ارزیابی روابط بین آزمون‌های ظرفیت نگهداری حلال و محتوای ساختارهای دوم و آمینواسیدهای آرد چاودم (3)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

4 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

ظرفیت نگهداری حلال آرد (Solvent retention capacity)، به عنوان یک ابزار ارزشمند برای اندازه‌گیری خواص عملکردی هر جزء پلی‌مری آرد توسط لوئیس اسلید در اواخر سال 1980 معرفی شد و توسعه یافت. مقادیر SRC به طور معنی‌داری با ترکیبات شیمیایی آرد، پارامترهای فارینوگرام و پخت نان همبستگی دارند. هدف از این پژوهش، ارزیابی روابط بین پروفیل-های SRC و محتوای ساختارهای دوم و اسیدهای آمینه آرد 12 رقم چاودم (تریتیکاله) هگزاپلوئید و مقایسه‌ی آن‌ها با گندم نان، گندم دوروم و چاودار به عنوان ارقام نزدیک بود. در این تحقیق، از 4 حلال اصلی (آب دیونیزه، محلول اسید لاکتیک 5%، محلول کربنات سدیم‌ 5%، محلول ساکارز 50%) و 4 حلال کمکی (محلول اتانول 55%، محلول دودسیل سولفات سدیم 75/0%، محلول متابی سولفیت سدیم 006/0% و مخلوط محلول SDS و MBS) آزمون SRC استفاده‌ شد. طبق نتایج به دست آمده، ارقام چاودمی که از کیفیت دانه بهتری برخوردار بودند، آردهایی تولید کردند که به لحاظ ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی دارای کیفیت نانوایی بسیار بالاتری نسبت به سایر ارقام بودند. خمیر آرد این ارقام، دارای ویژگی‌های رئولوژیکی بهتری نسبت به سایر ارقام بودند و پارامترهای کیفی آلوئوگرافی بسیار بهتری داشتند. چنین آردهایی دارای پیوندهای دی‌سولفیدی (SS) بیشتر و گروه‌های سولفیدریل (SH) کمتری نسبت به سایر ارقام بودند. این آردها به لحاظ محتوای اسیدهای آمینه سازنده گلوتن نیز غنی‌تر بودند. همچنین این آردها از محتوای بالاتری از ساختارهای بتا شیت (β-sheet) غیرموازی و بتا ترن (β-turn) برخوردار بودند و محتوای ساختارهای آلفا هلیکس (α-helixe) کمتری داشتند. چنین آردهایی دارای ظرفیت بیشتری برای نگهداری انواع حلال‌های اصلی و کمکی SRC بودند و همبستگی بالایی با پارامترهای مولکولی آرد از خود نشان دادند. بنابراین آزمون SRC به تنهایی در تعیین و تشخیص ارقام با کیفیت نانوایی برتر و در نتیجه به دست آوردن فراورده با بهترین کیفیت قابل استفاده است و در سطح مولکولی نیز توجیه‌پذیر می‌باشد.

چکیده تصویری

ارزیابی روابط بین آزمون‌های ظرفیت نگهداری حلال و محتوای ساختارهای دوم و آمینواسیدهای آرد چاودم (3)

تازه های تحقیق

  • بررسی محتوای ساختارهای دوم پروتئین 12 رقم آرد چاودم و مقایسه با خویشاوندان نزدیک با استفاده از            طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR).
  • بررسی محتوای آمینواسیدهای پروتئین 12 رقم آرد چاودم و مقایسه با خویشاوندان نزدیک با استفاده از دستگاه آمینواسید آنالایزر.
  • تعیین ضرایب همبستگی­ بین پروفیل­های ظرفیت نگهداری حلال و آزمون­های مولکولی آرد چاودم‌ها.
  • تعیین ضرایب همبستگی بین انواع ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی، رئولوژیکی و ویژگی‌های مولکولی دانه و آرد چاودم‌ها.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of relationship between solvent retention capacity tests, secondary structures of proteins and amino acid content of triticale flour (ІІІ)

نویسندگان [English]

  • Mahsa Chavoushi 1
  • Mohammad Reza Sabzalian 2
  • Mahdi Kadivar 3
  • Ahmad Arzani 4
1 Master student, Department of Food Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology.
2 Department of Agronomy and Plant Breeding, College of Agriculture, Isfahan University of Technology
3 Professor, Department of Food Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology.
4 Dept of Agron Plant Breed, Isfahan Univ Techn, Isfahan-84156, Iran
چکیده [English]

Solvent retention capacity (SRC) as a valuable tool for measuring functional properties of each polymeric component of flour was introduced and developed by Louise Slade in the late 1980s. The SRC values were significantly correlate with flour chemical components, farinograph parameters and breadmaking parameters. The purpose of this research was to evaluate the relationships between SRC profiles and flour secondary structures and amino acids content of 12 cultivars of hexaploid triticale and comparing them with bread wheat, durum wheat and rye as close cultivars. In this study, four main solvents (deionized water, 5% lactic acid solution, 5% sodium carbonate solution and 50% sucrose solution) and four supplemental solvents (55% ethanol solution, 0.75% sodium dodecyl sulfate solution, 0.006.0% sodium metabisulfite solution , as well as combination of SDS and MBS solutions of the SRC test were used. According to the results, triticale cultivars with superior grain quality produced flours with much superior physical and chemical properties than other triticale cultivars. Flour dough of those cultivars had better rheological properties than other cultivars, and had much better alveograph quality parameters. Such flours had more disulfide bonds (SS) and lower sulfhydryl groups (SH) than other cultivars. Such flours were rich in gluten producing amino acid content. Also such flours had a higher Intermolecular-β-sheets and β-turn, and had less α-helix content. Such flours had more capacity for retention the main and supplemental solvents of SRC and showed high correlation with molecular parameters of flour. Therefore, the SRC test singly in determine and identifies cultivars with superior bread quality and thus to obtain the product with the best quality can be used, and is also justifiable at the molecular level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solvent retention capacity
  • Functional properties
  • α-helix structures
  • β-sheet structures
  • β-turn structures
  • Flour amino acids
[1] Khajehpour, M. R. (2014). Cereals Crops(4nd ed.). Jihad Danshgahi, Isfahan University of Technology, I.R. Iran. [In Persian]
[2] Manley, M., McGoverin, C. M., Snyders, F., Muller, N, Botes, W. C., Fox, G. P. (2013). Prediction of triticale grain quality properties, based on both chemical and indirectly measured reference methods, using near-infrared spectroscopy. Cereal Chem., 90, 540-545.
[3] Dennett, A. L., Trethowan, R. M. (2013). Milling efficiency of triticale grain for commercial flour production. J. Cereal Sci., 57, 527-530.
[4] Frás, A., Gołebiewska, K., Gołebiewski, D., Mankowski, D. R., Boros, D., Szecówka, P. (2016). Variability in the chemical composition of triticale grain, flour and bread. J. Cereal Sci., 71, 66-72.
[5] Navarro-Contreras, A. L., Chaires-González, C. F., Rosas-Burgos, E. C., Borboa-Flores, J., Wong-Corral, F. J., Cortez-Rocha, M. O., Cinco-Moroyoqui, F. J. (2014). Comparison of protein and starch content of substituted and complete triticales (× Triticosecale Wittmack): Contribution to functional properties. Int. j. Food. Prop., 17, 421-432.
[6] Pattison, A. L., Trethowan, R. M. (2013). Characteristics of modern triticale quality: commercially significant flour traits and cookie quality. Crop Pasture. Sci., 64, 874-880.
[7] Pattison, A. L., Appelbee, M., Trethowan, R. M. (2014). Characteristics of 641 modern triticale quality: Glutenin and secalin subunit composition and mixograph properties. J. Agric. Food Chem., 62, 4924-4931.
[8] Zhu, F. (2017). Triticale: Nutritional composition and food uses. Food Chem., 241, 468-479.
[9] Dennett, A. L., Cooper, K. V., Trethowan, R. M. (2013). The genotypic and phenotypic interaction of wheat and rye storage proteins in primary triticale. Euphytica., 194, 235-242.
[10] Shahedi, M., Kabir, Gh. H., Bahrami, M. (2005). Determination of flour quality criteria and rheological properties of dough for the production of Taftoon bread from Iranian wheat. JIJAS., 12, 7-88.
[11] Macritchie, F. (1985). Studies of the methodology for fractionation and reconstitution of wheat flours. J. Cereal Sci., 3, 221-230.
[12] Macritchie, F. (1984). Baking quality of wheat flours. Adv. Food Nutr. Res., 29, 201-277.
[13] Finney, K. F., Yamazaki, W. T., Youngs, V. L., Rubenthaler, G. L. (1987). quality of hard, soft and durum wheats. in: Wheat and Wheat Improvement, Agronomy Monograph, ASA-CSSA-SSSA, Madison, pp 677-748.
[14] Slade, L., Levine, H. (1994). Structure-function relationships of cookie and cracker ingredients. in: The Science of Cookie and Cracker Production, Faridi, H. (Ed.), Chapman and Hall, New York, pp 23-141. 
[15] Kweon, M., Slade, L., Levine, H. (2011). Solvent retention capacity (SRC) testing of wheat flour: principles and value in predicting flour functionality in different wheat-based food processes and in wheat breeding- A review. Cereal Chem., 88, 537-552.
[16] Hammed, A. M., Ozsisli, B., Ohm, J., Simsek, S. (2015). Relationship between solvent retention capacity and protein molecular weight distribushion, quality characteristics, and breadmaking functionality of hard red spring wheat flour. Cereal Chem., 92, 466-474.
[17] Kaur, A. Singh, N. Kaur, S., Ahlawat. A. K., Singh, A. M. (2014). Relationships of flour solvent retention capacity, secondary structure and rheological properties with the cookie making characteristics of wheat cultivars. Food Chem., 158, 48-55.
[18] Chavoushi, M. Kadivar, M. Arzani, A., Sabzalian. M. R. (2019). Evaluation of solvent retention capacity method application in specify the features of triticale flour and bread making quality (І). JIFT., 7, 116-147. [In Persian]
[19] Chavoushi, M. Arzani, A. Kadivar, M., Sabzalian. M. R. (2019). Evaluation of alveograph parameters and gluten proteins of triticale by using solvent retention capacity method (ІІ). JIFT., 7, 164-187. [In Persian]
[20] Moore, S., Stein W. H. (1979). J. Chromatogr. Libr., 17, 297-308.
[21] Pomeranz. Y. (1987). Modern Cerael Science and Technology. VCH Publishers, Inc.
[22] Zuber, T., Maurer, H. P., Möhring, J., Nautscher, N., Siegert, W., Rosenfelder P., Rodehutscord, M. (2016). Variability in amino acid digestibility of triticale grain from diverse genotypes as studied in cecectomized laying hens. Poult. Sci., 95, 2861-2870.
[23] Simmonds, D. H. (1962). Variations in the amino acid composition of Australian wheats and flours. Cereal Chem., 39, 445-455.
[24] Misra, N. N., Kaur, S., Tiwari, B. K., Kaur, A., Singh, A., Cullena, P. J. (2015). Atmospheric pressure cold plasma (ACP) treatment of wheat flour. Food Hydrocoll., 44, 115-121.
[25] Wang, P., Xu, L., Nikoo, M., Ocen, D., Wu, F., Yang, N., Jin, Z., Xu, X. (2014). Effect of frozen storage on the conformational, thermal and microscopic properties of gluten: Comparative studies on gluten-, glutenin- and gliadin-rich fractions. Food Hydrocoll., 35, 238-246.
[26] Cao, W., Falk, D., Bock, J. E. (2017). Protein Structural Features in Winter Wheat: Benchmarking Diversity in Ontario Hard and Soft Winter Wheat. Cereal Chem., 94, 199-206.