва кинетикаи муфассали ферментатсия мустақиман чен нашудаанд. Коркарди воқеии ғизо, нигоҳдорӣ ва нишондиҳандаи ҳиссии вобаста ба татбиқ низ бояд алоҳида тасдиқ карда шаванд.