10.02.2026 by Dr. Ligia de Souza
التنبؤ بتمسخ البروتين أثناء عملية البسترة باستخدام البرنامج NETZSCH Kinetics Neo
تعلم كيف يتنبأ موقع NETZSCH Kinetics Neo بتمسخ البروتين أثناء البسترة ويساعد على تحسين معالجة الأغذية مع الحفاظ على وظائفها.
لماذا يعتبر تمسخ البروتين مهمًا في البسترة الحرارية
تُعد البسترة واحدة من أهم تقنيات معالجة الأغذية، حيث توفر السلامة الميكروبية وتطيل مدة الصلاحية. على الرغم من أن المعالجات الحرارية مصممة لتكون لطيفة، إلا أنها تؤثر حتمًا على المكونات الحساسة للحرارة، وأبرزها البروتينات. ونظرًا لأن البروتينات توفر خصائص وظيفية حيوية، مثل الذوبان والجيلاتين والاستحلاب، فمن الضروري فهم كيفية تفاعلها مع الحرارة من أجل تطوير مكونات غذائية عالية الجودة. يمكن أن يؤثر تمسخ البروتينات على الخصائص المذكورة.
تختلف تقنيات البسترة التقليدية اختلافًا كبيرًا في درجة الحرارة والمدة. فالمعالجات على دفعات أو المعالجات على دفعات (درجة حرارة منخفضة ووقت طويل) تسخن المنتجات ببطء على مدار عدة دقائق، بينما تعرض عمليات البسترة على دفعات (درجة حرارة عالية ووقت قصير) والبسترة الفائقة والبسترة فائقة الحرارة (UHT) الأطعمة لدرجات حرارة أعلى لبضع ثوانٍ. توفر كل طريقة توازنًا مختلفًا بين التحكم الميكروبي وجودة المنتج. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي الحرارة المفرطة إلى تمسخ البروتين وفقدان القيمة الغذائية وتغيرات في القوام أو المظهر. على الرغم من ظهور بدائل غير حرارية، مثل المعالجة بالضغط العالي والمجالات الكهربائية النبضية، لا تزال البسترة الحرارية مهيمنة في العديد من القطاعات الصناعية. وبالتالي، تزداد قيمة الأدوات التنبؤية التي يمكنها تقييم التأثيرات الحرارية على البروتينات وتحسينها.
من منحنيات DSC إلى النماذج الحركية: التنبؤ بتغيرات البروتين المستحثة بالحرارة
NETZSCH Kinetics Neoهي منصة برمجية قوية مصممة لنمذجة التفاعلات المعتمدة على درجة الحرارة. ومن خلال التحليل الحركي للبيانات من أدوات التحليل الحراري NETZSCH ، يمكن للبرنامج بناء أوصاف خالية من النماذج وقائمة على النماذج لمسارات التفاعل المعقدة. وبالنسبة لدراسات تمسخ البروتين، يسمح ذلك للباحثين بتجاوز مجرد مراقبة منحنيات DSC، وبدلاً من ذلك تطوير نماذج حركية دقيقة تكشف عن كيفية تكوّن البروتينات في ظل ملامح درجة حرارة محددة. ويمكن بعد ذلك استخدام هذه النماذج للتنبؤ بمدى تمسخ البروتينات في ظل ظروف المعالجة الحقيقية.
في مذكرة تطبيقية حديثة، قمنا بتحليل مشتتات بروتين الخميرة باستخدام قياس المسح التفاضلي الحراري التفاضلي، DSC، لتحديد سلوكها الحراري. خلال دورة التسخين الأولى، أظهر البروتين حدث تمسخ واسع النطاق بين 44 درجة مئوية و78 درجة مئوية. لم ينتج عن دورة التسخين الثانية أي تأثيرات حرارية، مما يؤكد عدم انعكاس المسخ. ولتحديد حركية هذه العملية، أجرينا قياسات بمعدلات تسخين متعددة. عن طريق برنامج Kinetics Neo ، قمنا بتقييم مجموعات البيانات هذه ووجدنا اتفاقًا ممتازًا باستخدام كل من تحليل فريدمان الخالي من النموذج والنهج القائم على النموذج ثلاثي الخطوات.
تحسين عمليات البسترة باستخدام عمليات المحاكاة Kinetics Neo
بعد تحديد البارامترات الحركية, Kinetics Neo لمحاكاة تمسخ البروتين في ظل ظروف البسترة النموذجية. كشفت التنبؤات عن وجود اختلافات كبيرة بين الطرق. أدت البسترة على دفعات إلى تمسخ كامل تقريبًا قبل انقضاء وقت المعالجة الكامل بوقت طويل. وعلى النقيض من ذلك، تسببت المعالجة بالحرارة الفائقة الفائقة الحرارة في حدوث تحول سريع وواسع النطاق (بعد مرور ثانية واحدة فقط من المعالجة لم يتبق سوى 10% تقريبًا من البروتين الأصلي). كانت المعالجة بالتقنية فائقة الحرارة أكثر اعتدالًا، ومع ذلك فقد أثرت على جزء كبير من محتوى البروتين. كانت البسترة الفائقة هي الطريقة الوحيدة التي حافظت على معظم البروتين الأصلي لأن وقت التعرض القصير جدًا حد من التمسخ الكلي.
يبرز هذا العمل كيف يمكن للنمذجة الحركية أن تدعم تحسين استراتيجيات البسترة. وباستخدام NETZSCH Kinetics Neo ، يمكن لمصنعي الأغذية Identify نوافذ المعالجة التي تحافظ على وظائف البروتين، وتقلل من عبء العمل في التجارب، وتتبع نهجًا أكثر تحكمًا في المعالجة الحرارية. والنتيجة هي نهج قائم على البيانات لتصميم العمليات التي تعمل على تحسين جودة المنتج وكفاءة التطوير.
اقرأ المذكرة التطبيقية الكاملة:
شاهد أيضاً هذه الندوة عبر الإنترنت:
