آیا پروتئین هیدرولیز شده نخود در حرارت پایدار است؟

پروتئین نخود هیدرولیز شده(HPP) به عنوان یک ماده{0}} گیاهی و ضد حساسیت با خواص عملکردی همه کاره در صنایع غذایی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از ملاحظات مهم برای پذیرش آن، پایداری آن در برابر گرما است، یک شرایط پردازش رایج در تولید مواد غذایی. این مقاله به بررسی پایداری حرارتی HPP می‌پردازد، رفتار آن را در محدوده‌های دمایی مختلف، عوامل مؤثر و مفاهیم عملی برای کاربردهای غذایی بررسی می‌کند.

پایداری حرارتی به توانایی پروتئین برای حفظ یکپارچگی ساختاری و خواص عملکردی خود در هنگام قرار گرفتن در معرض گرما اشاره دارد. برای HPP، این توسط ساختار مولکولی، درجه هیدرولیز (DH) و شرایط پردازش شکل می‌گیرد. پروتئین های نخود برای شکستن پیوندهای پپتیدی تحت هیدرولیز آنزیمی قرار می گیرند و پپتیدهای کوچکتر و اسیدهای آمینه آزاد تولید می کنند. این فرآیند حلالیت را افزایش می دهد اما می تواند رفتار حرارتی را تغییر دهد. پروتئین های بومی نخود، مانند ویسیلین و لگومین، در دمای بین 75 تا 90 درجه به دلیل اختلال در پیوندهای هیدروژنی و فعل و انفعالات آبگریز، دناتوره می شوند. هیدرولیز این رفتار را با کاهش اندازه دانه های پروتئینی و افزایش آب دوستی اصلاح می کند. مطالعات نشان می دهد کهپروتئین نخود هیدرولیز شدهبا DH 10-20٪، پایداری حرارتی بهتری را در مقایسه با پروتئین نخودی بومی، با دمای دناتوره سازی در محدوده 85-95 درجه نشان می دهد. این به کاهش تمایل پپتیدهای کوچکتر به تجمع در هنگام گرم شدن نسبت داده می شود.

 

However, excessive hydrolysis (DH >25٪ ممکن است ثبات را به خطر بیندازد. پپتیدهای هیدرولیز شده بیش از حد، پیچیدگی ساختاری مورد نیاز برای حفظ شبکه‌های عملکردی را از دست می‌دهند که منجر به کاهش ظرفیت ژل‌شدن و امولسیون‌سازی در دماهای بالا می‌شود. بنابراین، بهینه سازی DH برای متعادل کردن حلالیت و استحکام حرارتی بسیار مهم است.

 

عوامل محیطی نیز نقش دارند. در pH اسیدی (3-5)، HPP به دلیل کاهش دافعه الکترواستاتیک بین پپتیدها، امولسیون های پایدارتری را تشکیل می دهد. در شرایط خنثی یا قلیایی، تجمع ناشی از گرما بارزتر می شود. علاوه بر این، وجود نمک ها (مثلاً نمک طعام) یا قندها (مثلاً ساکارز) بسته به غلظت، می تواند HPP را تثبیت یا بی ثبات کند. سطوح پایین ممکن است حلالیت را افزایش دهد، در حالی که غلظت های بالا برهمکنش های پپتیدی را مختل می کند.

تولید مواد غذایی اغلب شامل مراحل گرم{0}} فشرده مانند پاستوریزه کردن، استریل کردن و اکستروژن است. پایداری حرارتی پروتئین نخود هیدرولیز شده در این سناریوها، کاربرد آن را در گروه‌های محصول تعیین می‌کند.

نوشیدنی ها و جایگزین های لبنی

در شیرهای{0} گیاهی و شیک های پروتئینی، HPP در معرض پاستوریزاسیون (70-85 درجه به مدت 15-30 ثانیه) قرار می گیرد. مطالعات نشان می دهد که HPP فعالیت امولسیون کنندگی و حلالیت را در این شرایط حفظ می کند و از جداسازی و رسوب روغن جلوگیری می کند. به عنوان مثال، یک مطالعه در سال 2023 درهیدروکلوئیدهای غذاییگزارش داد که شیر بادام تثبیت شده HPP پس از پاستوریزه شدن، بدون تغییر قابل توجهی در توزیع اندازه ذرات، همگن باقی ماند. پردازش با درجه حرارت فوق العاده-(UHT) (135-150 درجه برای 1-2 ثانیه) آزمایش دقیق تری ارائه می دهد. در حالی که قرار گرفتن در معرض کوتاه آسیب را محدود می کند، درمان طولانی مدت UHT می تواند باعث واکنش های Maillard یا تکه تکه شدن پپتید شود و حلالیت را کمی کاهش دهد. با این حال، HPP به دلیل ساختار پپتیدی قوی‌اش، همچنان در کاربردهای UHT از بسیاری از پروتئین‌های گیاهی{10} عملکرد بهتری دارد.

محصولات پخته شده و فرآیندهای اکستروژن

پخت و اکستروژن شامل قرار گرفتن در معرض حرارت طولانی مدت (120-180 درجه) است. در فرمولاسیون نان{3}}بدون گلوتن، HPP به عنوان تقویت کننده خمیر عمل می کند. در 180 درجه، پپتیدهای آن با نشاسته و لیپیدها پیوندهای متقابل- ایجاد می‌کنند که ساختار خرده‌ها را بهبود می‌بخشد و بیات شدن را به تاخیر می‌اندازد. برخلاف پروتئین نخود فرنگی که ممکن است باعث انعقاد و خشک شدن محصول شود.پروتئین نخود هیدرولیز شدهانعطاف پذیری را حفظ می کند و در نتیجه بافت های نرم تری ایجاد می کند. پخت و پز اکستروژن، که در تولید خوراکی و جایگزین گوشت استفاده می شود، مواد تشکیل دهنده را در معرض برش و حرارت بالا قرار می دهد. پایداری حرارتی HPP به آن اجازه می دهد تا دمای 160 درجه را بدون از دست دادن ظرفیت خود برای تشکیل ماتریس های منسجم تحمل کند. این امر برای ایجاد بافت‌های فیبری در گوشت‌های{4}}گیاهی، که در آن دناتوره‌سازی و هم‌ترازی پروتئین برای تقلید ساختارهای{5} مانند گوشت ضروری است، حیاتی است.

گوشت های فرآوری شده و غذاهای کاربردی

در گوشت‌های فرآوری‌شده، پروتئین نخود هیدرولیز شده، امولسیون‌های چربی{0}}آب را در طول پخت (۸۰ تا ۱۰۰ درجه) تثبیت می‌کند. پپتیدهای آن یک لایه محافظ در اطراف قطرات چربی تشکیل می دهند که از ادغام و آبدار بودن جلوگیری می کند. یک مطالعه در سال 2022 درعلم گوشتنشان داد که امولسیون‌های مبتنی بر{0}HPP 90 درصد از محتوای چربی اولیه خود را پس از پختن در دمای 90 درجه، در مقایسه با 75 درصد برای پروتئین نخود فرنگی، حفظ کردند. برای غذاهای کاربردی که به آنزیم‌های{5}پایدار حرارتی نیاز دارند (مانند مکمل‌های پروبیوتیک)، توانایی HPP برای حفظ فعالیت آنزیمی در طول پردازش یک مزیت کلیدی است. پپتیدهای آبدوست آن یک ریزمحیط ایجاد می کند که از آنزیم ها در برابر دناتوره شدن حرارتی محافظت می کند و از حفظ زیست فعالی اطمینان می دهد.

پایداری حرارتی HPP آن را برای طیف وسیعی از محصولات غذایی مناسب می کند، اما اجرای موفقیت آمیز نیاز به فرمولاسیون دقیق دارد.

استراتژی های فرمولاسیون

تنظیم pH بسیار مهم است. برای نوشیدنی های اسیدی (مانند آب میوه)، HPP در pH 4-5 بهترین عملکرد را دارد تا از تجمع آنها جلوگیری کند. در محصولات خنثی مانند سوپ ها، ترکیب HPP با تثبیت کننده ها (به عنوان مثال صمغ زانتان) می تواند تحمل گرما را افزایش دهد. علاوه بر این، قبل از گرم کردن HPP در دمای اتاق قبل از گرم کردن، کلوخه شدن را کاهش می دهد. ترکیبات هم{11}}روی ثبات تأثیر می‌گذارند. در محصولات پخته شده، افزودن 2 تا 3 درصد گلیسرول، اثر پلاستیک سازی HPP را بهبود می بخشد و به آن اجازه می دهد رطوبت را حفظ کند و در برابر شکنندگی ناشی از گرما مقاومت کند. در امولسیون‌ها، لسیتین می‌تواند با HPP هم افزایی کند تا لایه‌های سطحی قوی‌تری در دماهای بالا ایجاد کند.

پایداری ذخیره سازی طولانی مدت-

در حالی کهپروتئین نخود هیدرولیز شده maintains functionality during processing, its stability over shelf life depends on storage conditions. At ambient temperatures (20–25°C), HPP-based products show minimal degradation for up to 12 months. However, prolonged exposure to high humidity (RH >60٪ یا دمای بالا (30 تا 40 درجه) می تواند اکسیداسیون پپتید را تسریع کند و منجر به کاهش طعم و حلالیت شود. بسته بندی HPP در مواد مقاوم در برابر رطوبت (مثلاً ورقه های فویل آلومینیومی) این خطرات را کاهش می دهد.

مزایای نسبی نسبت به سایر پروتئین ها

در مقایسه با سایر پروتئین‌های{0}} گیاهی:

- پروتئین سویا در دماهای مشابه دناتوره می شود اما پتانسیل حساسیت زایی بالاتری دارد.

- پروتئین آب پنیر در گرما پایدارتر است-اما از حیوانی-مشتق شده و برای محصولات گیاهی نامناسب است.

- ایزوله پروتئین نخود به غلظت های بالاتری برای دستیابی به ثباتی مشابه HPP نیاز دارد. HPP تعادلی بین استحکام حرارتی، ایمنی آلرژی زا، و جذابیت برچسب تمیز برقرار می کند، و آن را به انتخابی ارجح برای تولیدکنندگانی تبدیل می کند که مصرف کنندگان سلامت-آگاه هستند.

پپتید نخود پایداری گرمایی قابل توجهی را در محدوده دمایی وسیع (تا 95 درجه) نشان می‌دهد که آن را برای کاربردهای متنوع غذایی مناسب می‌سازد.

برای مشاغلی که به دنبال یک محصول قابل اعتماد هستندتامین کننده پروتئین نخود هیدرولیز شده, Le-Nutra پایداری حرارتی ثابت شده و عملکرد عالی را برای HPP فراهم می کند. ویژگی های محصول ما:

- حلالیت خوب در محدوده pH، تضمین پراکندگی یکنواخت در فرمولاسیون گرم شده.

- عملکرد سریع-، کاهش زمان پردازش و هزینه انرژی.

- حفظ ثبات آنزیم، برای کاربردهای غذایی کاربردی حیاتی است. HPP ما در کیسه های 20 کیلوگرمی با آسترهای داخلی{3}}غذایی و نمای بیرونی کرافت بسته بندی شده است.

برای کشف اینکه چگونه هیدرولیز پروتئین نخود ما می تواند محصولات شما را تقویت کند، با ما تماس بگیریدinfo@lenutra.com.

مراجع:

1. اسمیت، جی و همکاران. (2023). "رفتار حرارتی پروتئین نخود هیدرولیز شده در سیستم های امولسیونی."مجله علوم غذایی, 88(5), 1789–1798.

2. Chen, L. & Liu, Y. (2022). "تاثیر درجه هیدرولیز بر پایداری حرارتی هیدرولیزهای پروتئین نخود."شیمی مواد غذایی, 389, 133021.

3. فدراسیون بین المللی لبنیات. (2021). "پایداری حرارتی پروتئین‌های مبتنی بر{4}}گیاهی در برنامه‌های نوشیدنی."بولتن فنی ارتش اسرائیل, 542, 1–15.

4. ژانگ، ام و همکاران. (2020). "فرآوری اکستروژن پروتئین نخود هیدرولیز شده برای توسعه جایگزین گوشت."مجله شیمی کشاورزی و مواد غذایی, 68(37), 10356–10364.

5. سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا. (2019). "نظر علمی در مورد پایداری حرارتی پروتئین های غذایی جدید."مجله EFSA, 17(12), e05987.