استفاده کاربردی از علم نانو در پروتئین آب پنیر برای تشکیل نانوالیاف

گروه استان‌های خبرگزاری آنا، پنجمین جشنواره سراسری فناوری نانو با محورهای نانو‌شیمی، نانو‌فیزیک و نانو‌فوتونیک، نانوبیوتکنولوژی، نانو‌الکترونیک، نانوفناوری‌شیمی، نانو‌مواد، نانو‌سیال، نانو فناوری و عمران و سایر کاربردهای نانو برگزارشد. ازجمله اهداف شاخص این جشنواره، شناخت توانمندی‌های تحقیقاتی و صنعتی، تقویت همکاری میان صنعت و دانشگاه، نفوذ فناوری‌های توسعه‌یافته نانو در صنایع موجود و ارتقای دانش‌عمومی در حوزه فناوری نانو بوده است. فلورا فرخی در این جشنواره توانسته در بخش پایان‌نامه دکتری عنوان برتر را کسب کند که برای اطلاع از جزئیات بیشتر با وی گفت‌و‌گو کردیم که در ادامه می‌آید.

آنا: در مورد عنوان رساله دکتری رشته مهندسی علوم و صنایع غذایی که در این جشنواره حضور داشت توضیح دهید؟

فرخی: بهینه‌سازیِ تولید و بررسی ویژگی‌های ساختاری و عملکردی نانوالیاف ایزوله پروتئین آب‌پنیر و بررسی اثر روش اولتراسونیک بر پایداری آن". عنوان پایان‌نامه بنده بود که در پنجمین جشنواره نانو دانشگاه آزاد اسلامی با آن حضور پیدا کردم.

آنا: لطفا مختصری از رساله خود را توضیح دهید؟

فرخی: از نظر‌گاه کاربردهای عملکردی در صنعت غذا، اهمیت ویژه پروتئین آب‌پنیر به‌عنوان محصول جانبیِ فرآوری پنیر، در توانايی ايجاد پايداری در سطوح مشترک (قابلیت تولید کف و امولسیون‌سازی)، جذب آب، ايجاد و افزايش ويسکوزيته، قابلیت هضم، واکنش با کربوهیدرات‌ها، حلالیت بالا و ويژگی‌های ژل‌کنندگی مستتر است.

ازسوی‌ ديگر يکی از مهم‌ترين قابلیت‌های پروتئین آب‌پنیر توانايی تشکیل نانوالیاف و ساختارهای فیبريلی است. نانوفیبريل‌ها یا نانوالیاف پروتئینی انواع خاصی از تجمعات هستند که از ملکول‌هایِ پروتئین‌های کروی نشئت‌گرفته‌اند.

اين تجمعات طولی درحدود یک‌میکرومتر و قطری درحدود 1 تا 10 نانومتر داشته و بسیار ناهمسان‌گَرد هستند، يعنی با اندازه‌گیری در جهات مختلف، مقادير متفاوتی دارند. به‌اين‌ترتیب فیبريل‌های پروتئینی به‌سبب بالابودن نسبت طول به قطر می‌توانند به‌منظور بهبود ويژگی‌های کیفی، بافتی و ساختاریِ موادغذايی و به‌عنوان ترکیبات تشکیل‌دهنده ماده‌غذايی به‌کارروند.

ضرورت اصلی به‌کارگیری اين نانوالیاف به‌ضرورت اصلاح و تغییر خواص بافتیِ برخی موادغذايی با استفاده از ترکیبات غذايی برپايه پروتئین مرتبط است، درعین‌حال، اساس تأثیرگذاری تکنولوژی اولتراسوند (فراصوت) در صنایع غذایی و دارويی در تولید فیبريل‌های پروتئینی، برمبنای فرآیند کاويتاسیون (تشکیل و متلاشی‌شدن حباب‌های کوچک در مايع دراثر انقباض و انبساط‌های نوسانی) و تغییرات ساختاری در پروتئین است که به تشکیل نانوالیاف کمک می‌کند.  

بیشتر بخوانید:

ارائه ساختاری نو در فنّاوری «آتوماتای ​​سلولی کوانتومی»/ پایان‌نامه‌ای که بین ۳۰ اثر جشنواره نانو برتر شد

شناسایی علائم اولیه کرونا با «لباس تب‌نما»/ این لباس با افزایش و کاهش دما تغییر رنگ می‌دهد

تولید مواد نیمه‌هادی در مقیاس نانوساختار/ نیاز محققان و پژوهشگران تأمین شود

آنا: درباره هدف و انگیزه از انتخاب این موضوع برای خوانندگان خبرگزاری آنا توضیح دهید؟

فرخی: توانايی بالقوه تشکیل نانوالیاف به‌عنوان ترکیبات تشکیل‌دهنده موادغذايی با خواص عملکردیِ خاص ازجمله رويکردهای جديد در صنعت غذا و اين تحقیق به‌شماررفت، درعین‌حال، از یک‌سو استفاده از پروتئین آب‌پنیر به‌عنوان یک فرآورده جانبی که از جنبه‌های مختلف کاربردی همواره موردتوجه محققان صنايع‌غذايی قرار داشته است و ازسوی‌دیگر، به‌کارگیری تکنولوژی پیشرفته‌ فراصوت که درعین جديدبودن، از مزايای غیرحرارتی و غیرمخرب‌بودن در موادغذايی برخورداراست ازجمله جنبه‌های ديگر نوآوری در اين تحقیق به‌شماررفت.

 در سال‌های اخیر مطالعاتی درزمینهٔ تولید نانوالیاف پروتئینی و کاربرد آن صنعت غذا صورت‌گرفته که طی آن، بیشتر تأثیر عواملی همچون دمای بالا، pH، ويسکوزيته و نیروهای برشی بر تولید نانوالیاف بررسی‌شده است، درعین‌حال، درمورد به‌کارگیری تکنولوژی‌های پیشرفته غیرحرارتی فراصوت در تهیه نانوالیاف پروتئینی نیز صرفاً مطالعات موردی صورت گرفته است؛ اما در صنعت غذا اين موارد به‌طور مشخص و کاربردی بررسی نشده‌است. به‌این‌ترتیب به‌طور اجمالی هدف اصلی از اين تحقیق، تولید نانوالیاف پروتئین آب‌پنیر در مقیاس نانو و بهینه‌کردن شرايط تشکیل آنها، بررسی ویژگی‌های ساختاری و عملکردی نانوالیاف و دستیابی به ظرفیت‌های کاری آنها به عنوان مواداولیه با خواص عملکردی بالا به‌منظور به‌کارگیری در فرمولاسیون موادغذايی بود.

آنا: آیا این پایان‌نامه قابلیت تبدیل‌شدن به محصول و رفع مشکلات صنعت را دارد؟

فرخی: در سال‌های اخیر به نانوالیاف پروتئینی در صنايع‌غذايی توجه زيادی معطوف‌شده که عمدتاً از توانايی اين ساختار در اعمال تغییر در ويژگی‌های موادغذايی ناشی می‌شود. ارزش‌افزوده بالای نانوالیاف پروتئین آب‌پنیر به‌عنوان يک فرآورده جانبی دارای خصوصیات عملکردی منحصربه‌فرد، می‌تواند به استفاده از آن به‌عنوان جايگزين بسیاری از مواداولیه گران‌قیمت منجرشود. با توجه به مطالعات انجام‌شده و نتایج حاصل از این پژوهش، ويژگی‌های مطلوبِ عملکردی نانوالیاف پروتئین آب‌پنیر، کاربرد آنها را به‌عنوان ترکیبات افزودنی قابل‌هضم و فراسودمند به‌منظور اصلاح ويژگی‌های کیفی، عملکردی و تکنولوژيکی محصولات غذایی تقویت می‌کند. به‌اين‌ترتیب می‌توان در بسیاری از کارخانه‌های صنايع‌غذايی و دارویی از نانوالیاف پروتئین آب‌پنیر استفاد کرد، ازسوی¬ديگر، فرآوری موادغذايی با فرآيندهای غیرحرارتی فراصوت نسبت به روش‌های حرارتی متداول مزايای متعددی دارد که عمدتاً شامل حذف يا کاهش حرارت‌دهی، جلوگیری از تخريب ترکیبات حساس به حرارت، حفظ طعم، رنگ و ارزش تغذيه‌ای، فرآوری فوری و يکنواخت محصول، کاهش نیاز به افزودنی‌های شیمیايی و ظرفیت طراحی و تولید محصولات جديد است. با درنظرگرفتن اينکه فرآيند مذکور جزء فرآيندهای غیرحرارتی پیشرفته و کاربردی در صنايع‌غذايی به‌شمار می‌رود و نظربه‌اينکه صنعت غذا به تولید غذاهای باارزش پروتئینی و تغذيه‌ای بالا و درعین‌حال کم‌کالری توجه دارد، نتایج این پژوهش می‌تواند از جنبه‌های مختلفی موردتوجه صنعت و دانشگاه قرار گیرد.

آنا: دلایل انتخاب پایان‌نامه شما به عنوان پایان‌نامه برتر چه می‌تواند باشد؟

فرخی: بر‌اساس اطلاع‌رسانی‌های انجام‌شده، داوری و ارزیابی رساله‌ها و پایان‌نامه‌های ارسالی مطابق با شاخص‌های مختلف ارائه‌شده در فرم‌های آیین‌نامه ارزیابی انجام‌شد. این شاخص‌ها در چهار زیرگروه طبقه‌بندی شده‌بودند:
الف: روش (داشتن فرضيات، سؤالات و اهداف مشخص، دقيق و روشن در تحقيق؛ داشتن چارچوب نظری مشخص و مطلوب؛ انتخاب روش تحقيق مناسب؛ دقت، جامعيت و صحت داده‌ها، اطلاعات و نظرات جمع‌آوری شده؛ طريقه صحيح استدلال و بررسی فنی موضوع و ارائه نظرات و تحليل‌های درست و مستدل؛ طرح مباحث حول يک محور خاص و درج نکردن مطالب متفرقه خارج از موضوع؛ كيفيت پاورقی‌ها، ارجاعات و معادل‌های تخصصی؛ مرور مطالب و پژوهش‌های قبلی؛ استفاده از منابع معتبر و منابع جديد و مرتبط با موضوع تحقيق).
ب: محتوا (اهميت موضوع از حيث نيازهای علمی كشور، اهميت موضوع در چارچوب رشته تخصصی، تازگی و ابتكاری بودن موضوع، نوبودن شيوه عرضه مطالب، تسلط مؤلف بر مسائل موضوع موردتحقیق، تجزیه‌وتحلیل داده‌ها، اطلاعات و نظرات؛ ارائه نتيجه‌گيری مشخص، بديع و علمی، مراعات اخلاق).
ج: شکل (پرهيز از عيوب نگارشی و مراعات قواعد دستور زبان؛ استفاده از جداول، طرح‌ها، اَشكال و نقشه‌های مناسب برای تفهيم مطالب؛ داشتن چكيده و مقدمه جامع، مناسب؛ زيبايی در تايپ و صفحه‌بندی).
د: نتیجه (مقالات و آثار مستخرج از پایان‌نامه) همه این عوامل به این نتیجه ختم شد.

آنا: از تعداد آثار شرکت‌کننده در جشنواره مطلع هستید؟

فرخی: مطابق با اظهارات دبیر علمی پنجمین جشنواره فناوری نانو، تعداد ۴۶۸ مقاله، ۲۶ طرح‌‌ پژوهشی، ۵۵ کتاب تألیف و ترجمه، ۹۶ پژوهشگر برتر، ۳۰ پایان‌نامه و رساله، ۴۹ اختراع، ۱۸۲ پیش‌محصول و محصول، ۱۶ واحد فناور و ۴ شرکت دانش‌بنیان از آثار ارسالی به این جشنواره بود.

آنا: ارزیابی شما از سطح جشنواره چگونه است؟

فرخی: پنجمین جشنواره سراسری فناوری نانو با محورهای نانو‌شیمی، نانو‌فیزیک و نانو‌فوتونیک، نانوبیوتکنولوژی، نانو‌الکترونیک، نانوفناوری‌شیمی، نانو‌مواد، نانو‌سیال، نانو فناوری و عمران و سایر کاربردهای نانو برگزارشد. ازجمله اهداف شاخص این جشنواره، شناخت توانمندی‌های تحقیقاتی و صنعتی، تقویت همکاری میان صنعت و دانشگاه، نفوذ فناوری‌های توسعه‌یافته نانو در صنایع موجود و ارتقای دانش‌عمومی در حوزه فناوری نانو بوده است.

همچنین از نظر‌گاه نوآوری این جشنواره در مقایسه با سال‌های گذشته، می‌توان به ارتباط با اتاق بازرگانی و دعوت از صنایع مرتبط در نمایشگاه، ارتباط با سازمان صنعت، معدن و تجارت و معرفی جشنواره به صنایع مرتبط، برگزاری نمایشگاه مجازی محصولات فناورانه، وبینارهای آموزشی نانوفناوری و علوم نوین و معرفی چالش صنعت به فناوران و پژوهشگران حوزه نانو مطرح کرد.

آنا: از نظر شما برگزاری جشنواره به‌صورت مجازی چه مزایا و معایبی داشت؟

فرخی: اطلاع‌رسانی مناسب به مخاطبین، پاسخ‌گویی دقیق به سؤالات مطرح‌شده توسط شرکت‌کنندگان، تسهیل دستیابی به وبینارها از طریق فضای مجازی و بررسی مناسب آثار ارسالی در بازه زمانی تعریف‌شده، ازجمله نکات قابل‌ستایش این جشنواره بود.

انتهای پیام/4117/