Research Article

تأثير التجزئة الجافة المعتمدة على تصنيف الهواء على الخصائص الهيكلية والحرارية والوظيفية لتركيز بروتين الحمص في تطبيقات المستحلبات النانوية

DOI:

10.3791/70451

⸱

March 10th, 2026

1Genetris Consulting

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أظهر مركز بروتين الحمص المستخرج جافا محتوى عالي من البروتين، وخصائص رغوية قوية، واستقرار فعال للمستحلب النانوي عند تركيز 3.0٪ w/v. كشفت التحليلات الهيكلية والحرارية عن تنظيم غير متبلور مع تبلور متبقي منخفض ومرونة جزيئية معززة، مما يدعم ملاءمته كمكون وظيفي نباتي مستدام لأنظمة الكولويد الغذائية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم الحصول على مركز بروتين الحمص (CPC) عبر نهج الاستخراج الجاف وتم توصيفه بشكل منهجي من حيث خصائصه التركيبية والوظيفية والهيكلية لتقييم ملاءمته لتطبيقات المستحلبات النانوية (NE). كان ال CPC المستخرج من الجاف يحتوي على محتوى بروتين بنسبة 44.8٪ وأظهر أداء وظيفيا متفوقا، بما في ذلك قدرة رغوة تبلغ 61.1٪ واستقرار رغوي عالي بنسبة 94.7٪، مما يعكس امتصاصا فعالا بين الأوجه وتكوين الفيلم المتماسك. حققت تركيبة NE المحضرة باستخدام 3.0٪ w/v CPC كعامل مستحلب، انخفاضا كبيرا في حجم القطرة، مما أدى إلى قطر قطرة Z متوسط يبلغ 152.7 نانومتر ومؤشر تعدد تشتت منخفض (0.30)، مما يشير إلى توزيع دقيق ومنتظم نسبيا لحجم القطرات واستقرار غرويات مستقر حركيا. كشف تحليل القياس الحراري التفاضلي للمسح المقارن (DSC) لدقيق الحمص (CF) وCPC عن انتقالين رئيسيين في مجال الحرارة الداخلية. بينما أظهرت كلتا العينتين انتقالا مشابها في درجات الحرارة المنخفضة عند 68.4 درجة مئوية مرتبط بإطلاق الماء المرتبط، أظهر CPC تغيرا أقل بكثير في الإنثالبيتي، مما يشير إلى اضطراب جزئي في النظام الجزيئي الأصلي بعد الاستخراج الجاف. أظهر ملف حيود الأشعة السينية (XRD) لجهاز CPC المستخدم في أنظمة NE هالة عريضة غير متبلورة ضمن نطاق 2θ من 10°-30°، متداخلة مع انعكاسات حادة منخفضة الكثافة محدودة. تؤكد هذه النتائج وجود بنية غير متبلورة مع مناطق بلورية جزئية، مع تقدير التبلور الكلي للمركز بحوالي 15٪. تصف هذه الدراسة بروتوكولا قابلا للتكرار وخاليا من المذيبات لإنتاج الكهبوات الكهربائية المعتمدة على الزيت في الماء باستخدام CPC المصنف في الهواء الجاف، وهو مناسب للاستخدام التعليمي وإمكانية التوسع الصناعي.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

حظيت البروتينات المشتقة من البقوليات باهتمام كبير كمكونات متعددة الوظائف لتصميم مستحلبات غذائية مستقرة هيكليا. من بين هذه المصادر، يعد الحمص (Cicer arietinum) بارزا بشكل خاص بسبب إنتاجه العالمي العالي (ثالث أكثر محصول البقوليات مزروعا على مستوى العالم)، ومحتواه الكبير من البروتين (18٪-24٪)، وطبيعته المضادة للحساسية، وتوازن ملف الأحماض الأمينية الأساسية 1,2. عادة ما تحتوي عزلات البروتين على تركيز بروتين أعلى (80٪-90٪) أثناء خضوعها لمعالجة إضافية لإزالة الكربوهيدرات والدهون، بينما يحتفظ CPC (50٪–75٪ بروتين) بالألياف وغيرها من العناصر الغذائية الأساسية3. تبرز هذه المزايا الغذائية والزراعية بروتين الحمص كبديل قابل للتطبيق لمستحلبات البروتينات النباتية والحيوانية التقليدية. على الرغم من استخدامها الواسع، غالبا ما تظل المستحلبات المستحلبة المستقرة بالمواد الفعالة منخفضة الوزن الجزيئي التقليدية غير مستقرة حراريا ومعرضة للاندماج والانفصال الطور أثناء التخزين1. في المقابل، تتميز NEs عادة بأقطار قطرات أقل من 200 نانومتر، وتظهر استقرارا حركيا معينا، وحماية أفضل للمركبات النشطة الحيوية المغلفة، وزيادة في التشتت في الأنظمة المائية. ونتيجة لذلك، برزت تقنية NE كاستراتيجية فعالة لتطوير أطعمة وظيفية ذات إطلاق محكم وتوافر حيوي محسن للمكونات الكارهة للماء4.

أفادت دراسة حديثة أن CPC يظهر خصائص تقاطعية ووظيفية إيجابية لتكوين الشمال الشمالي (NE)، بما في ذلك قدرة قوية على الارتباط بالماء، وأداء الرغوة الملحوظ، والقدرة على تثبيت واجهات الزيت مع الماء. كما تم تقييم CPC كبديل محتمل لصفار البيض في مستحلبات نوع المايونيز بسبب استقراره في الاستحلاب وجاذبيته النظيفة1. بعيدا عن هذه الأنظمة النموذجية، لدى المستحلبات النانوية المعتمدة على بروتين الحمص تطبيقات محتملة في مصفوفات غذائية مختلفة، بما في ذلك المشروبات (المشروبات الغائرة، مياه البروتين، المشروبات المضادة للأكسدة، وتغليف الكركمين والأحماض الدهنية أوميغا-3 والكاروتينويدات والزيوت الأساسية)، ونظائر الألبان النباتية، والتركيبات منخفضة الدهون، وحشوات المخبوزات أو الحلويات4.

على الرغم من أن وظيفة الاستحلاب لبروتين الحمص (CP) قد تم الإبلاغ عنها على نطاق واسع،إلا أن أنظمة المستحلبات النانوية المشتقة من طرق الاستخراج الجاف حظيت باهتمام محدود نسبيا، خاصة فيما يتعلق بقابلية التكرار، والسلامة الهيكلية، وقابلية التوسع للتطبيقات الغذائية. على عكس بروتوكولات الاستخراج الرطب التقليدية التي تتطلب ضبط الرقم الهيدروجيني المكثف، والطرد المركزي، وإزالة المذيبات، يتيح تصنيف الهواء تخصيب سريع للبروتين في الظروف المحيطة دون استخدام الماء أو المواد الكيميائيةأو المعالجة الحرارية المفرطة. وبالتالي، يقدم الاستخراج الجاف مزايا واضحة مقارنة بطرق الاستخراج الرطب من خلال الحفاظ على وظائف البروتين مع تقليل العبء البيئي وتعقيد المعالجة 3,6.

ومع ذلك، فإن الحاجة الرئيسية غير الملباة في أبحاث الغرويات الغذائية الحالية هي فهم ميكانيكي واضح لكيفية تعديل الاستخراج الجاف لبنية البروتين والسلوك الحراري، وكيف تترجم هذه التغيرات إلى أداء المستحلبات النانوية واستقرار الغرويات. على وجه الخصوص، هناك حاجة إلى تقييم منهجي للعلاقات بين البنية والوظيفة التي تشمل التنظيم الجزيئي، والنشاط التداخلي، وسلوك الرغوة لتعزيز تطبيق أنظمة الغرويات الغذائية المعتمدة على CPC7.

تكمن جدة هذه الدراسة في إظهار استخدام CPC المصنف في الهواء الجاف كعامل مستحلب نانوي قابل للتكرار وخالي من المذيبات، مع الربط المباشر بين إثراء تركيبه والوظائف الهيكلية والحرمية والتفاعلية. لذلك، تهدف الدراسة الحالية إلى إثبات أن CPC الناتج عن تصنيف الهواء الجاف يمكن أن يعمل كمستحلب نانوي فعال من خلال ربط الإثراء التركيبي بشكل منهجي بخصائصه الهيكلية والحرارية والسطحية. يعطى تركيز خاص على التوصيف الفيزيائي الكيميائي، وقدرة الرغوة واستقرارها، وتحليل XRD لتوضيح علاقات البنية والوظيفة التي تحكم تكوين واستقرار NE.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تحضير العينة
فصل البروتين عن دقيق الحمص (CF)
تم معالجة حمص كابولي (Cicer arietinum L.)، الذي تم حصاده خلال موسم الزراعة لعام 2025 والحصول عليه من جنوب شرق تركيا، باستخدام نظام طحن مصنف هوائي قائم على الصدمات، حيث تتعرض الجزيئات لقوى طرد مركزية وضربات متكررة على قرص الطحن وآلية الحلقة. بعد خطوة ما قبل الطحن الأولية، تم طحن الحصى الخشن لإنتاج الألياف الكيميائية باستخدام مطحنة مصنف هوائي. خلال عملية التفريز بالصدمات، تم تطبيق معدل تدفق هواء بين 40-45 متر3/س، وسرعة تصنيف بين 7000-8000 دورة في الدقيقة، ومعدل تغذية 200 كجم/س، وفقا لظروف التشغيل المبلغ عنها سابقا وبروتوكول تحسين داخلي كما هو موصوف في الأدبيات8.

تم الحصول لاحقا على كسور دقيقة غنية بالبروتين من CF عن طريق تصنيف الهواء عند درجة الحرارة المحيطة، باستخدام نفس نظام تصنيف الهواء. تم ضبط سرعة عجلة المصنف على 10,000 دورة في الدقيقة، بينما تم الحفاظ على معدل التغذية عند حوالي 200 كجم/س وتدفق الهواء عند 52 م³/س، كما تم الوصف سابقا8. قامت خطوة الفصل هذه بإثراء جزء البروتين بشكل انتقائي بناء على اختلافات في حجم الجسيمات وكثافتها وخصائصها الديناميكية الهوائية.

بعد تصنيف الهواء، أظهر المسحوق الناتج توزيع دقيق لحجم الجسيمات (d(0.9) = 20-22 ميكرومتر)؛ لذلك، لم يتم تطبيق خطوة غربال لتجنب فقدان المواد والإجهاد الميكانيكي غير الضروري. تم تغليف الجزء الغني بالبروتين مباشرة في أكياس بولي إيثيلين غازية بوزن 25 كجم وتم تخزينه عند 4 درجات مئوية لتقليل امتصاص الرطوبة والحفاظ على خصائصه الوظيفية حتى المعالجة التالية.

تحضير المستحلب النانوي
تم استخدام CPC كعامل مستحلب وحيد لتحضير NEs من الزيت في الماء (O/W) مستهدفا تركيز بروتين نشط بنسبة 3.0٪ w/v في التركيبة النهائية. تم اختيار هذا التركيز بناء على الفحوصات الأولية التي شهدت 1.0٪ w/v، 2.0٪ w/v، و3.0٪ w/v CPC، والتي أشارت إلى أن 3.0٪ وفرت أقل تقليل لحجم القطرات وأعلى استقرار جسدي قصير الأمد. استنادا إلى محتوى البروتين المقاس في مسحوق CPC (44.8٪ w/w)، تم حساب تركيز المسحوق المطلوب ليكون 6.67٪ w/v. عمل CPC كمستحل في الطور المائي المستمر، بينما استخدم زيت الدهون الثلاثية متوسطة السلسلة (MCT) حصريا كطور زيت مشتت بتركيز ثابت 5.0٪ v/v، وهو ما يعادل 5.0 مل زيت لكل تركيبة 100 مل. لم تستخدم أي مواد سطحية منخفضة الوزن جزيئيا في أي تركيبات9.

تم إعداد تشتت CPC المائي عن طريق إذابة الكمية المحسوبة من مسحوق CPC في مياه فائقة النقاء تحت التحريك المغناطيسي المستمر عند 800 دورة في الدقيقة لمدة 1800 ثانية لضمان الترطيب الكامل وتشتت البروتين المتجانس. تم تأكيد الترطيب الكامل بغياب الجسيمات المرئية أو الرواسب.

ثم يضاف طور الزيت ببطء إلى محلول CPC المرطب تحت التحريك المستمر، تليه توحيد عالي القص عند 12,000 دورة في الدقيقة لمدة 240 ثانية، مما ينتج مستحببا خشنا (تقليديا) يعرف بصريا بمظهر منتظم ومعتم دون فصل زيتي مرئي. تم اختيار هذه الظروف لتجنب تجمع البروتين مع ضمان اضطراب كاف في القطرات.

تم الحصول على NEs لاحقا عن طريق السونيكاشن المجساس للمستحلب الخشن عند سعة 30٪ لمدة 180 ثانية، وأجريت في حمام ماء مثلج للحفاظ على درجة حرارة العينة تحت 30 °م ومنع تجمع البروتينات. كانت درجة الحرارة تتم مراقبة متقطعة أثناء السونيكشن. قيمت تجارب التحسين الأولية (البيانات غير المعروضة) أوقات السونيك 60 ثانية، 120 ثانية، و180 ثانية، وتم اختيار 180 ثانية كأفضل حالة بناء على تكوين قابل للتكرار لجرعات NE بأقطار قطرات أقل من 200 نانومتر ومؤشر PDI منخفض. لذلك، تم إعداد جميع NEs التي تم الإبلاغ عنها في هذه الدراسة باستخدام زمن الصوت الأمثل البالغ 180 ثانية.

وقد دعم التكوين الشمالي الشمالي الناجح ظهور تشتت مستقر وقليل من التعتيم دون انفصال الطور بعد 1800 ثانية من الوقوف. تم استبعاد العينات التي أظهرت تعرضا مرئيا للانفصال أو الطور من التحليل الإضافي. تم تعديل جميع العينات إلى درجة حرارة الغرفة (25 ± 2 درجة مئوية) قبل التوصيف الفيزيائي-كيميائي9.

تحذير: تم التعامل مع المعدات عالية الطاقة (المتجانس والسونيكاتر) وفقا لإجراءات السلامة في المختبرات المؤسسية. تم استخدام حماية السمع وحماية من الرش أثناء التصويب. لم تستخدم أي أحماض أو قواعد أثناء تحضير المستحلب؛ لذلك، لم تكن هناك حاجة إلى إجراءات تحييد كيميائي أو التخلص من النفايات الخطرة.

التوصيف الغذائي والكيميائي الفيزيائي لدقيق الحمص (CF) ومركز بروتين الحمص (CPC)
التحليل التركيبي
تم تحديد التركيب الغذائي لعينات CF وCPC باستخدام طرق التحليل الرسمية لجمعية الكيميائيين التحليليين الرسميين (AOAC). تم تحليل الألياف الخام وفقا ل AOAC 991.43، والرماد الكلي وفقا ل AOAC 923.03، والدهون الخام وفقا ل AOAC 920.39، والبروتين الخام وفقا ل AOAC 984.13، باستخدام عامل تحويل النيتروجين إلى البروتين النيتروجين × 6.25. تم تحديد إجمالي محتوى الكربوهيدرات في جميع العينات عن طريق الفرق بطرح مجموع نسب الرطوبة والبروتين والدهون والرماد من 100٪3.

تحليل الألوان
تم قياس معايير ألوان العينات باستخدام مقياس ألوان على سطح الطاولة يعمل في وضع الانعكاس. قبل القياس، تم توحيد الجهاز باستخدام معايير المعايرة بالأبيض والأسود التي قدمتها الشركة المصنعة. لضمان قياسات موحدة وقابلة للتكرار، تم تحميل 5.0 جرام من العينة المطحونة بلطف في كوفيت زجاجي دائري (قطر داخلي 64.0 مم) لإنشاء سطح أملس ومتجانس. تم تطبيق سمك طبقة كاف (≥ 50.0 مم) لتقليل تأثير تأثيرات الركيزة والخلفية وجعل المسحوق الشفاف معتما فعليا تحت ظروف الانعكاس. تم إجراء جميع القياسات في وضع الانعكاس عند درجة حرارة الغرفة.

تم التعبير عن إحداثيات الألوان في فضاء ألوان CIELAB، حيث L* يمثل الإضاءة (0 = أسود، 100 = أبيض)، a* يمثل المحور الأحمر-الأخضر، وb* يمثل المحور الأصفر-الأزرق. تم حساب معلمات ألوان إضافية، بما في ذلك الفرق الكلي في اللون (ΔE*)، الكروما (C*)، زاوية اللون (H°)، ومؤشر اللون (CI)، وفقا للمعادلات الموضحة في11 (المعادلات 1–4) كما يلي:

figure-protocol-1(المعادلة 1)

figure-protocol-2(معادلة 2)

figure-protocol-3(معادلة 3)

figure-protocol-4(معادلة 4)

تحليل الرقم الهيدروجيني
تم تحديد درجة الحموضة لعينات CF وCPC باستخدام جهاز قياس pH رقمي مزود بقطب زجاجي عن طريق إدخال القطب مباشرة في تشتت العينة عند 25.0 ± 2.0 °C. قبل القياس، كان مقياس الرقم الهيدروجيني يضبط باستخدام محاليل المخزن القياسية (pH 4.0 و7.0). تم إجراء جميع القياسات بثلاث نسخ (n = 3) لضمان قابلية التكرار التحليلي.

محتوى الرطوبة
تم تحديد محتوى الرطوبة المتبقي في عينات CF وCPC باستخدام محلل رطوبة سريع يعمل تحت ظروف تسخين مضبوطة. تم إجراء جميع القياسات بثلاث نسخ (n = 3) لضمان قابلية التحليل للتكرار.

التوصيف الهيكلي والوظيفي ل CPC
تحليل XRD
تم إجراء تحليل XRD ل CPC باستخدام مقياس حيود أشعة إكس مختبر مزود بإشعاع Cu-Kα (λ = 1.5406 Å). تم تسجيل الحيود على نطاق 2θ من 10°-90° بمعدل مسح 2.5° دقيقة 1، وتعمل عند 40 مللي أمبير و45 كيلو فولت، وفقا لإجراء سابقمبلغ 12.

تم إجراء تحديد القمم، وطرح الخلفية، وتركيب المنحنى باستخدام برنامج تحليل XRD القياسي. تم حساب درجة التبلور كنسبة المساحة المتكاملة للانعكاسات البلورية إلى المساحة الكلية تحت مخطط الحيود، وفقا للطريقة الموضحةفي 13، كما هو موضح في المعادلة (5):

figure-protocol-5(معادلة 5)

تم تقدير حجم البلور الظاهر (D) من بيانات XRD باستخدام معادلة شيرر (المعادلة 6)، المطبقة على أعلى قمم الحيود الشديدة:

figure-protocol-6(معادلة 6)

حيث D هو الحجم الظاهر للبلورات (nm)، K هو عامل الشكل (يفترض أنه 0.9)، λ هو طول موجة الأشعة السينية، β هو العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM، بالراديان) لقمة الحيود المختارة، وθ هو زاوية براج.

تحليل القياس الحراري بالمسح التفاضلي (DSC)
تم إجراء تحليل القياس الحراري التفاضلي للمسح (DSC) للحمض الكيسي وCPC باستخدام مقياس سعرات حراري تفاضلي في المختبر. تم وزن حوالي 10.0 ± 0.1 ملغ من العينة بدقة وإغلاقها في بوتقة ألمنيوم مقعرة ذات غطاء مثقوب، بينما تم استخدام بوتقة ألمنيوم فارغة كمرجع. أجريت القياسات تحت غلاف جوي من النيتروجين (20 مل/دقيقة) لتقليل التأثيرات التأكسدية. تم تسخين العينات من 0 إلى 400 درجة مئوية بمعدل تسخين ثابت يبلغ 5 درجة مئوية على الأقل 1 تحت ظروف المسح الديناميكي. تم إجراء معايرة للدرجة حرارة والحساسية قبل التحليل لضمان دقة القياس وقابلية التكرار.

تم تمييز الانتقالات الحرارية بتحديد درجة حرارة البداية (To)، ودرجة الحرارة القصوى (Tp)، ودرجة حرارة النهاية (Te)، وتغير الإنثالبي (ΔH) المرتبط بكل انتقال. بالإضافة إلى ذلك، تم حساب عرض القمة المجهول للحرارة (EPW) ومؤشر ارتفاع الذروة (PHI) وفقا للمعادلات. (7) و(8)، على التوالي:

EPW= (Te−Tp) (معادلة 7)

PHI = ΔH/(Tp− To) (معادلة 8)

سعة الرغوة (FC) والثبات (FS)
تم تقييم سعة الرغوة (FC) واستقرار الرغوة (FS) لتشتت CPC المائي (3.0 جم/لتر) عند pH 7.0، وتم تعديلها حسب الحاجة باستخدام حمض الهيدروكلوريك 0.1 نيتروفن (HCl). تم نقل 30 مل من التشتت البروتيني إلى أنابيب طرد مركزي بولي بروبيلين بسعة 50 مل وتم توحيده باستخدام متجانس عالي السرعة يعمل عند 11,000 دورة في الدقيقة لمدة 120 ثانية لتوليد الرغوة. تم تأكيد تكوين الرغوة بصريا من خلال الزيادة السريعة في حجم العينة وتكوين طبقة رغوية مستقرة مباشرة بعد التجانس.

تم حساب FC كنسبة زيادة في الحجم مباشرة بعد التجانس، بينما تم تحديد FS بناء على حجم الرغوة المحتفظ به بعد 600 ثانية، 1800 ثانية، 3600 ثانية، و7200 ثانية. تم إجراء جميع القياسات بثلاث مرات (n = 3)، وتم حساب قيم FC وFS وفقا للمعادلات. (9) ومعادلات (10)، على التوالي14:

figure-protocol-7(معادلة 9)

figure-protocol-8(معادلة 10)

تحذير: تم التعامل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف باستخدام احتياطات السلامة المختبرية المناسبة، بما في ذلك القفازات وحماية العين. تم التخلص من محاليل النفايات وفقا لإرشادات السلامة الكيميائية المؤسسية.

الاستقرار الفيزيائي الكيميائي ل CPC وNEs المعتمدة على CPC
متوسط حجم الجسيمات وتوزيع حجم الجسيمات
تم تحديد توزيع حجم الجسيمات ومتوسط قطر العينات الهيدروديناميكي على مستوى Z باستخدام تشتت الضوء الديناميكي (DLS). تم تسجيل متوسط قطر الهيدروديناميكا في Z ومؤشر التشتت المتعدد (PDI) لوصف متوسط حجم القطرات وتجانس توزيع الحجم، على التوالي15,16.

قبل القياس، كانت العينات تخفف بالماء المقطر بنسبة 1:100 (v/v) لتقليل تأثيرات التشتت المتعددة وضمان قياسات تشتت الضوء الموثوقة. أجريت التحليلات عند درجة حرارة مضبوطة تبلغ 25 ± 2 درجة مئوية. تم استخدام مؤشر PDI كمؤشر لتجانس توزيع حجم القطرات، حيث تتوافق قيم PDI أقل مع توزيعات حجم أضيق. تم إجراء القياسات في اليوم 0 (NEs المحضرة حديثا) وبعد 7 أيام من التخزين لتقييم الاستقرار الفيزيائي قصير المدى لنظام NE16. تم استبعاد العينات التي أظهرت تدويرا مرئيا أو ترسبا أو انفصالا في الطور قبل القياس من تحليل DLS.

جهد ζ للجسيمات
تم تحديد جهد ζ للعينات لتقييم صافي الشحنة السطحية والاستقرار الكهروستاتيكي للقطرات باستخدام تشتت الضوء الكهروضوئي (ELS)، وفقا للمنهجيات الموصوفةسابقا 15,16. أجريت القياسات عند درجة حرارة مضبوطة تبلغ 25.0 ± 2 درجة مئوية، واستخدمت عينات غير مخففة للحفاظ على البيئة الأيونية الأصلية للمناطق الشمالية الشرقية.

تم حساب قيم متوسط ζ جهد والانحرافات المعيارية المقابلة لكل عينة لتقييم التفاعلات الكهروستاتيكية واستقرار المستحلبات الغروية. تم إجراء جميع القياسات باستخدام الماء كموزع، وفقا لما تم إثباته

إجراء التشغيل القياسي الداخلي15. تم استبعاد العينات التي أظهرت انفصال الطور المرئي أو التآكل قبل التحليل من قياسات ζ الجهد.

التحقق من صحة الطريقة والنتائج المتوقعة
تم تحقيق التحقق من الطريقة من خلال تقييم المعايير الفيزيائية الكيميائية الرئيسية، بما في ذلك متوسط قطر الهيدروديناميكا في Z، وPDI، و ζ-الجهد، والاستقرار الفيزيائي تحت الإجهاد. وقد دعم تنفيذ البروتوكول بنجاح التكوين القابل لإعادة إنتاج NEs بأحجام قطرات أقل من 200 نانومتر وPDI ≤0.30. ولمزيد من التحقق من الاستقرار خارج التخزين البسيط، تم إجراء اختبار إجهاد الطرد المركزي عند 4,000 دورة في الدقيقة لمدة 900 ثانية. غياب فصل الطور المرئي أو التدفئة بعد الطرد المركزي، إلى جانب ملفات ζ الجهد ودرجة الحموضة المتسقة على مدى 7 أيام من التخزين، يدعم بشكل جماعي القدرة القوية على الاستحلب في CPC وقابلية تكرار البروتوكول المقترح.

التحليل الإحصائي
أجريت القياسات التركيبية والوظيفية بثلاث نسخ (n=3)، بينما أجريت التحليلات الهيكلية (XRD و DSC) كقياسات مفردة وتمثيلية. تعرض النتائج كقيمة متوسطة ± الانحراف المعياري (SD). تم إجراء التقييمات الإحصائية باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) عبر برنامج SPSS. بالنسبة لجميع التحليلات، تم اعتبار قيمة p < 0.05 دلالة على الدلالة الإحصائية. في الحالات التي تم فيها تحديد فروق ذات دلالة، تم استخدام اختبار الفرق الصادق (HSD) الذي أجرته توكي في عدة مقارنات. تم اشتقاق الحروف الإحصائية المرتبطة (مثل a، b، c) المعروضة في الجداول والأرقام من نتائج اختبار Tukey HSD؛ يعني أن مشاركة نفس الحرف ليست مختلفة بشكل كبير عند مستوى الدلالة 5٪.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التوصيف الغذائي والكيميائي الفيزيائي للكيفوف الكيسي والخلل الدماغي
المعايير التركيبية
يتم تلخيص المعلمات التركيبية ل CF وCPC في الجدول 1. احتوى ال CPC على 44.8٪ بروتين، و5.8٪ من الدهون الخام، و45.9٪ من إجمالي الكربوهيدرات، مما يدل على تثريبات كبيرة في البروتين مقارنة بالCF نتيجة عملية التجزئة الجافة. تؤكد زيادة محتوى البروتين التي لوحظت في CPC فعالية تصنيف الهواء في تركيز الكسور الغنية بالبروتين. مستوى البروتين الذي تم الحصول عليه في هذه الدراسة يق...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة، تم الحصول على CPC من خلال تصنيف الهواء ووصف من حيث خصائصه التركيبية والوظيفية والهيكلية والغروية، مع التركيز بشكل خاص على تطبيقه كمستحل نانوي نباتي. الطرق غير الحرارية، مثل تصنيف الهواء، يمكن أن تحقق إثراء ملحوظا في محتوى البروتين مقارنة بالCF، مما ينتج CPC بمحتوى بروتين 44.8٪3. مقارنة ب CPC المعتمد على الاستخراج الرطب في الغالب المبلغ عنه في الأدبيات، يوسع العمل الحالي المعرفة الحالية من خلال إظهار أن مسار التصنيف الجاف بالهواء يمكن أن ينتج جزءا غ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن المؤلف أنه لا توجد لديه مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية قد تؤثر على العمل المذكور في هذا المستند.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يشكر المؤلف بكل امتنان السيد بكير تشاكجي (SFA Ar-Ge Sağlık Hizmetleri) على دعمه التقني في صياغة المستحلبات النانوية وتحليل جهد ζ. نتقدم بخالص الشكر للسيدة رويا كانديمير (جامعة تشوكوروفا، مركز تحليل CUMERLAB) على مساعدتها في تحليلات الحيود بالأشعة السينية (XRD). كما يشكر المؤلف درويش أوغلو بكليات أ.ش. على توفير تجارب البروتين والوصول إلى المرافق المختبرية للتحليلات المختلفة التي أجريت في هذه الدراسة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
أنابيب مخروطية بحجم 50 ملكورنينغ352070أنابيب الطرد المركزي البولي بروبيلين
مطحنة مصنف الهواءfigure-materials-1CSM1250مطحنة مصنف الهواء المستخدمة في تجزئة البروتينات
التوازن التحليليسارتوريوسBCE224I-isالتوازن التحليلي (أقصى سعة 120 جرام)
الماصات الأوتوماتيكيةالعلامة التجارية3123000055الماصات القابلة للتعديل (200 وميكرو؛ L، 1 مل، 5 مل)
الطرد المركزيإبندورف5810Rالطرد المركزي المبرد
عينة الحمصfigure-materials-2—الحمص المخصص للطعام
مقياس الألوانمختبر الصيادA60-1014-593أداة لتحليل الألوان
مقياس السعرات الحراري الماسح التفاضلينيتزش—تحليل DSC
مقياس الحرارة الرقميهانا إنسترومنتسHI-98501مراقبة درجة الحرارة
فوسفات الهيدروجين ثنائي البوتاسيوم (Na2HPO4)سيغما-ألدرتشS7907الدرجة التحليلية
محلل الدهونشركة سي. جيرهاردت GmbH & السرية KG13-0005تحليل الدهون المعتمد على سوكسليت
مدمج عالي السرعةVELPSA20900010توحيد المستحلبات الخشنة
حمض الهيدروكلوريك (HCl)سيغما-ألدرتش320331الدرجة التحليلية
محلول حمض الهيدروكلوريك (0.1 نيوتن)سيغما-ألدرتشH1758تعديل الرقم الهيدروجيني
أقراص المحفز كيلدالشركة سي. جيرهاردت GmbH & السرية KG12-0328تحليل كيلدال
التحريك المغناطيسيإيكا3339000خلط العينات وترطيبه
زيت ثلاثي الغليسريد متوسط السلسلةأتامان كيميا أ.figure-materials-3https://www.atamanchemicals.com
/الثلاثي الجليسريد-MCT
_u30009/?? lang=TR#:~:text
=Orta٪20zincirli٪20trigliseritler
٪20(MCT)٪2C٪20hindistance
vizi٪20ve٪20hurma٪20٪C3
٪A7ekirde٪C4٪9Fi٪20ya٪C
4٪9Flar٪C4٪B1nda,g٪C3٪B
Cne٪C5٪9F٪20kremleri٪20i٪
C3٪A7in٪20٪C4٪B1slat٪C4٪
B1c٪C4٪B1٪ 20ajand٪C4٪B1r.		زيت غذائي وصيدلي
محلل الرطوبةميتلر توليدوHC103تحديد الرطوبة
حجم الجسيمات ومحلل جهد زيتامالفرن إنسترومنتسZEN3600DLS والتنقل الكهربائي
مقياس الرقم الهيدروجينيميتلر توليدوMET-30671567قياس الرقم الهيدروجيني
أنابيب الطرد المركزي البلاستيكيةإيسولاب078.02.003أنابيب بلاستيكية ذات مرة واحدة
بيبسين الخنزيرسيغما-ألدرتشP7012الإنزيم (1:10,000)
فوسفات ديهيدروجين البوتاسيوم (KH2PO4)سيغما-ألدرتشP5379الدرجة التحليلية
جهاز الاستكشاف المجسحباندلين—سونيكيشن المستحلب
نظارات واقيةبايماكسBX-2500معدات السلامة المختبرية
محلل البروتينشركة سي. جيرهاردت GmbH & السرية KG12-0520تحديد البروتين
نظام هضم البروتينشركة سي. جيرهاردت GmbH & السرية KG12-0700وحدة الهضم كيلدال
كلوريد الصوديوم (NaCl)سيغما-ألدرتشS9625الدرجة التحليلية
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)سيغما-ألدرتشS5881الدرجة التحليلية
الملعقة—https://www.blabmarket.com/
meta-etiket/plastik-spatul?srsltid
=AfmBOoqsvXR_3rQgU1n8QBn
DyR_P9D52v2Hahy27RLOH7Zg
VbFzzcbsb		الملعقة البلاستيكية
نظام المياه فائقة النقاءلاب ووتر إلغاPC110COBPM1مقاومة الماء 18.2 MΩ · سم
قارورة حجميةشوت دوران2120117قارورة حجمية بسعة 100 مل
حمام مائيميمرتWTB24التحكم في درجة الحرارة (20&20 نقطة؛ 25 & deg; C)
مقياس الحيود بالأشعة السينية (Cu&ndash؛ Kα)باناليتكالSTEM-LE-0294-LCتحليل XRD (45 كيلو فولت، 40 مللي أمبير)

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bi, C., Qie, A., Liu, Y., Gao, F., Zhou, T. Chickpea protein stabilized Pickering emulsions : As a novel mayonnaise substitute. J Food Eng. 382, 112180(2024).
  2. Zhang, Y., Huang, X., Zeng, X., Li, L., Jiang, Y. Preparation, functional properties, and nutritional evaluation of chickpea protein concentrate. Cereal Chem. 100 (2), 310-320 (2023).
  3. Yeasmen, N., Orsat, V. Industrial processing of chickpeas (Cicer arietinum) for protein production. Crop Sci. 65, 1-24 (2025).
  4. Kaptan, B. Use of Nanoemulsion Technology in Dairy Industry. Food Sci Nutr. 12 (s2), 2415-2428 (2024).
  5. Boye, J., Zare, F., Pletch, A. Pulse proteins: Processing, characterization, functional properties and applications in food and feed. Food Res Int. 43 (2), 414-431 (2010).
  6. Pelgrom, P. J. M., Berghout, J. A. M., van der Goot, A. J., Boom, R. M., Schutyser, M. A. I. Preparation of functional lupine protein fractions by dry separation. LWT Food Sci Tech. 59 (2-1), 680-688 (2014).
  7. Stone, A. K., Karalash, A., Tyler, R. T., Warkentin, T. D., Nickerson, M. T. Functional attributes of pea protein isolates prepared using different extraction methods and cultivars. Food Res Int. 76 (Part 1), 31-38 (2015).
  8. Xing, Q., et al. A two-step air classification and electrostatic separation process for protein enrichment of starch-containing legumes. Innov Food Sci Emerg Technol. 66, 102480(2020).
  9. Kurt, A. A., Ibrahim, B., Çınar, H. Nanoemulsion Hydrogel Delivery System of Hypericum perforatum L.: In Silico Design, In Vitro Antimicrobial - Toxicological Profiling , and In Vivo Wound-Healing Evaluation. Gels. 11 (6), 431(2025).
  10. Ayseli, M. T., et al. Physicochemical, rheological, molecular, thermal and sensory evaluation of newly developed complementary infant (6-24 months old) foods prepared with quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) flour. Food Chem. 315, 126208(2020).
  11. Balcázar-Zumaeta, C. R., et al. Optimizing roasting time and temperature to enhance the physicochemical properties, and retention of bioactive compounds of three coffee arabica subvarieties. Appl Food Res. 5 (1), 100987(2025).
  12. Tao, J., et al. Physicochemical properties and functional characterization of buckwheat type 3 resistant starch prepared by various treatment methods. LWT Food Sci Tech. 218, 117467(2025).
  13. Purohit, S. R., Rao, P. S. Modelling and Analysis of Moisture Sorption Isotherm of Raw and Pregelatinized Rice Flour and Its Crystalline Status Prediction. Food Anal Methods. 10, 1914-1921 (2017).
  14. Ghribi, A. M., et al. Effect of drying methods on physico-chemical and functional properties of chickpea protein concentrates. J Food Eng. 165, 179-188 (2015).
  15. Vardar, K., et al. Efficiency of Calcium Fructoborate-Loaded Novel Natural Niosomes Compared to Traditional Liposomes and Niosomes in Rat Ischemia - Reperfusion Injury Model. Pharmaceutic. 17 (11), 1434(2025).
  16. Awlqadr, F. H., et al. Encapsulation of lutein in nanoemulsions: Comparative evaluation of chickpea and soy protein isolates on physicochemical stability, antioxidant activity, and rheological properties. Food Chem X. 28, 102623(2025).
  17. De Angelis, D., Latrofa, V., Squeo, G., Pasqualone, A., Summo, C. Techno-functional, rheological, and chemical properties of plant-based protein ingredients obtained with dry fractionation and wet extraction. Curr Res Food Sci. 9, 100906(2024).
  18. Tabtabaei, S., Kuspangaliyeva, B., Legge, R. L., Rajabzadeh, A. R. Air Classification of Plant Proteins. Green Prot Process Technol Plants Novel Extract Purificat Meth Prod Dev. , (2023).
  19. Sohaimy, S. A. E., Brennan, M. A., Darwish, A. M. G., Brennan, C. S. Chickpea Protein Isolation, Characterization and Application in Muffin Enrichment. Int J Food Stud. 10, 57-71 (2021).
  20. Sánchez-Vioque, R., Clemente, A., Vioque, J., Bautista, J., Millán, F. Protein isolates from chickpea (Cicer arietinum L.): Chemical composition, functional properties and protein characterization. Food Chem. 64 (2), 237-243 (1999).
  21. Ladjal-Ettoumi, Y., Boudries, H., Chibane, M., Romero, A. Pea, Chickpea and Lentil Protein Isolates: Physicochemical Characterization and Emulsifying Properties. Food Biophys. 11, 43-51 (2016).
  22. Yeasmen, N., Orsat, V. Pulsed ultrasound assisted extraction of alternative plant protein from sugar maple leaves: Characterization of physical, structural, thermal, electrical, and techno-functional properties. Food Hydrocoll. 152, 109960(2024).
  23. Xiao, S., Li, Z., Zhou, K., Fu, Y. Chemical composition of kabuli and desi chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars grown in Xinjiang, China. Food Sci Nutr. 11 (1), 236-248 (2023).
  24. Sozer, N., Holopainen-Mantila, U., Poutanen, K. Traditional and new food uses of pulses. Cereal Chem. 94 (1), 66-73 (2017).
  25. Xiao, K., et al. Artificial intelligence-assisted optimization of extraction process, characterization, and functional analysis of globulin from safflower seed meal. Front Nutr. 12, 1708593(2025).
  26. Akter, F., et al. Development of protein-rich biscuit utilising lablab bean seed: a sustainable management of underutilised plant protein in Bangladesh. Int J Food Sci Technol. 59 (1), 545-551 (2024).
  27. McClements, D. J. Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques. , Third Edition, (2015).
  28. Sun, Y., et al. Changes in crystal structure of chickpea starch samples during processing treatments: An X-ray diffraction and starch moisture analysis study. Carbohydr Polym. 121, 169-174 (2015).
  29. Vogelsang-o'Dwyer, M., et al. Comparison of Faba Bean Protein Ingredients Environmental Performance. Foods. 9, 322(2020).
  30. Sun, Y., et al. A new method for determining the relative crystallinity of chickpea starch by Fourier-transform infrared spectroscopy. Carbohydr Polym. 108, 153-158 (2014).
  31. Schutyser, M. A. I., Pelgrom, P. J. M., van der Goot, A. J., Boom, R. M. Dry fractionation for sustainable production of functional legume protein concentrates. Trends Food Sci Technol. 45 (2), 327-335 (2015).
  32. Onder, S., et al. Exploring the Amino-Acid Composition Secondary Structure, and Physicochemical and Functional Properties of Chickpea Protein Isolates. ACS Omega. , (2022).
  33. Arshad, P. M., Sharma, N., Sharma, M. Extraction and characterization of chickpea protein isolate and its application in the development of a plant-based frozen dessert. Sustain Food Technol. , (2025).
  34. Moussaoui, D., Chaya, C., Badia-Olmos, C., Rizo, A., Tarrega, A. Effect of pH and Calcium on the Techno Functional Properties of Different Pulse Flours, Pastes, and Gels. Food Bioprocess Technol. 17, 2292-2303 (2024).
  35. Lam, A. C. Y., Can Karaca, A., Tyler, R. T., Nickerson, M. T. Pea protein isolates: Structure, extraction, and functionality. Food Rev Int. 34 (2), 126-147 (2018).
  36. Calligaris, S., et al. Nanoemulsion preparation by combining high pressure homogenization and high power ultrasound at low energy densities. Food Res Int. 83, 25-30 (2016).
  37. Damodaran, S. Protein stabilization of emulsions and foams. J Food Sci. 70 (3), R54-R66 (2005).
  38. Cui, B., et al. Ultrasound-mediated fabrication of chickpea protein nanoparticles for stabilizing Pickering emulsions. Ultrason Sonochem. 121, 107574(2025).
  39. Lai, X. J., et al. Enhancement of extraction efficiency and functional properties of chickpea protein isolate using pulsed electric field combined with ultrasound treatment. Ultrason Sonochem. 111, 107089(2024).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Chickpea Protein ConcentrateDry FractionationAir ClassificationNanoemulsion ApplicationsFunctional PropertiesStructural PropertiesThermal PropertiesDifferential Scanning CalorimetryX Ray DiffractionOil In Water Nanoemulsion

Related Articles