بهینه‌سازی فرایند استخراج ژلاتین، از ضایعات پوست گوسفند با استفاده از آنزیم آلکالاز به‌روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 استادیار، گروه صنایع غذایی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

4 استادیار، مؤسسه تحقیقات واکسن و سرم‌سازی رازی ـ شعبه مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این تحقیق، شرایط بهینۀ استخراج آنزیمی ژلاتین از ضایعات پوست گوسفند با استفاده از اثر سه متغیر، غلظت آنزیم (0/5-2/5 درصد)، زمان هیدرولیز (60-240 دقیقه) و دمای استخراج (60-80 درجۀ سانتی‌گراد) تعیین شد. اثر این سه متغیر بر بازده استخراج، استحکام ژل، ویسکوزیته، درجۀ هیدرولیز، نقطۀ ذوب و تعیین الگوی الکتروفورز بررسی شد و نتایج حاصل با کمک طرح آزمایشی مرکب مرکزی به‌ روش سطح پاسخ، تجزیه‌وتحلیل شدند. فاکتور عدم برازش نیز برای تمامی صفات مذکور در سطح 95 درصد معنی‌دار نبود. براین‌اساس معلوم شد که دمای استخراج 60 درجۀ سانتی‌گراد، با 0/5 درصد غلظت آنزیم و 166 دقیقه زمان هیدرولیز، شرایط مطلوبی برای به‌دست‌آوردن بیشترین بازده استخراج (11/03 درصد) و بهترین درجۀ هیدرولیز (23 درصد) است. علاوه‌بر این، اثر این سه متغیر روی ویسکوزیته، استحکام ژل و نقطۀ ذوب نیز معنی‌دار بود و در شرایط بهینه، استحکام ژل 175/33 گرم، ویسکوزیته 3/26 میلی‌پاسکال بر ثانیه و نقطۀ ذوب 25/39 درجۀ سانتی‌گراد به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

اتاق ‌بازرگانی، صنایع، معادن ‌و کشاورزی ‌تهران. (1396). برگرفته از، http://tccim.ir/news/FullStory.aspx?nid=49230
حسینی‌پرور، س.، کرامت، ج.، کدیور، م.، خانی‌پور، ا. خ. و میلانی، ا. (1385). بهینه سازی استخراج آنزیمی ژلاتین خوراکی از استخوان گاو با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM). پژوهش های علوم و صنایع غذایی ایران، 2(1)، 1-14. doi:https://doi.org/10.22067/ifstrj.v2i1.221
سازمان ‌ملی‌ استاندارد ایران. (1373). ژلاتین مورد مصرف در صنایع غذایی. (استاندارد ملی ایران، شمارۀ 3474، چاپ اول) برگرفته از http://standard.isiri.gov.ir/StandardFiles/3474.htm
Ahmed, J., Ptaszek, P., & Basu, S. (2016). Advances in food rheology and its applications: Woodhead Publishing.
AOAC. (2000). Official Methods of Analysis. 17th ed Association of official analytical chemists. Gaithersburg, Maryland, USA.
British Standards Institution. (1975). Methods for Sampling and Testing Gelatin (Physical and Chemical Methods) (Vol. 757): BSI.
Du, L., Khiari, Z., Pietrasik, Z., & Betti, M. (2013). Physicochemical and functional properties of gelatins extracted from turkey and chicken heads. Poultry science, 92(9), 2463-2474. doi:https://doi.org/10.3382/ps.2013-03161
Gbogouri, G., Linder, M., Fanni, J., & Parmentier, M. (2004). Influence of hydrolysis degree on the functional properties of salmon byproducts hydrolysates. Journal of food science, 69(8), C615-C622. doi:https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2004.tb09909.x
Giménez, B., Alemán, A., Montero, P., & Gómez-Guillén, M. (2009). Antioxidant and functional properties of gelatin hydrolysates obtained from skin of sole and squid. Food Chemistry, 114(3), 976-983. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.10.050
Hosseiniparvar, S. H., Keramat, J., Kadivar, M., Khanipour, E., & Milani, E. (2006). Optimization of Enzymic Extraction of Edible Gelatin from Cattle Bones Using Response Surface Methodology (RSM). Iranian Food Science and Technology Research Journal, 2(1), 1-14. (in Persian)
Iranian National Standardization Organization. (1994). Specification for gelatin, "Food grad".  (ISIRI Standard No. 3474, 1st Edition). Retrieved from http://standard.isiri.gov.ir/StandardFiles/3474.htm (in Persian)
Laemmli, U. K. (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. nature, 227(5259), 680-685. doi:https://doi.org/10.1038/227680a010.1038/227680a0
Lassoued, I., Jridi, M., Nasri, R., Dammak, A., Hajji, M., Nasri, M., & Barkia, A. (2014). Characteristics and functional properties of gelatin from thornback ray skin obtained by pepsin-aided process in comparison with commercial halal bovine gelatin. Food Hydrocolloids, 41, 309-318. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.04.029
Mad-Ali, S., Benjakul, S., Prodpran, T., & Maqsood, S. (2016a). Characteristics and Gel Properties of Gelatin from Goat Skin as Influenced by Alkaline-pretreatment Conditions. Asian-Australasian journal of animal sciences, 29(6), 845-854. doi:https://doi.org/10.5713/ajas.15.0784
Mad-Ali, S., Benjakul, S., Prodpran, T., & Maqsood, S. (2016b). Interfacial properties of gelatin from goat skin as influenced by drying methods. LWT-Food Science and Technology, 73, 102-107. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.05.048
Mad-Ali, S., Benjakul, S., Prodpran, T., & Maqsood, S. (2016c). Characteristics and gel properties of gelatin from goat skin as affected by pretreatments using sodium sulfate and hydrogen peroxide. Journal of the Science of Food and Agriculture, 96(6), 2193-2203. doi:https://doi.org/10.1002/jsfa.7336
Mad‐Ali, S., Benjakul, S., Prodpran, T., & Maqsood, S. (2017). Characteristics and Gel Properties of Gelatin from Goat Skin as Affected by Extraction Conditions. Journal of Food Processing and Preservation, 41(3), e12949. doi:https://doi.org/10.1111/jfpp.12949
Mohammad, A. W., Kumar, A. G., & Basha, R. K. (2015). Optimization of enzymatic hydrolysis of tilapia (Oreochromis Spp.) scale gelatine. International Aquatic Research, 7(1), 27-39. doi:https://doi.org/10.1007/s40071-014-0090-6
Mulyani, S., Setyabudi, F., Pranoto, Y., & Santoso, U. (2017). The effect of pretreatment using hydrochloric acid on the characteristics of buffalo hide gelatin. Journal of Indonesian Tropical Animal Agriculture, 42(1), 14-22. doi:https://doi.org/10.14710/jitaa.42.1.14-22
Nalinanon, S., Benjakul, S., Visessanguan, W., & Kishimura, H. (2008). Improvement of gelatin extraction from bigeye snapper skin using pepsin-aided process in combination with protease inhibitor. Food Hydrocolloids, 22(4), 615-622. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2007.01.012
Rafieian, F., Keramat, J., & Shahedi, M. (2015). Physicochemical properties of gelatin extracted from chicken deboner residue. LWT-Food Science and Technology, 64(2), 1370-1375. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.04.050
Salwanee, S., Mustapha, W. A. W., Mamot, S., Maskat, M. Y., & Ibrahim, S. (2013). Effects of enzyme concentration, temperature, pH and time on the degree of hydrolysis of protein extract from viscera of tuna (Euthynnus affinis) by using alcalase. Sains Malaysiana, 42(3), 279-287.
Sanaei, A., Mahmoodani, F., See, S., Yusop, S. M., & Babji, A. S. (2013). Optimization of gelatin extraction and physico-chemical properties of catfish (Clarias gariepinus) bone gelatin. International Food Research Journal, 20(1), 423.
See, S., Hoo, L., & Babji, A. S. (2011). Optimization of enzymatic hydrolysis of Salmon (Salmo salar) skin by Alcalase. International Food Research Journal, 18(4).
ShahiriTabarestani, H., Maghsoudlou, Y., Motamedzadegan, A., & Sadeghi Mahoonak, A. (2010). Optimization of physico-chemical properties of gelatin extracted from fish skin of rainbow trout (Onchorhynchusmykiss). Bioresource Technology, 101(15), 6207-6214. doi:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.02.071
Souissi, N., Bougatef, A., Triki-Ellouz, Y., & Nasri, M. (2007). Biochemical and functional properties of sardinella (Sardinella aurita) by-product hydrolysates. Food technology and biotechnology, 45(2), 187-194.
Talapphet, N., Prommajak, T., & Raviyan, P. (2017). Process Optimization and Properties of Crude Gelatin Extracted from Tannery Bovine Hide. Food and Appling Bioscience Journal, 5(3), 132-148. doi:https://doi.org/10.14456/fabj.2017.11
Tehran Chamber of Commerce, Industries, Mines and Agriculture. (2017). Retrieved from http://tccim.ir/news/FullStory.aspx?nid=49230 (in Persian)
Xu, M., Wei, L., Xiao, Y., Bi, H., Yang, H., & Du, Y. (2017). Physicochemical and functional properties of gelatin extracted from Yak skin. International Journal of Biological Mcromolecules, 95, 1246-1253. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.11.020
CAPTCHA Image
دوره 8، شماره 2
تیر 1398
صفحه 125-136
  • تاریخ دریافت: 09 بهمن 1396
  • تاریخ بازنگری: 24 تیر 1397
  • تاریخ پذیرش: 30 تیر 1397