Rhizopus oligosporus bilan fermentatsiya qilingan shirin lyupin uni Lupinus angustifolius urugʻlarining boshlangʻich zarracha oʻlchamini oʻzgartirib, nazorat qilinadigan fermentatsiyadan oʻtkazish, soʻng quritish va maydalash orqali olinadigan oʻsimlik asosidagi oziq-ovqat tarkibiy qismidir. Tadqiqot fermentatsiya boshlanishidan oldin lyupinni split, crushed va fine deb ataladigan uch xil fizik oʻlchamga ajratish bir xil fermentatsiya sharoitida hosil boʻlgan unning kimyoviy tarkibi, oqsil tuzilishi, suv va yogʻni ushlab turishi, jellanishi, emulsifikatsiyasi, koʻpiklanishi, eruvchanligi va reologik xatti-harakatini oʻzgartiradimi-yoʻqmi, shuni oʻrgangan.

Boshlangʻich oʻrtacha Feret diametrlari split fraksiya uchun 7,02 ± 1,60 mm, crushed fraksiya uchun 3,72 ± 0,56 mm va fine fraksiya uchun 0,37 ± 0,25 mm sifatida oʻlchangan. Uchala guruh ham bir xil tarzda 36 soat, 30 °C, 100 rpm va 1 L/dak aeratsiya sharoitida, %1 tijoriy tempeh starteridan foydalanib fermentatsiya qilingan. Fermentatsiyadan keyin barcha mahsulotlar muzlatib quritilgan, maydalangan va 1 mm elakdan oʻtkazilgan. Ushbu standartlashtirish natijasida yakuniy unlarning D10, D50 va D90 zarracha taqsimotlari oʻrtasida sezilarli farq qolmagan. Shu sababli keyingi funksional farqlar faqat yakuniy unning donadorligidan emas, fermentatsiya vaqtida turli boshlangʻich fizik tuzilmalarda yuz bergan tarkibiy va molekulyar oʻzgarishlardan kelib chiqqan deb hisoblanadi.

Fermentatsiya barcha zarracha guruhlarida yogʻ miqdorini kamaytirgan va oziq tolasi taqsimotini oʻzgartirgan. Eng yuqori koʻrinadigan oqsil ulushi %43,5 bilan fermentatsiya qilingan fine fraksiyada kuzatilgan boʻlsa-da, eng kuchli umumiy funksional koʻrsatkich fine fraksiyada olinmagan. Oʻrta oʻlchamdagi crushed fraksiya %258 suv ushlab turish qobiliyati, pH 2–8 oraligʻida eng yuqori emulsiyalash faolligi va koʻpik hosil qilish qobiliyati, eng yuqori oqsil eruvchanligi hamda eng kuchli viskoelastik tarmoq xatti-harakati bilan koʻplab mezonlarda ajralib turgan. Crushed fraksiya shuningdek %28,9 eruvchan oziq tolasi miqdori bilan boshqa guruhlardan yaqqol farq qilgan.

Natijalar zarracha oʻlchami taʼsiri chiziqli emasligini koʻrsatadi. Juda katta zarrachalar mikroorganizmlar va fermentlarning substratga kirishini cheklashi mumkin, haddan tashqari mayda zarrachalar esa yaxshiroq funksionallikni kafolatlamagan. Mualliflar buni mayda zarrachalarda zich joylashish, gʻovak hajmining kamayishi va kislorod oʻtkazilishidagi ehtimoliy cheklovlar bilan bogʻliq boʻlishi mumkinligini muhokama qiladilar; biroq tadqiqotda kislorod transferi, zamburugʻ biomassasi, ferment faolligi yoki substratdan foydalanishning batafsil kinetikasi bevosita oʻlchanmagan. Shuning uchun bu mexanizmlar bevosita eksperimental dalil emas, balki olingan topilmalarni adabiyot asosida izohlashdir.

Tadqiqotning amaliyot nuqtayi nazaridan eng muhim xulosasi “eng mayda maydalash eng yaxshi fermentatsiyani beradi” degan oddiy qoida qoʻllab-quvvatlanmasligidir. Crushed fraksiya umuman olganda eng muvozanatli natijalarni bergan boʻlsa-da, barcha funksional xususiyatlarda bitta fraksiya ustun emas. Masalan, emulsiyalash faolligi va koʻpik hosil qilish qobiliyati crushed fraksiyada yuqori boʻlgan, emulsiya va koʻpik barqarorligida esa split fraksiya yuqoriroq qiymatlarni koʻrsatgan. Shu sababli mos boshlangʻich zarracha oʻlchami ishlab chiqariladigan oziq-ovqatda qaysi xususiyat talab qilinishiga qarab tanlanishi kerak.

Tadqiqotning asosiy muammosi

Lyupin yuqori oqsil miqdori sababli oʻsimlik asosidagi oziq-ovqat ishlab chiqarishda baholanadigan dukkakli ekindir. Biroq oʻsimlik xomashyosi faqat yuqori oqsilga ega boʻlishi uning oziq-ovqat ishlab chiqarishda yaxshi emulsiyalovchi, yaxshi koʻpik hosil qiluvchi, kuchli gel hosil qiluvchi yoki suvni yaxshi ushlab turuvchi tarkibiy qism boʻlishini anglatmaydi. Oqsildan tashqari tola, lipid, polisaxarid, kraxmal va boshqa komponentlar ham texnologik xatti-harakatga taʼsir qiladi.

Fermentatsiya oʻsimlik matritsasidagi yirik molekulalar va hujayraviy tuzilmalarni oʻzgartirishi mumkin. R. oligosporus anʼanaviy tempeh ishlab chiqarish bilan bogʻliq yeyiladigan ipsimon zamburugʻdir. Ushbu tadqiqotda sof laboratoriya izolati oʻrniga RAPRIMA nomli tijoriy, oziq-ovqat darajasidagi tempeh starteri ishlatilgan; manba ushbu starter asosiy fermentatsiya mikroorganizmi sifatida R. oligosporus ni oʻz ichiga olishini bildiradi.

Tadqiqotning asosiy savoli faqat “fermentatsiya lyupinni oʻzgartiradimi?” emas. Asosiy savol bir xil lyupin bir xil sharoitda fermentatsiya qilinganda boshlangʻich zarrachaning fizik oʻlchami qanchalik muhim ekanidir.

Zarracha Oʻlchami Fermentatsiyada Nega Muhim?

Boshlangʻich zarracha oʻlchami mikroorganizm substrat yuzasiga kira oladigan maydon, namlik taqsimoti, fermentlarning oʻsimlik toʻqimasiga yetib borish masofasi va fermentatsiya matritsasidagi boʻshliq tuzilishiga taʼsir qilishi mumkin boʻlgan jarayon oʻzgaruvchisidir. Shu bilan birga, ushbu tadqiqot zarracha kichraygani sari samaradorlik uzluksiz oshishini koʻrsatmagan; oʻrta oʻlchamdagi crushed fraksiya koʻplab funksional mezonlarda eng maqbul muvozanatni taʼminlagan.

Tajribada uchta boshlangʻich fraksiya qanday hosil qilingan?

Oziq-ovqat darajasidagi poʻsti olingan split L. angustifolius urugʻlari Avstraliyadagi Lupin Co. kompaniyasidan LupinQ tijoriy nomi bilan olingan. Manba mahsulotning boshlangʻich namligini %9–10 deb koʻrsatadi.

Uchta boshlangʻich fizik guruh ishlatilgan:

• Split: yetkazib beruvchidan kelgan poʻsti olingan, boʻlingan lyupin.
• Crushed: quruq maydalashdan soʻng 2,0 mm elakdan oʻtkazilgan fraksiya.
• Fine: quruq maydalashdan soʻng 1,0 mm elakdan oʻtkazilgan yanada mayda fraksiya.

Elak teshigi bilan oʻlchanadigan oʻlcham va haqiqiy zarracha Feret diametri bir xil kattalik emas. Zarrachalar notekis shaklli boʻlgani uchun tadqiqotchilar tasvir tahlilida Feret diametri dan foydalangan. Feret diametri — zarracha chegarasidagi ikki nuqta orasidagi eng uzun kaliper masofasi. Minimal Feret diametri esa zarrachaning qisqaroq kaliper oʻlchamini ifodalaydi.

Fermentatsiya sharoitlari

Har bir boshlangʻich fraksiyadan 420 g olinib, 840 mL suv bilan aralashtirilgan va 20 daqiqa qaynatilgan. Pishirilgan substratlar suzilgan, 20–22 °C xona haroratida 15 daqiqa havo bilan sovitilgan va pishirilgan massa qayd etilgan.

Substratga massa boʻyicha %1 RAPRIMA tijoriy tempeh starteri qoʻshilgan. Inokulyatsiya qilingan lyupin qoʻshimcha ravishda 1 L MilliQ suv bilan aralashtirilgan va BioFlo/Celligen 115 nazorat qilinadigan bioreaktorida 36 soat davomida 30 °C, 100 rpm va 1 L/dak havo oqimida fermentatsiya qilingan. Bir xil starter darajasi va bir xil jarayon sharoitlari uchala boshlangʻich zarracha guruhiga ham qoʻllangan.

Manba matnida tadqiqot ayrim joylarda qattiq fazali fermentatsiya adabiyoti kontekstida muhokama qilinadi. Biroq haqiqiy tajriba qurilmasida sezilarli miqdorda suv qoʻshiladigan, aralashtiriladigan va aeratsiya qilinadigan nazoratli bioreaktor ishlatilgan. Shu sababli bu yerda jarayon manbada berilgan haqiqiy tajriba parametrlari asosida taʼriflanadi; uning klassik qattiq fazali fermentatsiya tizimi ekani alohida faraz qilinmaydi.

Boshlangʻich va fermentatsiya oxiridagi zarracha oʻlchamlari

Manbaning natijalar boʻlimi oʻrtacha Feret va minimal Feret diametrlari son jihatdan ortganiga qaramay, bir fraksiya ichidagi boshlangʻich–yakuniy farqlar statistik jihatdan ahamiyatli emasligini, \(p>0.05\), bildiradi. Bunga qarshi ravishda, muhokama boʻlimidagi boshqa bir jumlada split va crushed fraksiyalar uchun “ahamiyatli ortish” iborasi ishlatilgan. Manba ichidagi ushbu ziddiyat sababli Verianla matni fermentatsiya zarracha diametrini albatta ahamiyatli darajada oshirgan degan xulosani bermaydi.

Zarracha taqsimoti sinflariga qaralganda esa vizual taqsimotlar kattaroq sinflarga siljigani koʻrilgan. Boshlangʻichda fine zarrachalarning taxminan %95 i 0,50 mm dan kichik boʻlgan, fermentatsiyadan soʻng esa fine fraksiyaning taxminan %64 i 0,5–1,0 mm sinfida joylashgan. Crushed fraksiya fermentatsiyadan soʻng asosan 4–8 mm sinflariga, split fraksiya esa asosan 6–10 mm va undan yuqori sinflarga siljigan. Ushbu taqsimot oʻzgarishlari oʻrtacha diametr uchun bildirilgan ahamiyatlilik natijasidan alohida baholanishi kerak.

Eng Kichik Lyupin Zarrachalari Nega Eng Yaxshi Funksional Natijani Bermadi?

Kichikroq zarrachalar kattaroq sirt maydoni va qisqaroq diffuziya masofasini taʼminlashi mumkin boʻlsa-da, ushbu tadqiqot afzallik chiziqli emasligini koʻrsatgan; haddan tashqari maydalangan substratning zich joylashishi gʻovak hajmini va ehtimoliy kislorod transferini cheklashi, oqsil/tola matritsasida funksiya uchun zarur strukturaviy tartibning haddan tashqari oʻzgarishiga olib kelishi mumkin. Biroq kislorod transferi, ferment faolligi va zamburugʻ biomassasi bevosita oʻlchanmagani uchun bular crushed fraksiyaning ustunligini qatʼiy isbotlaydigan mexanizmlar emas, balki mualliflar topilmalarni izohlash uchun muhokama qilgan ehtimoliy jarayonlardir.

Yakuniy un zarracha oʻlchamlari nega muhim nazoratni tashkil qiladi?

Fermentatsiya tugagach, barcha fermentatsiya qilingan namunalar va fermentatsiya qilinmagan nazorat bir xil tarzda muzlatib quritilgan, maydalangan va 1 mm elakdan oʻtkazilgan. Mastersizer tahlilida yakuniy mahsulotlarning D10 qiymatlari 12,83–13,70 µm, D50 qiymatlari 166,67–171,67 µm va D90 qiymatlari 710,00–799,67 µm oraligʻida boʻlgan va guruhlar oʻrtasida ahamiyatli farq kuzatilmagan, \(p>0.05\).

Bu natija tajriba dizaynining muhim nuqtalaridan biridir. Funksional testlarda ishlatilgan yakuniy unlarning oʻlcham taqsimotlari bir-biriga oʻxshash holga keltirilgani uchun crushed, split va fine guruhlari oʻrtasidagi keyingi farqlarni faqat “bir un maydaroq edi” deb tushuntirib boʻlmaydi. Farqlar fermentatsiyaga kirgan xomashyoning boshlangʻich fizik tuzilishi bilan bogʻliq fermentatsiya taʼsirlarini aks ettiradi.

Quruq modda miqdori va quruq moddaning qayta olinishi

Quruq modda (dry matter, DM) fermentatsiyaning 0, 12, 24 va 36 soatlik vaqt nuqtalarida baholangan. Manba quruq modda foizini quyidagi tenglama bilan hisoblagan:

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

Formula nimani hisoblaydi? Nam fermentatsiya namunasining qancha qismi muzlatib quritilgandan keyin quruq modda sifatida qolganini koʻrsatadi.

\(W_{FD}\): Muzlatib quritilgan namunaning grammda ifodalangan massasidir.

\(W_{wet}\): Xuddi shu namunaning quritishdan oldingi nam massasidir.

Matematik maʼno: Quruq massaning nam massaga nisbati foizga aylantiriladi. Suv ulushi oshgani sari bir xil quruq modda uchun DM foizi pasayadi.

Quruq moddaning qayta olinishi esa:

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

\(DM_{initial}\): Fermentatsiya tizimiga boshida berilgan jami quruq modda.

\(DM_{final}\): Fermentatsiya oxirida oʻlchangan quruq modda miqdori va umumiy fermentatsiya massasidan hisoblangan qolgan quruq modda.

Talqin: %100 ga yaqin DMR boshlangʻich quruq moddaning katta qismi jarayon oxirida qayta olinganini koʻrsatadi. Split fraksiyada DMR %97,20 ± 0,84, crushed fraksiyada %95,52 ± 1,30 va fine fraksiyada %94,53 ± 1,37 boʻlgan. Son jihatdan zarracha kichraygani sari qayta olish kamaygandek koʻrinsa-da, guruhlar oʻrtasidagi farq ahamiyatli emas, \(F=3.841\), \(p=0.084\).

Fermentatsiya vaqti DM miqdorini ahamiyatli darajada oʻzgartirmagan, \(F=2.090\), \(p=0.137\); vaqt × zarracha fraksiyasi oʻzaro taʼsiri ham ahamiyatli emas, \(F=0.910\), \(p=0.510\). Bunga qarshi ravishda zarracha fraksiyasining asosiy taʼsiri ahamiyatli, \(F=11.933\), \(p=0.008\), qisman \(\eta^2=0.799\). Vaqtlar boʻyicha oʻrtacha DM split uchun %24,25 ± 0,15, crushed uchun %23,59 ± 0,53 va fine uchun %22,86 ± 0,20 dir.

Yaqin tarkib qanday oʻzgardi?

Oqsil Dumas usuli va 5,7 azot-oqsil konversiya koeffitsiyenti bilan; namlik, kul, yogʻ, kraxmal va oziq tolasi tegishli AOAC usullari bilan oʻlchangan. Uglevod miqdori bevosita analitik oʻlchash oʻrniga farq usuli bilan hisoblangan:

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

\(MC\): namlik miqdori; \(CP\): xom oqsil; Fat: yogʻ; Ash: kul miqdori.

Shu sababli “uglevod” qiymati alohida uglevod tahlili emas; oʻlchangan boshqa asosiy komponentlar yigʻindisini 100 dan ayirish orqali olingan farq qiymatidir.

Fermentatsiya qilingan fine fraksiya %43,5 bilan eng yuqori koʻrinadigan oqsil konsentratsiyasini koʻrsatgan. Biroq bu qiymatni “zamburugʻ yangi oqsil ishlab chiqardi va jami oqsil massasi shuncha oshdi” deb talqin qilish toʻgʻri emas. Tadqiqotda oqsil massa balansi yoki zamburugʻ biomassasi bevosita oʻlchanmagan. Boshqa komponentlarning sarflanishi yoki kamayishi oqsilning jami quruq moddadagi nisbiy foizini oshirishi mumkin.

Yogʻ miqdori barcha fermentatsiya qilingan guruhlarda pasaygan: %6,5 dan splitda %4,7 ga, crushed da %2,7 ga va fine da %2,0 ga. Manba lipolitik faollikni ehtimoliy izohlardan biri sifatida muhokama qiladi; biroq lipaza faolligi oʻlchanmagani uchun bu pasayish bevosita oʻlchangan lipaza taʼsiri emas.

Oziq tolasi oʻzgarishi ayniqsa crushed fraksiyada diqqatga sazovor. Erimaydigan oziq tolasi (IDF) %35,6 dan %10,6 ga tushgan, eruvchan oziq tolasi (SDF) esa %28,9 ga koʻtarilgan. Manba buni strukturaviy polisaxaridlarning oʻzgarishi yoki eruvchan holga oʻtishi bilan bogʻlaydi; biroq tegishli zamburugʻ fermentlari bevosita oʻlchanmagan.

Aminokislota profili

Aminokislotalar HCl gidrolizidan soʻng AccQ-Tag derivatizatsiyalangan teskari fazali HPLC bilan oʻlchangan; sistein va metionin uchun performik kislota oksidlanishi ishlatilgan.

Crushed va fine fraksiyalarning jami almashinmaydigan aminokislota qiymatlari split fraksiyadan yuqori. Metionin crushed va fine fraksiyalarda oshgan, arginin esa barcha fermentatsiya qilingan guruhlarda kamaygan. Manba arginin kamayishini zamburugʻ metabolizmi bilan, ayrim aminokislotalar oshishini esa oqsil gidrolizi va aminokislota metabolizmi bilan bogʻlaydi; biroq tegishli metabolik oqimlar yoki ferment faolliklari bevosita oʻlchanmagan.

Rang farqi qanday hisoblangan?

Rang Minolta CR-400 kolorimetri bilan, D65 yoritgich, 10° standart kuzatuvchi va 8 mm oʻlchash aperturasidan foydalanib CIE L*a*b* tizimida oʻlchangan.

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

Formula nimani hisoblaydi? Fermentatsiya qilingan namuna bilan fermentatsiya qilinmagan etalon oʻrtasidagi jami rang masofasini hisoblaydi.

\(L^*\): yorugʻlik-qorongʻilik oʻqi; \(a^*\): qizil-yashil oʻqi; \(b^*\): sariq-koʻk oʻqidir.

Uchta oʻqdagi farqlar kvadratlari yigʻilgani uchun ishoralar bir-birini bekor qilmaydi; jami geometrik rang masofasi olinadi.

Manba ichidagi rang qaydi: Natijalar boʻlimining dastlabki jumlalaridan biri fermentatsiya va zarracha oʻlchami L* va a* qiymatlarida ahamiyatli farq hosil qilganini bildiradi; darhol keyingi jumla esa faqat L* uchun ahamiyatli taʼsir borligini va a* hamda b* taʼsirlanmaganini aytadi. Jadval 4 da a* va b* ustunlari barcha guruhlarda bir xil statistik harfni olgan. Shu sababli Verianla matni faqat L* farqi aniq qoʻllab-quvvatlanganini qabul qiladi va a* boʻyicha ziddiyatni yashirmaydi.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Suv va yogʻni ushlab turish qobiliyati

Suv ushlab turish qobiliyati (WHC) va yogʻ ushlab turish qobiliyati (OHC) uchun 1 g un 10 mL distillangan suv yoki kanola yogʻi bilan 30 soniya vortekslanib, 30 daqiqa muvozanatlashtirilgan va 5000×g da 30 daqiqa sentrifugalangan. Ajralgan yuqori faza hajmi oʻlchangan va WHC/OHC quruq vazn asosida hisoblangan. Manba WHC va OHC uchun aniq matematik tenglama bermaydi; shu sababli bu yerga manbadan tashqari formula qoʻshilmagan.

Crushed fraksiya %258 bilan eng yuqori WHC qiymatini bergan. OHC boʻyicha esa fermentatsiya qilinmagan un %209 bilan eng yuqori, split %196 bilan eng past qiymatga ega. Demak, fermentatsiyaning suv ushlashni yaxshilashi yogʻ ushlashni ham shu yoʻnalishda oshiradi degani emas.

Eng past jellanish konsentratsiyasi (least gelation concentration, LGC) 2–20% w/v oraligʻida, %2 lik bosqichlarda tayyorlangan suspenziyalarda aniqlangan. Namunalar 80 °C da 1 soat qizdirilgan, tez sovitilgan va 4 °C da 2 soat saqlangan. Naycha teskari aylantirilganda oqmaydigan birinchi konsentratsiya LGC deb qabul qilingan. Past LGC pastroq un konsentratsiyasida gel hosil qila olishni anglatadi. Fermentatsiya qilingan split %12 bilan eng past LGC ni bergan.

Emulsiyalash faolligi va barqarorligi

%1 w/v lyupin uni dispersiyalari pH 2, 4, 6 va 8 ga moslangan va 10 daqiqa yuqori tezlikdagi gomogenizatsiya qoʻllangan. Beshinchi daqiqada 100 mL kanola yogʻi sekin qoʻshilgan. Tizim 2000×g da 10 daqiqa sentrifugalangandan keyin emulsiyalash faolligi emulsiyalangan qatlam balandligining umumiy aralashma balandligiga nisbati sifatida hisoblangan.

Emulsiya barqarorligi xuddi shu emulsiyalarni 80 °C da 30 daqiqa qizdirish, 15 daqiqa sovitish va 2000×g da 15 daqiqa sentrifugalash orqali baholangan.

Crushed fraksiya barcha pH qiymatlarida eng yuqori emulsiyalash faolligini bergan: pH 2 da %47,60 ± 9,42; pH 4 da %43,20 ± 7,11; pH 6 da %48,20 ± 9,71 va pH 8 da %48,80 ± 8,24.

Bunga qarshi ravishda emulsiya barqarorligida split fraksiya barcha pH qiymatlarida eng yuqori qiymatlarni koʻrsatgan: mos ravishda %41,30 ± 40,72; %39,00 ± 8,11; %47,00 ± 8,81 va %47,40 ± 1,34. Bu natija “yuqoriroq emulsiyalash faolligi = albatta yuqoriroq barqarorlik” degan tenglik yoʻqligini koʻrsatadi.

Koʻpik hosil qilish va koʻpik barqarorligi

Koʻpik tajribasida %1 w/v suspenziyalar pH 2, 4, 6 va 8 ga moslangan, qoʻl mikseri bilan yuqori tezlikda 5 daqiqa koʻpirtirilgan. Koʻpik hosil qilish qobiliyati boshlangʻich suspenziya hajmiga nisbatan hosil boʻlgan koʻpik hajmi bilan baholangan; koʻpik barqarorligi xona haroratida 2 soat saqlangandan keyin qolgan koʻpikning boshlangʻich koʻpik hajmiga nisbati bilan aniqlangan.

Crushed fraksiya pH 2, 4, 6 va 8 da mos ravishda %35,10 ± 8,87; %23,10 ± 4,46; %50,00 ± 8,61 va %55,70 ± 7,65 bilan eng yuqori koʻpik hosil qilish qobiliyatini koʻrsatgan.

Koʻpik barqarorligida esa split fraksiya mos ravishda %24,52 ± 4,22; %15,66 ± 3,12; %43,85 ± 8,21 va %49,36 ± 9,24 bilan eng yuqori qiymatlarni bergan. Crushed fraksiyaning yuqori koʻpik hosil qilish qobiliyati u hosil qilgan koʻpik eng barqaror degani emas.

Oqsil eruvchanligi va pH taʼsiri

Oqsil eruvchanligi uchun %2 w/w lyupin uni suspenziyasi tayyorlangan, pH 2, 4, 6 yoki 8 ga moslangan, 1 soat aralashtirilgan va 17.000×g da 30 daqiqa sentrifugalangan. Yuqori faza muzlatib quritilgan va oqsil Kjeldahl usuli bilan 5,7 azot-oqsil konversiya koeffitsiyentidan foydalanib oʻlchangan.

Barcha namunalarda eng past eruvchanlik pH 4 atrofida, eng yuqori eruvchanlik pH 6–8 oraligʻida kuzatilgan. Crushed fraksiya sinovdan oʻtkazilgan barcha pH qiymatlarida fermentatsiya qilingan guruhlar orasida eng yuqori eruvchanlik qiymatiga ega.

Yakuniy Unlarning Zarracha Oʻlchami Oʻxshash Boʻlsa, Boshlangʻich Zarracha Oʻlchami Qanday Qilib Hali Ham Taʼsir Koʻrsatishi Mumkin?

Funksional testlardan oldin barcha namunalar bir xil quritish, maydalash va 1 mm elash jarayonidan oʻtgani hamda yakuniy D10/D50/D90 taqsimotlari ahamiyatli darajada farq qilmagani uchun oʻlchangan funksional farqlarni yakuniy kukunning faqat fizik donadorligi bilan tushuntirib boʻlmaydi; tadqiqot bu farqlarni fermentatsiya vaqtida boshlangʻich substrat tuzilmasining oqsil, tola, lipid va molekulyar tashkilotda hosil qilgan turli oʻzgarishlari bilan bogʻlaydi.

Reologik tajribalar nimani oʻlchaydi?

Reologiya oziq-ovqat tizimining deformatsiya va oqimga qarshi mexanik xatti-harakatini oʻrganadi. Tadqiqotda 40 mm parallel poʻlat plastina va 2 mm plastinalar oraligʻiga ega Anton Paar Physica MCR301 reometri ishlatilgan.

Saqlash moduli \(G'\) namunaning elastik tarzda saqlaydigan energiyasi bilan bogʻliq. Yuqori \(G'\) kuchliroq qattiqsimon/elastik tarmoq xatti-harakatini koʻrsatadi.

Yoʻqotish moduli \(G''\) deformatsiya energiyasining viskoz xatti-harakat orqali yoʻqotiladigan qismini ifodalaydi.

Yoʻqotish tangensi:

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

Bu tenglama manbada alohida raqamlangan tenglama sifatida berilmagan boʻlsa-da, manba \(G'\), \(G''\) va \(\tan\delta\) metriklarini birgalikda ishlatadi; bu yerda u faqat metriklar oʻrtasidagi munosabatning konseptual izohi uchun koʻrsatilgan. \(\tan\delta<1\) boʻlganda elastik komponent viskoz komponentdan ustun boʻladi.

Manbaning usul boʻlimida strain sweep %0,001–100 oraligʻida oʻtkazilgani va keyingi tajribalar uchun LVR ichida %0,01 deformatsiya tanlangani yozilgan. Bunga qarshi ravishda natijalar boʻlimida %0,03 qiymati ishlatilgani bildirilgan. Haqiqatan qaysi qiymat qoʻllanganini maqola ichidan aniq hal qilib boʻlmaydi; shu sababli ikkala qiymat ham manba ichidagi nomuvofiqlik sifatida saqlanishi kerak.

Shuningdek, usul boʻlimi un pastalarini “%25 w/w moisture content” deb taʼriflagan, natijalar boʻlimi esa harorat skani namunalarini “%25 w/v dispersions” deb atagan. Bu ikkinchi konsentratsiya birligi noaniqligidir; Verianla bu ikki ifodadan birini yashirincha ikkinchisiga aylantirmaydi.

Harorat skani

Manba usuliga koʻra namunalar 25 °C dan 95 °C gacha 4 °C/dak tezlikda qizdirilgan, 95 °C da 30 soniya ushlab turilgan, xuddi shu tezlikda 25 °C gacha sovitilgan va 25 °C da yana 30 soniya kutilgan. Namlik yoʻqotilishini kamaytirish uchun namuna chetiga yupqa mineral moy qatlami surtilgan.

Barcha namunalarda \(G'>G''\) va \(\tan\delta<1\) aniqlangan. Bu barcha lyupin pastalarida elastik komponent viskoz komponentdan ustun ekanini koʻrsatadi.

Crushed fraksiya qizdirish va sovitish davomida eng yuqori \(G'\) qiymatlarini koʻrsatgan. Harorat oshgani sari \(G'\) va \(G''\) umuman kamaygan, sovish paytida qisman tiklanish yuz bergan.

Crushed fraksiyaning \(\tan\delta\) qiymatlari taxminan 0,12–0,17 bilan eng past; fermentatsiya qilinmagan un qiymatlari esa taxminan 0,29–0,36 bilan eng yuqori oraliqda boʻlgan. Shuning uchun fermentatsiya qilinmagan un ayrim sharoitlarda nisbatan yuqori \(G'\) koʻrsatsa ham, viskoz energiya yoʻqotilishining elastik komponentga nisbati yuqoriroq. Tarmoq sifati faqat \(G'\) qiymatiga qarab baholanmasligi kerak.

Chastota skani

Chastota skanida manba 25 °C da 0,01–10 Hz oraligʻi ishlatilganini bildiradi. Manba buni “angular frequency” deb atasa-da, birlikni Hz deb beradi; Verianla manbada boʻlmagan rad/s konversiyasini qilmaydi.

Chastota oshgani sari barcha namunalarda ham \(G'\), ham \(G''\) oshgan va \(G'\) butun oraliqda \(G''\) dan katta boʻlib qolgan. Chastota skanida modul kattaligi tartibi umuman crushed > split > fine > fermentatsiya qilinmagan koʻrinishida. Crushed fraksiya eng kuchli viskoelastik tarmoq samaradorligini koʻrsatgan.

FTIR tahlili nimani koʻrsatdi?

FTIR spektrlari 400–4000 cm⁻¹ oraligʻida, 4 cm⁻¹ aniqlikda va har bir namuna uchun 32 skan bilan qayd etilgan. Oqsilning ikkilamchi tuzilishini baholash uchun Amide I sohasi, 1600–1700 cm⁻¹, Gaussian egri dekonvolyutsiyasi bilan tahlil qilingan.

Fermentatsiya qilinmagan undagi taxminan 3303 cm⁻¹ keng O–H/N–H tasmasi fermentatsiya qilingan namunalarda taxminan 3275–3289 cm⁻¹ sohasiga siljigan. Lipid bilan bogʻliq taxminan 2925 va 2850 cm⁻¹ tasmalarida va taxminan 1740 cm⁻¹ karbonil sohasida ham oʻzgarishlar kuzatilgan.

Fermentatsiya qilinmagan namunaning Amide I maksimumi taxminan 1641 cm⁻¹ atrofida boʻlgan, crushed va fine fraksiyalarda esa taxminan 1646 cm⁻¹ ga siljigan. Ushbu oʻzgarishlar oqsil konformatsiyasi va uning atrofidagi molekulyar oʻzaro taʼsirlar fermentatsiya bilan oʻzgarganini qoʻllab-quvvatlaydi; bitta pik siljishi muayyan oqsil reaksiyasini bevosita isbotlamaydi.

β-sheet barcha guruhlarda dominant tuzilma boʻlib qolgan. Crushed va fine fraksiyalarda α-helix ulushi oshgan, random coil ulushi esa fermentatsiya qilinmagan namuna bilan taqqoslaganda kamaygan. Ushbu natijalar fermentatsiya oqsilni toʻliq denaturatsiya qilish oʻrniga ikkilamchi tuzilmaning qayta tashkil topishiga olib kelgan deb talqin qilingan.

DSC: denaturatsiya harorati va entalpiya bir xil narsani koʻrsatadimi?

Yoʻq. Denaturatsiya harorati termik oʻtish qaysi haroratda yuz berishini; entalpiya oʻzgarishi \(\Delta H\) esa shu oʻtish vaqtida yutilgan issiqlik energiyasi miqdorini ifodalaydi. Shu sababli bir xil yoki oʻxshash denaturatsiya haroratiga ega ikki namunaning \(\Delta H\) qiymatlari farq qilishi mumkin.

DSC da taxminan 10 mg, %40 w/v lyupin uni namunasi germetik idishda 25–120 °C oraligʻida 5 °C/dak tezlikda qizdirilib sovitilgan.

Ikki asosiy denaturatsiya haroratida guruhlar oʻrtasida ahamiyatli farq topilmagan, biroq entalpiya qiymatlarida ahamiyatli farqlar kuzatilgan. Crushed fraksiya ikkala endotermik oʻtishda ham eng yuqori \(\Delta H\) qiymatini koʻrsatgan. Manba buni termik ochilish uchun koʻproq energiya talab qiladigan, kuchliroq yoki kengroq molekulalararo oʻzaro taʼsirlar bilan mos deb talqin qiladi.

Manba ichidagi DSC nomuvofiqligi: Jadval 8 crushed Peak 1 uchun 89,51 ± 8,43 °C ni beradi, paragrafning birinchi jumlasida esa 89,51 ± 80,43 °C yozilgan. Xuddi shu jadvalda crushed Peak 2 \(\Delta H\) qiymati 4,71 ± 1,41 J/g boʻlsa, paragrafda 4,71 ± 0,01 J/g deb yozilgan. Shu sababli yuqoridagi jadval bevosita asl Jadval 8 qiymatlarini saqlaydi, matndagi ikki ziddiyatli qiymat esa alohida qayd etiladi.

PCA nimani koʻrsatdi?

Asosiy komponentlar tahlili (principal component analysis, PCA) oʻzaro bogʻliq koʻplab oʻlchovlarni kamroq sonli birikma oʻqlarda umumlashtiradigan koʻp oʻzgaruvchili usuldir. PCA sababiylikni isbotlamaydi; namunalar koʻp xususiyatlar boʻyicha bir-biriga qanchalik oʻxshashi yoki farqlanishini koʻrsatadi.

PCA uchun oqsil, kraxmal, LGC, WHC, oqsil eruvchanligi, koʻpik barqarorligi, β-sheet ulushi va denaturatsiya harorati tanlangan hamda turli birliklarning taʼsirini kamaytirish uchun oʻzgaruvchilar standartlashtirilgan.

PC1 umumiy dispersiyaning %42,7 ini, PC2 %31,9 ini tushuntirgan; ikki komponent birgalikda %74,6 dispersiyani ifodalagan. Crushed fraksiya PCA ballar fazosida boshqa guruhlardan farqli joylashuv koʻrsatgan. Bu joylashuv bitta xususiyatga emas, tarkib, oqsil xatti-harakati, gidratatsiya va strukturaviy xususiyatlarning umumiy kombinatsiyasiga mos keladi.

PC1 ning musbat yoʻnalishi WHC, kraxmal, koʻpik barqarorligi va oqsil eruvchanligi bilan; manfiy yoʻnalishi oqsil miqdori va LGC bilan bogʻlangan. PC2 da LGC, kraxmal, β-sheet va koʻpik barqarorligi musbat; denaturatsiya harorati manfiy yoʻnalishda joylashgan.

Fine fraksiya eng yuqori koʻrinadigan oqsil ulushiga ega boʻlishiga qaramay, crushed fraksiya bilan bir xil PCA klasterida joylashmagani ayniqsa muhim. Bu natija oziq-ovqat tarkibiy qismining texnologik sifatini faqat oqsil foizi bilan tushuntirib boʻlmasligini qoʻllab-quvvatlaydi.

Pearson korrelyatsiyasi nimani koʻrsatdi?

Oqsil eruvchanligi bilan emulsiyalash faolligi va koʻpik hosil qilish qobiliyati oʻrtasida kuchli musbat aloqalar xabar qilingan, \(r>0.94\), \(p<0.01\). Ushbu aloqalar eruvchan va dispersiyalana oladigan oqsillarning yogʻ–suv yoki havo–suv interfeyslariga osonroq yetib borishi bilan mos keladi.

Biroq korrelyatsiya sababiylik emas. Yuqori oqsil eruvchanligining oʻzi yuqori emulsiyalash faolligini “yaratgani” ushbu tahlil bilan isbotlanmaydi. Oqsil konformatsiyasi, tola tarkibi va boshqa strukturaviy oʻzgaruvchilar bir vaqtda oʻzgaradi.

Statistik tahlil

Tajribalar kamida uch takror bilan bajarilgan va natijalar oʻrtacha ± standart ogʻish sifatida berilgan. Fermentatsiyadan oldingi va keyingi zarracha oʻlchami uchun ikki yoʻnalishli ANOVA; boshqa umumiy taqqoslashlar uchun bir yoʻnalishli ANOVA va Tukey post-hoc testi ishlatilgan. Umumiy ahamiyatlilik chegarasi \(p\leq0.05\). Tahlillar SPSS 17.0 yordamida bajarilgan.

Quruq modda vaqt qatori natijalar boʻlimida repeated-measures ANOVA bilan baholangani ham alohida qayd etiladi.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlaydigan natijalar

• Boshlangʻich substrat zarracha oʻlchami bir xil fermentatsiya sharoitida olingan lyupin unining keyingi fizik-kimyoviy va funksional xususiyatlari bilan bogʻliq.
• Fermentatsiya barcha zarracha guruhlarida yogʻ miqdorini kamaytirgan.
• Oziq tolasining eruvchan va erimaydigan fraksiyalari boshlangʻich zarracha oʻlchamiga bogʻliq ravishda turli darajada oʻzgargan.
• Crushed fraksiya %258 bilan eng yuqori WHC ni koʻrsatgan.
• Crushed fraksiya sinovdan oʻtkazilgan barcha pH sharoitlarida eng yuqori emulsiyalash faolligi, koʻpik hosil qilish qobiliyati va oqsil eruvchanligini koʻrsatgan.
• Split fraksiya emulsiya va koʻpik barqarorligida crushed fraksiyadan yuqoriroq qiymatlarni koʻrsatgan.
• Crushed fraksiya harorat va chastota skanlarida kuchli elastik/viskoelastik xatti-harakat koʻrsatgan.
• FTIR va DSC fermentatsiya oqsil va matritsa tuzilishida oʻzgarishlar qilganini, biroq asosiy termik oʻtish haroratlarini katta darajada saqlaganini koʻrsatgan.
• PCA crushed fraksiya koʻp oʻzgaruvchili xususiyatlar kombinatsiyasi boʻyicha farqli profil hosil qilganini koʻrsatgan.
• Eng yuqori koʻrinadigan oqsil miqdoriga ega fine fraksiya barcha funksiyalarda eng yaxshi natijani koʻrsatmagan.

Tadqiqot qoʻllab-quvvatlamaydigan natijalar

• “Zarracha qancha kichik boʻlsa, fermentatsiya shuncha yaxshi boʻladi” degan xulosa qoʻllab-quvvatlanmaydi.
• “Crushed fraksiya barcha oziq-ovqat qoʻllanilishlarida eng yaxshi fraksiyadir” degan xulosa qoʻllab-quvvatlanmaydi.
• “Fine fraksiyadagi oqsil oshishi yangi oqsil sintezining bevosita dalilidir” degan xulosa qoʻllab-quvvatlanmaydi.
• Yogʻ kamayishi bevosita oʻlchangan lipaza faolligining dalili emas.
• IDF kamayishi va SDF oshishi bevosita oʻlchangan sellyulaza faolligining dalili emas.
• PCA va Pearson korrelyatsiyalari sababiylikni isbotlamaydi.
• Laboratoriya unining samaradorligi haqiqiy non, makaron, ichimlik yoki boshqa yakuniy mahsulotda xuddi shu samaradorlik kafolatlanganini koʻrsatmaydi.
• Sensor qabul, saqlash barqarorligi va real oziq-ovqat jarayoni samaradorligi ushbu tadqiqotda tasdiqlanmagan.

Asosiy cheklovlar

Zamburugʻ biomassasi bevosita oʻlchanmagan. Shu sababli turli boshlangʻich zarrachalar haqiqiy zamburugʻ oʻsish miqdorini qay darajada oʻzgartirgani nomaʼlum.

Substratdan foydalanish kinetikasi oʻlchanmagan. Quruq modda va tarkib oʻzgarishlari mavjud boʻlsa-da, uglerod, azot yoki muayyan makromolekulalarning vaqt boʻyicha sarflanish tezligi aniqlanmagan.

Ferment faolliklari oʻlchanmagan. Proteaza, lipaza va uglevodlarni parchalovchi fermentlar muhokama qilingan ehtimoliy mexanizmlardir; ular ushbu tadqiqotning bevosita oʻlchovlari emas.

Kislorod transferi oʻlchanmagan. Fine fraksiyadagi zichroq joylashish kislorodga kirishni cheklashi mumkinligi mantiqiy izoh sifatida muhokama qilingan, biroq bevosita tasdiqlanmagan.

Batafsil fermentatsiya kinetikasi yoʻq. Zamburugʻ oʻsish tezligi, metabolik tezlik va ferment ishlab chiqarishning vaqt boʻyicha miqdoriy profili aniqlanmagan.

Haqiqiy oziq-ovqatda tasdiqlash oʻtkazilmagan. Olingan unlarning model yoki haqiqiy oziq-ovqat tizimlaridagi qayta ishlash samaradorligi, saqlash xususiyatlari va sensor xususiyatlari kelajakda alohida baholanishi kerak.

Manba ichida texnik nomuvofiqliklar mavjud. Reologik deformatsiya qiymati, reologiya konsentratsiya birligi, ayrim DSC xato chegaralari, rang ahamiyatliligi va zarracha diametridagi vaqt taʼsirining statistik talqini manba ichida bir-biriga toʻliq mos emas. Ushbu noaniqliklar Verianla tomonidan yashirincha tuzatilmagan.

Manba va Usul Haqida Izoh

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

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

Mualliflar tartibi: Asl maqoladagi tartib saqlangan.

Teng hissa: Manbada teng hissa/teng birinchi mualliflik haqida aniq bayonot koʻrinmaydi.

Masʼul muallif: Lovedeep Kaur.

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

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

Jurnal: Foods.

Nashriyot: MDPI, Basel, Switzerland.

Manba turi: Article; nazorat qilinadigan laboratoriya fermentatsiyasi va oziq-ovqat tarkibiy qismini tavsiflash tadqiqoti.

Taqriz holati: Foods taqrizdan oʻtadigan ilmiy jurnaldir va maqola nashr etilgan version of record hisoblanadi.

Jild / son / maqola raqami: Foods 2026, 15(18), 3306.

DOI: 10.3390/foods15183306.

Yuborilgan sana: 30 Iyul 2026.

Tahrir sanasi: 3 Sentabr 2026.

Qabul sanasi: 9 Sentabr 2026.

Nashr sanasi: 18 Sentabr 2026.

Rasmiy qayd: DOI 10.3390/foods15183306 orqali MDPI nashr qaydi.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Qoʻshimcha material: Table S1 Pearson korrelyatsiya tahlili; Figure S1 strain sweep natijalari; Table S2 quruq modda miqdori; Table S3 quruq moddaning qayta olinishi.

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

Etik kengash: Qoʻllanilmaydi.

Maʼlumotli rozilik: Qoʻllanilmaydi.

Maʼlumotlar mavjudligi: Maʼlumotlar soʻrov boʻyicha taqdim etilishi bildirilgan.

Manfaatlar toʻqnashuvi: Mualliflar manfaatlar toʻqnashuvi yoʻqligini eʼlon qilgan.

Mualliflar hissasi: Lovedeep Kaur: konseptuallashtirish, nazorat, usul, koʻrib chiqish va tahrirlash. Jaspreet Singh: konseptuallashtirish, usul, koʻrib chiqish va tahrirlash, nazorat. Mike Boland: konseptuallashtirish, usul, koʻrib chiqish va tahrirlash, nazorat. Ihlana Nairfana: konseptuallashtirish, formal tahlil, tadqiqot, maʼlumotlar kuratsiyasi va dastlabki qoralamani yozish.

Manba ichidagi nomuvofiqlik 1 — reologiya: usul boʻlimida keyingi skanlar uchun %0,01 deformatsiya, natijalar boʻlimida esa %0,03 deformatsiya yozilgan.

Manba ichidagi nomuvofiqlik 2 — reologiya konsentratsiyasi: usul boʻlimi %25 w/w, natijalar boʻlimi esa %25 w/v ifodasidan foydalanadi.

Manba ichidagi nomuvofiqlik 3 — DSC: Jadval 8 da crushed Peak 1 harorati 89,51 ± 8,43 °C boʻlsa, paragrafning bir joyida 89,51 ± 80,43 °C; Jadval 8 da crushed Peak 2 ΔH qiymati 4,71 ± 1,41 J/g boʻlsa, paragrafda 4,71 ± 0,01 J/g deb yozilgan.

Manba ichidagi nomuvofiqlik 4 — rang: natijalar matnidagi bir jumla a* farqini ahamiyatli deb taʼriflaydi, keyingi jumla va Jadval 4 esa a* va b* farqlari ahamiyatli emasligini koʻrsatadi.

Manba ichidagi nomuvofiqlik 5 — boshlangʻich/yakuniy Feret diametri: natijalar boʻlimida fraksiya ichidagi oʻzgarishlar p > 0,05 bilan ahamiyatli emasligi bildirilgan, muhokamada esa split va crushed uchun ahamiyatli ortish iborasi mavjud.

Asosiy uslubiy cheklov: Zamburugʻ biomassasi rivojlanishi, substratdan foydalanish tezligi, ferment faolligi, kislorod transferi va batafsil fermentatsiya kinetikasi bevosita oʻlchanmagan. Qoʻllanishga xos haqiqiy oziq-ovqatni qayta ishlash, saqlash va sensor samaradorlik ham alohida tasdiqlanishi kerak.