Araştırma makalesi

Hava Sınıflandırmasına Dayalı Kuru Fraksiyonasyonun Nanoemülsiyon Uygulamaları İçin Nohut Protein Konsantresinin Yapısal, Termal ve Fonksiyonel Özellikleri Üzerindeki Etkisi

DOI:

10.3791/70451

10 Mart 2026

Bu makalede

Özet

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

Kuru ekstraksiyonlu nohut protein konsantresi, yüksek protein içeriği, güçlü köpürme özellikleri ve %3,0 w/v konsantrasyonunda nanoemülsiyonun etkili stabilizasyonu sergilemiştir. Yapısal ve termal analizler, düşük kalıntı kristallitesi ve gelişmiş moleküler esnekliğe sahip amorf baskın bir organizasyon ortaya koymuştur; bu da gıda kolloid sistemleri için sürdürülebilir, bitki bazlı fonksiyonel bir bileşen olarak uygunluğunu desteklemektedir.

Özet

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

Nohut protein konsantresi (CPC), kuru ekstraksiyon yöntemiyle elde edilmiş ve nanoemülsiyon (NE) uygulamaları için uygunluğunu değerlendirmek amacıyla bileşimsel, işlevsel ve yapısal özellikleri açısından sistematik olarak tanımlanmıştır. Kuru ekstraksiyon CPC'nin protein içeriği %44,8 olup, %61,1 köpürme kapasitesi ve %94,7 yüksek köpük stabilitesi gibi üstün fonksiyonel performans sergilemiştir; bu da verimli arayüz adsorpsiyonu ve koheziv film oluşumunu yansıtmaktadır. Emülleji ajan olarak %3,0 w/v CPC kullanılarak hazırlanan NE formülasyonu, damlacık boyutunda önemli bir azalma sağladı; bu da 152,7 nm Z-ortalama damla çapı ve düşük polidispersite indeksi (0,30) elde etti; bu, ince ve nispeten uniform damla boyut dağılımını ve kinetik olarak stabil kolloidal stabiliteyi gösterdi. Nohut unu (CF) ve CPC'nin karşılaştırmalı diferansiyel tarama kalorimetri (DSC) analizi, iki ana endotermik geçişi ortaya koydu. Her iki örnekte de bağlı suyun salınımıyla ilişkili 68,4 °C sıcaklıkta benzer bir düşük sıcaklık geçişi sergilenirken, CPC entalpi değişimi önemli ölçüde daha düşük oldu; bu da kuru ekstraksiyon sonrası doğal moleküler düzenin kısmi bozulmasını gösteriyor. Kuzeydoğu sistemlerde kullanılan CPC'nin X-ışını kırınım (XRD) profili, 2θ aralığında 10°-30° aralığında geniş bir amorf halo sergiledi ve aralarında sınırlı düşük yoğunluklu keskin yansımalar vardı. Bu bulgular, kısmi kristal bölgelere sahip amorf baskın bir yapıyı doğrulamaktadır ve konsantre genel kristalliği yaklaşık %15 olarak tahmin edilmektedir. Bu çalışma, kuru hava sınıflandırılmış CPC kullanarak su içinde yağ üretimi için tekrarlanabilir ve çözücüsüz bir protokolü tanımlıyor; bu protokol eğitim amaçlı kullanım ve potansiyel endüstriyel ölçeklendirme için uygundur.

Giriş

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

Baklagil kaynaklı proteinler, yapısal olarak stabil gıda emülsiyonlarının tasarımında çok fonksiyonlu bileşenler olarak önemli ilgi görmüştür. Bu kaynaklar arasında, nohut (Cicer arietinum), yüksek küresel üretimi (dünyada en yaygın 3. baklagil mahsu), yüksek protein içeriği (%18-24), hipoalerjenik yapısı ve dengeli temel amino asitprofili 1,2 nedeniyle özellikle dikkat çekmektedir. Genellikle, protein izolatları karbonhidrat ve yağları uzaklaştırmak için ek işlemden geçtikçe daha yüksek protein konsantrasyonu (%80-%90) içerirken, CPC (%50−%75) lif ve diğer temel besinleri tutar3. Bu besin ve tarımsal avantajlar, nohut proteinini geleneksel bitki ve hayvansal protein emülgatörlerine uygulanabilir bir alternatif olarak öne çıkarır. Yaygın kullanımlarına rağmen, geleneksel düşük moleküler ağırlıklı yüzeyaktif maddelerle stabilize edilen emülsiyonlar, depolama 1 sırasında genellikle termodinamik olarak kararsız ve koalesans, flokulasyon ve faz ayrımına yatkın kalır. Buna karşılık, genellikle 200 nm'nin altında damla çaplarıyla karakterize edilen NE'lar, gelişmiş kinetik stabilite, kapsüllenmiş biyoaktif bileşiklerin daha iyi korunması ve sulu sistemlerde artan yayılabilirlik gösterir. Sonuç olarak, NE teknolojisi, hidrofobik bileşenlerin kontrollü salınım ve geliştirilmiş biyoyararlanımına sahip fonksiyonel gıdalar geliştirmek için etkili bir strateji olarak ortayaçıkmıştır 4.

Yakın tarihli bir çalışma, CPC'nin NE oluşumu için güçlü su bağlama kapasitesi, dikkat çekici köpüklenme performansı ve yağ-su arayüzlerini stabilize etme yeteneği gibi avantajlı arayüz ve fonksiyonel özellikler sergilediğini bildirmiştir. CPC, emülsifikasyon stabilitesi ve temiz etiket çekiciliği nedeniyle mayonez tipi emülsiyonlarda yumurta sarısı yerine potansiyel bir alternatif olarak dadeğerlendirilmiştir 1. Bu model sistemlerinin ötesinde, nohut proteini bazlı nanoemülgasyonlar, içecekler (bulanık içecekler, protein suları, antioksidan içecekler ve kurkumin, omega-3 yağ asitleri, karotenoidler ve uçucu yağların nanokapsülasyonu), bitki bazlı süt analogları, yağ azaltılmış formülasyonlar ve fırın veya şekerleme dolguları gibi çeşitli gıda matrislerinde potansiyel uygulamalarasahiptir.

Nohut proteininin (CP) emülsifikasyon işlevselliği yaygın olarakbildirilmiş olsa da, kuru ekstraksiyon yollarından türetilen nanoemülsifikasyon sistemleri, özellikle gıda uygulamaları için tekrarlanabilirlik, yapısal bütünlük ve ölçeklenebilirlik açısından nispeten sınırlı ilgi görmüştür. Kapsamlı pH ayarlaması, santrifüjleme ve çözücü çıkarımı gerektiren geleneksel ıslak ekstraksiyon protokollerinin aksine, hava sınıflandırması ortam koşullarında su, kimyasal veya aşırı termal işlem kullanmadan hızlı protein zenginleştirmesini sağlar3. Sonuç olarak, kuru ekstraksiyon, protein işlevselliğini koruyarak çevresel yükü ve işlem karmaşıklığını azaltarak ıslak ekstraksiyon yöntemlerine göre belirgin avantajlarsunar 3,6.

Ancak, mevcut gıda kolloid araştırmalarında karşılanmamış temel bir ihtiyaç olarak, kuru ekstraksiyonun protein yapısını ve termal davranışı nasıl değiştirdiğine dair net bir mekanik anlayış ve bu değişikliklerin nanoemülsifleyici performans ve kolloidal stabiliteye nasıl dönüştüğü konusunda net bir mekanik anlayıştır. Özellikle, moleküler organizasyon, arayüz aktivitesi ve köpüklenme davranışını içeren yapı-fonksiyon ilişkilerinin sistematik olarak değerlendirilmesi CPC tabanlı gıda kolloid sistemlerinin uygulanmasını ilerletmek için gereklidir7.

Bu çalışmanın yeniliği, kuru hava sınıflandırılmış CPC'nin tekrarlanabilir, çözücüsüz nanoemülsifleyici bir ajan olarak kullanıldığını göstermekte ve bileşimsel zenginleşmesinin yapısal, termal ve arayüzsel işlevsellikle doğrudan ilişkilendirildiğini göstermekte yatmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, kuru hava sınıflandırmasıyla elde edilen CPC'nin, bileşimsel zenginleşmeyi yapısal, termal ve yüzeysel özellikleriyle sistematik olarak ilişkilendirerek etkili bir nanoemülgasyon olarak işlev görebileceğini göstermektir. Özellikle fizikokimyasal karakterizasyon, köpürme kapasitesi ve stabilitesi ile NE oluşumu ile stabilitesini yöneten yapı-fonksiyon ilişkilerini aydınlatmak için XRD analizine özel önem verilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

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

Numune hazırlama
Nohut unundan protein ayrımı (CF)
2025 yetiştirme sezonunda hasat edilen ve Türkiye'nin güneydoğusundan temin edilen Kabuli nohutları (Cicer arietinum L.), darbe tabanlı hava sınıflandırıcı frezeleme sistemi kullanılarak işlendi; bu sistemde parçacıklar santrifüj kuvvetlerine ve öğütme diskine ve halka dişlisine tekrar tekrar darbeler uygulandı. İlk ön frezeleme adımının ardından, kaba gritler hava sınıflandırıcı değirmeni kullanılarak CF üretimi için daha fazla öğütüldü. Darbe frezeleme sırasında, daha önce bildirilen çalışma koşulları ve literatürde tanımlandığı üzere bir kurum içi optimizasyon protokolüne uygun olarak 40-45m 3/h hava akış hızı, 7.000-8.000 rpm sınıflandırıcı hızı ve 200 kg/s besleme hızıuygulanmıştır.

Aynı hava sınıflandırıcı sistemi kullanılarak hava sıcaklığında hava sınıflandırmasıyla CF'den protein açısından zengin ince fraksiyonlar elde edildi. Sınıflandırıcı tekerlek hızı 10.000 rpm'ye ayarlanmış, besleme hızı yaklaşık 200 kg/s, hava akışı ise daha önce tanımlandığı gibi 52 m³/s olaraktutulmuştur. 8. Bu ayırma adımı, parçacık boyutu, yoğunluğu ve aerodinamik özelliklerindeki farklara göre protein fraksiyonunu seçici olarak zenginleştirmiştir.

Hava sınıflandırmasından sonra, ortaya çıkan toz ince bir parçacık boyutu dağılımı gösterdi (d(0.9) = 20-22 μm); bu nedenle, malzeme kaybı ve gereksiz mekanik gerilimi önlemek için herhangi bir elek aşaması uygulanmadı. Proteinle zenginleştirilmiş fraksiyon, doğrudan 25 kg gazla yıkanmış polietilen torbalarda paketlendi ve nem alımını en aza indirmek ve fonksiyonel özellikleri korumak için 4 °C'de saklandı.

Nanoemülsiyon hazırlığı
CPC, nihai formülasyonda %3,0 w/v aktif protein konsantrasyonu hedefleyen yağ içinde su (O/W) NE'leri hazırlamak için tek emülsifikasyon ajan olarak kullanıldı. Bu konsantrasyon, %1,0 w/v, %2,0 w/v ve %3,0 w/v CPC ile ön taramalara dayanarak seçildi ve %3,0'ın en etkili damla boyutu küçümsemesini ve en yüksek kısa vadeli fiziksel stabiliteyi sağladığını gösterdi. CPC tozunun ölçülen protein içeriğine (%44,8 w/w) dayanarak, gerekli toz konsantrasyonu %6,67 w/v olarak hesaplandı. CPC, sürekli sulu fazda emülgatör olarak işlev görürken, orta zincirli trigliserit (MCT) yağı yalnızca %5,0 v/v konsantrasyonda dağıtılmış yağ fazı olarak kullanıldı; bu da 100 mL formülasyon başına 5,0 mL yağa karşılık gelir. Hiçbir formülasyonda düşük moleküler ağırlıklı yüzeyaktif maddekullanılmadı 9.

Sulu CPC dispersyonu, hesaplanan CPC tozu miktarının ultrasaf suda 800 rpm'de sürekli manyetik karıştırma altında 1.800 saniye boyunca çözülerek tam hidrasyon ve homojen protein dağılımı sağlanarak hazırlanmıştır. Tam hidrasyon, görünür parçacık veya tortunun olmamasıyla doğrulandı.

Yağ fazı, hidratlı CPC çözeltisine sürekli karıştırma altında yavaşça eklendi, ardından 12.000 rpm'de 240 saniye boyunca yüksek kesme hızında homojenizasyon yapıldı; bu da yağ ayrımı olmadan tekerer, opak bir görünümle görsel olarak tanımlanan kaba (konvansiyonel) bir emülsiyon elde edildi. Bu koşullar, protein agregasyonunu önlemek ve yeterli damla bozulmasını sağlamak için seçilmiştir.

NE'ler, daha sonra, numune sıcaklığını 30 °C'nin altında tutmak ve protein toplamasını önlemek için buzlu su banyosunda 180 saniye boyunca %30 genlikte kaba emülsiyonun sonikasyonu ile alındı. Sonikasyon sırasında aralıklı olarak sıcaklık izlendi. Ön optimizasyon deneyleri (veri gösterilmemiş) 60 s, 120 s ve 180 s sonikasyon sürelerini değerlendirdi ve damla çapları 200 nm'nin altında ve düşük PDI'ya sahip tekrarlanabilir NE'ler oluşumuna dayanarak optimal koşul olarak seçildi. Bu nedenle, bu çalışmada bildirilen tüm NE'ler optimize edilmiş 180 saniyelik sonikasyon süresi kullanılarak hazırlanmıştır.

Başarılı kuzey oluşumu, 1.800 saniye buruştan sonra faz ayrımı olmayan, stabil, hafif opalesan bir dispersiyanın ortaya çıkmasıyla desteklendi. Görünür kremlenme veya faz ayrımı gösteren örnekler daha fazla analizden çıkarıldı. Tüm örnekler, fizikokimyasal karakterizasyondan önce oda sıcaklığına (25 ± 2 °C)dengelenmiştir 9.

DIKKAT: Yüksek enerjili ekipmanların (homojenizer ve sonikator) kullanımı kurumsal laboratuvar güvenlik prosedürlerine uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Sonikasyon sırasında işitme koruması ve sıçrama kalkanı kullanıldı. Emülsiyon hazırlığı sırasında asit veya baz kullanılmamıştır; bu nedenle kimyasal nötralizasyon veya tehlikeli atık bertaraf etmesine gerek yoktu.

Nohut unu (CF) ve nohut protein konsantresinin (CPC) beslenme ve fizikokimyasal karakterizasyonu
Besteleme Analizi
CF ve CPC örneklerinin besin bileşimi, Resmi Analitik Kimyagerler Derneği'nin (AOAC) Resmi Analiz Yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Ham lif AOAC 991.43'e göre, toplam kül AOAC 923.03'e, ham yağ AOAC 920.39'a göre ve ham protein AOAC 984.13'e göre analiz edildi; azottan proteine dönüşüm faktörü N × 6.25 kullanıldı. Tüm örneklerdeki toplam karbonhidrat içeriği, nem, protein, yağ ve kül yüzdelerinin toplamı %100'den çıkarılarak farkla belirlendi3.

Renk analizi
Örneklerin renk parametreleri, yansıma modunda çalışan bir tezgah üstü kolorimetre kullanılarak ölçüldü. Ölçümden önce, cihaz üretici tarafından sağlanan siyah-beyaz kalibrasyon standartlarıyla standartlaştırılmıştı. Ölçümlerin düzgün ve tekrarlanabilir olmasını sağlamak için, 5,0 g toz halindeki numune, yuvarlak cam bir küvete (iç çapı 64,0 mm) nazikçe yüklenerek pürüzsüz ve homojen bir yüzey oluşturuldu. Yeterli bir katman kalınlığı (≥ 50,0 mm) uygulanarak substrat ve arka plan etkilerinin etkisini en aza indirmek ve yansıtma koşullarında saydam tozun etkili bir şekilde opak hale getirilmesi. Tüm ölçümler oda sıcaklığında yansıtma modunda yapıldı.

Renk koordinatları CIELAB renk uzayında ifade edilmiştir; burada L* ışıklığı temsil eder (0 = siyah, 100 = beyaz), a* kırmızı-yeşil ekseni, b* ise sarı-mavi eksenini temsil eder. Toplam renk farkı (ΔE*), kroma (C*), ton açısı (H°) ve renk indeksi (CI) gibi ek renk parametreleri,11'de (Eq. 1–4) tanımlanan denklemlere göre aşağıdaki şekilde hesaplandı:

figure-protocol-1(Eşitlik 1)

figure-protocol-2(Eq. 2)

figure-protocol-3(Eşitlik 3)

figure-protocol-4(Eşitleme 4)

pH analizi
CF ve CPC örneklerinin pH'ı, cam elektrotla donatılmış dijital pH ölçer kullanılarak elektrotun doğrudan numune dispersyonuna 25,0 ± 2,0 °C arasında yerleştirilmesiyle belirlendi. Ölçümden önce, pH ölçer standart tampon çözeltileri (pH 4.0 ve 7.0) kullanılarak kalibre edildi. Tüm ölçümler, analitik tekrarlanabilirliği sağlamak için üçlü (n = 3) olarak gerçekleştirildi.

Nem içeriği
CF ve CPC örneklerindeki kalan nem içeriği, kontrollü ısıtma koşullarında çalışan hızlı nem analizörü kullanılarak belirlendi. Tüm ölçümler, analitik tekrarlanabilirliği sağlamak için üçlü (n = 3) olarak gerçekleştirildi.

CPC'nin yapısal ve fonksiyonel karakterizasyonu
XRD analizi
CPC'nin XRD analizi, Cu-Kα radyasyonu (λ = 1.5406 Å) ile donatılmış bir laboratuvar X-ışını difraktometresi kullanılarak gerçekleştirildi. Daha önce bildirilen bir prosedürün12'sine uygun olarak, 10°-90° arasında 2θ aralıkta, 2,5° min-1 tarama hızında, 40 mA ve 45 kV hızlarda işleyerek difraktografiler kaydedildi.

Zirve tanıma, arka plan çıkarma ve eğri uyumu standart XRD analiz yazılımı kullanılarak gerçekleştirildi. Kristallik derecesi,13'te tanımlanan yönteme göre, kristalin yansımalarının entegre alanının difraktogram altındaki toplam alana oranı olarak hesaplandı; bu yöntem Eq. (5)'te gösterilmiştir:

figure-protocol-5(Eşitleme 5)

Görünür kristalit boyutu (D), en yoğun kırınım tepelerine uygulanan Scherrer denklemi (Eq. 6) kullanılarak XRD verilerinden tahmin edilmiştir:

figure-protocol-6(Eq. 6)

burada D, görünür kristalit boyutu (nm), K şekil faktörüdür (0.9 olarak varsayılır), λ X-ışını dalga boyundur, β seçilen kırınım zirvesinin yarı maksimumdaki tam genişliğidir (FWHM, radyanlarda) ve θ Bragg açısıdır.

Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analizi
CF ve CPC'nin diferansiyel tarama kalorimetri (DSC) analizi, laboratuvar diferansiyel taramalı kalorimetre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yaklaşık 10,0 ± 0,1 mg örnek, delikli kapaklı içbükey alüminyum potada doğru tartıldı ve mühürlendi; referans olarak ise boş alüminyum pota kullanıldı. Ölçümler, oksidatif etkileri en aza indirmek için azot atmosferi (20 mL/dakika) altında yapıldı. Örnekler, dinamik tarama koşullarında min-1 5 °C sabit ısıtma hızıyla 0 °C'den 400 °C'ye kadar ısıtıldı. Ölçüm doğruluğu ve tekrarlanabilirliği sağlamak için analiz öncesinde sıcaklık ve hassasiyet kalibrasyonları yapıldı.

Termal geçişler, her geçişle ilişkili başlangıç sıcaklığı (To), tepe sıcaklık (Tp), uç sıcaklığı (Te) ve entalpi değişimi (ΔH) belirlenerek karakterize edilmiştir. Ayrıca, endotermik zirve genişliği (EPW) ve zirve yükseklik indeksi (PHI) Eq'lara göre hesaplandı. (7) ve (8), sırasıyla şunlardır:

EPW= (Te−Tp) (Eşitlik 7)

PHI =ΔH/(Tp− To) (Eşitlik 8)

Köpürme kapasitesi (FC) ve stabilite (FS)
CPC sulu dispersyonunun köpürme kapasitesi (FC) ve köpük stabilitesi (FS) pH 7.0'da değerlendirildi ve gerektiğinde 0.1 N hidroklorik asit (HCl) kullanılarak ayarlandı. 30 mL bir protein dispersyonu aliquot 50 mL polipropilen santrifüj tüplerine aktarıldı ve 11.000 rpm'de 120 saniye boyunca çalışan yüksek hızlı bir homojenizatör kullanılarak homojenleştirildi ve köpük üretildi. Köpük oluşumu, numune hacminin hızlı artışı ve homojenleşmeden hemen sonra stabil bir köpük tabakasının oluşmasıyla görsel olarak doğrulandı.

FC, homojenizasyondan hemen sonra hacimdeki yüzde artış olarak hesaplanırken, FS ise 600 s, 1.800, 3.600 ve 7.200 saniye sonra tutulan köpük hacmine göre belirlendi. Tüm ölçümler üçlü olarak (n = 3) yapıldı ve FC ile FS değerleri Eq'lara göre hesaplandı. (9) ve Eqs. (10),sırasıyla 14:

figure-protocol-7(Eşitlik 9)

figure-protocol-8(Eşitlik 10)

DIKKAT: Sulandırılmış hidroklorik asit, eldiven ve göz koruma gibi uygun laboratuvar güvenlik önlemleriyle ele alındı. Atık çözeltileri kurumsal kimyasal güvenlik yönergelerine göre bertaraf edildi.

CPC ve CPC tabanlı NE'lerin fizikokimyasal stabilitesi
Ortalama parçacık boyutu ve parçacık boyutu dağılımı
Parçacık boyutu dağılımı ve örneklerin Z-ortalama hidrodinamik çapı, dinamik ışık saçılması (DLS) kullanılarak belirlendi. Ortalama hidrodinamik çapı ve polidispersite indeksi (PDI), ortalama damla boyutunu ve boyut dağılımının tekedüzlüğünü karakterize etmek içinkaydedildi (sırasıyla 15,16).

Ölçümden önce, örnekler birden fazla saçılma etkisini en aza indirmek ve güvenilir ışık saçma ölçümleri sağlamak için 1:100 (v/v) nisbətinde damıtılmış su ile seyreltilmiştir. Analizler 25 ± 2 °C kontrollü sıcaklıkta gerçekleştirildi. PDI, damla boyutu dağılımı homojenliğinin bir göstergesi olarak kullanıldı; daha düşük PDI değerleri daha dar boyut dağılımlarına karşılık gelirdi. Ölçümler, 0. günde (taze hazırlanmış NE'ler) ve 7 günlük depolamadan sonra NE sistem16'nın kısa vadeli fiziksel stabilitesini değerlendirmek için yapıldı. Ölçüm öncesinde görünür kremalanma, tortulma veya faz ayrımı gösteren örnekler DLS analizinden hariç tutuldu.

ζ parçacıkların potansiyeli
Örneklerin ζ potansiyeli, daha önce tanımlanan metodolojiler15,16 izlenerek elektroforetik ışık saçılması (ELS) kullanılarak damlacıkların net yüzey yükü ve elektrostatik stabilitesi değerlendirilmiştir. Ölçümler 25,0 ± 2 °C kontrollü sıcaklıkta yapıldı ve NE'lerin orijinal iyonik ortamını korumak için seyreltilmemiş örnekler kullanıldı.

Her örnek için ortalama ζ-potansiyel değerleri ve buna karşılık gelen standart sapmalar, emülsiyonların elektrostatik etkileşimlerini ve kolloidal stabilitesini değerlendirmek için hesaplandı. Tüm ölçümler, belirlenen bir uygulamaya uygun olarak suyla dağıtıcı olarak yapıldı

Dahili standart işletimprosedürü 15. Analizden önce görünür faz ayrımı veya krema gösteren örnekler ζ potansiyel ölçümlerinden hariç tutuldu.

Yöntem doğrulaması ve beklenen sonuçlar
Yöntem doğrulaması, Z-ortalama hidrodinamik çap, PDI, ζ-potansiyel ve stres altındaki fiziksel kararlılık dahil olmak üzere temel fizikokimyasal parametrelerin değerlendirilmesiyle sağlandı. Başarılı protokol yürütmesi, 200 nm'nin altında damla boyutlarına ve PDI ≤0.30'a sahip tekrarlanabilir NE'lerin oluşumuyla desteklendi. Basit depolamanın ötesinde stabiliteyi daha da doğrulamak için, 4.000 rpm'de 900 saniye boyunca santrifüjleme stres testi yapıldı. Santrifüjleme sonrası görünür faz ayrımı veya kremalanmanın olmaması, 7 günlük depolama boyunca tutarlı ζ potansiyeli ve pH profilleriyle birleşince, CPC'nin sağlam emülsifikasyon kapasitesini ve önerilen protokolün tekrarlanabilirliğini destekliyor.

İstatistiksel analiz
Bileşimsel ve fonksiyonel ölçümler üçlü olarak (n=3) yapılırken, yapısal analizler (XRD ve DSC) tek ölçümler, temsilci çalışmalar olarak gerçekleştirildi. Sonuçlar, ortalama standart sapma ± (SD) olarak sunulur. İstatistiksel değerlendirmeler, SPSS yazılımı aracılığıyla tek yönlü varyans analizi (ANOVA) kullanılarak gerçekleştirildi. Tüm analizler için, < 0.05 p-değeri istatistiksel anlamlılığı göstermek için kabul edilmiştir. Anlamlı farklılıklar tespit edildiğinde, birden fazla karşılaştırma için Tukey'nin Dürüstçe Anlamlı Fark (HSD) sonrası testi kullanıldı. Tablolarda ve şekillerde sunulan istatistiksel bağlayıcı harfler (örneğin, a, b, c) Tukey HSD testinin sonuçlarından türetilmiştir; Aynı harfi paylaşmanın %5 anlamlılık seviyesinde önemli ölçüde farklı olmadığı anlamına gelir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

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

CF ve CPC'nin beslenme ve fizikokimyasal karakterizasyonu
Bileşimsel parametreler
CF ve CPC'nin bileşimsel parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir. CPC, kuru fraksiyon süreci sonucunda CF'ye göre protein açısından önemli bir zenginleşme gösterdiği için %44,8 protein, %5,8 ham yağ ve %45,9 toplam karbonhidrat içeriyordu. CPC'de gözlemlenen artan protein içeriği, hava sınıflandırmasının protein açısından zengin fraksiyonların konsantre edilmesindeki e...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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

Bu çalışmada, CPC hava sınıflandırmasıyla elde edilmiş ve bileşimsel, işlevsel, yapısal ve kolloidal özellikleri açısından karakterize edilmiştir; özellikle bitki bazlı nanoemülgasyon olarak uygulanmasına odaklanmıştır. Hava sınıflandırması gibi termal olmayan yöntemler, CF'ye göre belirgin bir protein içeriği zenginleştirebilir ve %44,8 protein içeriğine sahip bir CPC elde eder. Literatürde raporlanan ağırlıklı olarak ıslak ekstraksiyon temelli CPC ile karşılaştı...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

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

Yazar, bu belgede bildirilen çalışmayı etkileyebilecek bilinen hiçbir rekabet eden finansal çıkarları veya kişisel ilişkisi olmadığını belirtir.

Teşekkürler

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

Yazar, nanoemülsiyon formülasyonu ve ζ-potansiyel analizindeki teknik desteği için Bay Bekir Çakıcı'ya (SFA Ar-ge Sağlık Hizmetleri) minnettarlık sunar. X-ışını kırınım (XRD) analizlerinde verdiği destek için Rüya Kandemir'e (Çukurova Üniversitesi, CUMERLAB Analiz Merkezi) içten teşekkürler. Yazar ayrıca Dervişoğlu Bakliyat A.Ş.'ye protein denemeleri ve bu çalışmada yapılan çeşitli analizler için laboratuvar olanaklarına erişim sağladığı için teşekkür etmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
50 mL konik borularCorning352070Polipropilen santrifüj tüpleri
Hava sınıflandırıcı fabrikasıfigure-materials-1CSM1250Protein fraksiyonasyonu için kullanılan hava sınıflandırıcı değirmen
Analitik dengeSartoriusBCE224I-ISAnalitik denge (maksimum kapasite 120 g)
Otomatik pipetlerMarka3123000055Ayarlanabilir pipetler (200 μ L, 1 mL, 5 mL)
SantrifüjEppendorf5810RSoğutmalı santrifüj
Nohut örneğifigure-materials-2Gıda sınıfı nohut
KolorimetreHunterLabA60-1014-593Renk analizi için alet
Diferansiyel taramalı kalorimetreNETZSCHDSC analizi
Dijital termometreHanna EnstrümanlarıHI-98501Sıcaklık izleme
Dipotasyum hidrojen fosfat (Na2HPO4)Sigma-AldrichS7907Analitik derecelendirme
Yağ analizörüC. Gerhardt GmbH & Şirket KG13-0005Soxhlet tabanlı yağ analizi
Yüksek hızlı homojenizerVELPSA20900010Kaba emülsiyonların homojenleştirilmesi
Hidroklorik asit (HCl)Sigma-Aldrich320331Analitik derecelendirme
Hidroklorik asit çözeltisi (0.1 N)Sigma-AldrichH1758pH ayarlaması
Kjeldahl katalizör tabletleriC. Gerhardt GmbH & Şirket KG12-0328Kjeldahl analizi
Manyetik karıştırıcıIKA3339000Numune karıştırma ve hidratlama
Orta zincirli trigliserit yağıAtaman Kimya A.figure-materials-3https://www.atamanchemicals.com
/orta zincirli-trigliseridler-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.
Gıda ve ilaç kalitesinde yağ
Nem analizörüMettler ToledoHC103Nem belirleme
Parçacık boyutu ve zeta potansiyel analizörüMalvern EnstrümanlarıZEN3600DLS ve elektroforetik hareketlilik
pH ölçerMettler ToledoMET-30671567pH ölçümü
Plastik santrifüj tüpleriISOLAB078.02.003Tek kullanımlık plastik tüpler
Domuz pepsiniSigma-AldrichP7012Enzim (1:10.000)
Potasyum dihidrojen fosfat (KH2PO4)Sigma-AldrichP5379Analitik derecelendirme
Prob sonikatoruBandelinEmülsiyon sonikasyonu
Koruyucu gözlüklerBaymaxBX-2500Laboratuvar güvenlik ekipmanları
Protein analizörüC. Gerhardt GmbH & Şirket KG12-0520Protein belirleme
Protein sindirim sistemiC. Gerhardt GmbH & Şirket KG12-0700Kjeldahl sindirim birimi
Sodyum klorür (NaCl)Sigma-AldrichS9625Analitik derecelendirme
Sodyum hidroksit (NaOH)Sigma-AldrichS5881Analitik derecelendirme
Spatulahttps://www.blabmarket.com/
meta-etiket/plastik-spatul?srsltid
=AfmBOoqsvXR_3rQgU1n8QBn
DyR_P9D52v2Hahy27RLOH7Zg
VbFzzcbsb
Plastik spatula
Ultrasaf su sistemiELGA LabwaterPC110COBPM1Suya dayanıklılık 18.2 MΩ · cm
Hacimsel şişeSchott Duran2120117100 mL hacimli şişe
Su banyosuMemmertWTB24Sıcaklık kontrolü (20– 25 derece ve derece; C)
X-ışını difraktometresi (Cu– Kα)PANalyticalSTEM-LE-0294-LCXRD analizi (45 kV, 40 mA)

Kaynaklar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Yap sal zelliklerTermal zelliklerDiferansiyel Taramal KalorimetriX I n DifraksiyonuSu inde Ya Nanoem lsiyonu

İlgili makaleler