صمیمانه از استاد ارجمند دکتر بردبار که علی رغم تمام مشکلات موجود اینجانب را در این امر یاری کردند سپاسگزاری کرده و آرزوی سلامتی و توفیق روزافزون را برای ایشان از خداوند منان خواستارم.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

همچنین از دوستان عزیزم وحید بیرامی، سرکار خانم قربانی، جبالی و دهقانی فر که در مراحل مختلف مرا یاری کردند سپاسگزارم.
این پایان نامه را ضمن تشکر و سپاس بیکران و در کمال افتخار تقدیم می‌نمایم به:

• • پدر و مادرم که علیرغم تمام مشکلات همیشه پشتیبان من بوده و برادر و خواهران عزیزم که همواره الگویم بوده‌اند.

• • به تمامی اساتید گرانقدری که مرا در راه علم آموزی یاری نمودند.

• • به آنان که نفس خیر و دعای روح بخششان همواره بدرقه راهم بوده.

• • و در نهایت توفیق خدمت صادقانه‌ای را از خداوند خواستارم.

فصل اول
مقدمه و مروری بر منابع
۱-۱- شیر
۱-۱-۱- خواص عمومی شیر
شیر مایعی است که توسط جنس ماده در تمام پستانداران (۴۵۰۰ گونه) به منظور رفع نیاز های نوزادانشان تولید می شود. اصلی ترین نیازها شامل، تامین انرژی (که توسط چربی ها، قندها و پروتئین های مازاد تامین می شود)، بیوسنتز اسیدآمینه‌های غیر ضروری از اسیدآمینه‌های ضروری (که توسط پروتئین ها تامین می شود)، اسیدهای چرب ضروری، ویتامین‌ها، عناصر معدنی و آب می باشد. به دلیل اینکه نیازهای غذایی نوزاد به میزان بلوغ آن در هنگام تولد، سرعت رشد نوزاد و میزان نیازش به انرژی وابسته است، از این رو ترکیب اصلی شیر در گونه‌های مختلف متفاوت است (Fox Patrick F and McSweeney 1998) . هم چنین شیر شامل مقادیر متفاوتی از چربی ها، قندها، پروتئین‌ها، مواد معدنی، همه ویتامین‌های ضروری، لوکوسیت‌ها، فاکتورهای رشد آنزیم‌ها،مهارکننده های آنزیمی، ایمونوگلوبولین‌ها، پپتید‌ها و پروتئین‌های ضد باکتری می باشد. اگرچه شیر اصولا برای تغذیه نوزاد تولید می شود، ترکیبات سیر عملکردهای فیزیولوژیک مهمی مثل تنظیم سیستم ایمنی،پاسخ های رشد و هورمونی و فعالیت های ضدباکتریایی انجام می دهند، بنابراین می تواند بر روی سلامتی نوزاد و مادر تاثیر به‌سزایی داشته باشند(Farrell Jr and Thompson 1990) . غلظت ترکیبات اصلی شیر بین گونه‌های مختلف
بسیار متفاوت است، به نحوی که چربی ها بین ۵۵-۲ درصد، پروتئین‌ها بین ۲۰-۱ درصد و قندها بین ۱۰-۰ درصد متغیر می‌باشند. برای مثال میزان پروتئین شیر انسان ۹/.گرم در هر ۱۰۰ میلی‌لیتر است(افزایش دو برابری وزن در
طی ۱۸۰-۱۲۰ روز نسبت به هنگام تولد)، در حالی که در شیر موش این مقدار ۱/۸ گرم درهر ۱۰۰ میلی‌لیتر می باشد (افزایش دو برابری وزن در طی دو روز نسبت به هنگام تولد)(Hambraeus, Lönnerdal et al. ۱۹۷۸).
شیر حاوی مخلوط پیچید‌ه‌ای از مولکول‌های مختلف است که دارای فعایت‌های زیستی هستند و خصوصیات ویژه‌ای را برای رشد جنین و تکاملش فراهم می کنند(Pihlanto-Leppälä ۲۰۰۰). شیر حاوی تعدیل کننده‌هایی با فعالیت گوارشی و روده‌ای، هورمون‌ها و فاکتور‌های رشدی است که روی رشد و تکامل روده و اندام‌های دیگر موثر هستند. همچنین این عوامل دارای دفاع غیر ایمنی در برابر بیماری‌ها هستند(Tomé and Debabbi 1998).
۱-۱-۲- پروتئین‌های شیر گاو^[۱]
خواص شیر و اکثر محصولات لبنی بیشتر تحت تاثیر مقدار پروتئین موجود در آن است. پروتئین‌های شیر به دلیل خواص منحصربه فرد و اهمیت فراوری‌شان تحت مطالعات بسیاری قرار گرفته‌اند. تحقیق بر روی پروتئین‌های شیر از اوایل قرن ۱۹ میلادی آغاز شد.نخستین کارها توسط برزیلیوس^[۲] در سال ۱۸۱۴ میلادی و شوبلر^[۳] در سال ۱۸۱۸ میلادی بر روی خواص شیمیایی و فیزیکی پروتئین‌ها انجام شد. برای اولین بار کلمه کازئین^[۴] توسط بارکونوت^[۵] در سال ۱۸۳۰ میلادی به کار رفت و عبارت کازئین برای پروتئین‌های شیر که در pH ۶/۴ نامحلول هستند، عمومیت پیدا کرد. یک روش برای جدا کردن پروتئین از شیر به شیوه رسوب‌دهی اسیدی در سال ۱۹۳۸ توسط مولدر^[۶] به چاپ رسید که در آن از عبارت پروتئین استفاده شد(Fox Patrick F 2003). مایع آب ‌پنیر^[۷] که بعد از رسوب دهی ایزوالکتریک کازئین از خامه شیر یا کل شیر باقی می‌ماند، یک محلول رقیق شامل مخلوطی از پروتئین‌ها (۷/ درصد)، لاکتوز، نمک‌های معدنی و آلی، ویتامین‌ها و مقادیر ناچیزی از ترکیبات دیگر است. تفکیک پروتئین‌های آب‌ پنیر توسط سبلین^[۸] با بهره گرفتن از نمک‌زدایی یا سولفات منیزیم در سال ۱۸۸۵ به اجزای محلول (آلبومین^[۹]) و نامحلول (گلوبولین^[۱۰]) صورت گرفت.
در سال ۱۸۸۹ ویچمن^[۱۱] یک پروتئین از اجزاء آلبومین آب‌ پنیر را به وسیله سولفات آمونیوم و اسیدی کردن، متبلور کرد، که قبلا از این روش برای متبلور کردن آلبومین و اوالبومین^[۱۲] سرم خون استفاده می‌شده است. با بهره گرفتن از روش‌های موجود در ۱۰۰ سال پیش، مشخص شد که پروتئین‌های موجود در آب‌پنیر بسیار شبیه به اجزاء موجود در پروتئین‌های خون هستند. بررسی‌ها نشان دادند که این پروتئین‌ها به صورت مستقیم از خون به شیر منتقل می‌شوند.
ترکیب شیر علاوه بر کازئین و پروتئین‌های آب‌ پنیر شامل دو گروه دیگر از مواد شبه پروتئینی، پروتئوزپپتون‌ها^[۱۳] و نیتروژن‌های غیر پروتئیینی^[۱۴] نیز هستند(جدول ۱-۱) که در سال ۱۹۳۸ توسط راولند^[۱۵] کشف شدند. او مشاهده کرد که بعد از حرارت دادن چربی شیر در دمای ۹۵ به مدت ۱۰ دقیقه، بر اثر اسیدی نمودن تا pH ۶/۴، پروتئین‌های آّب ‌پنیر با کازئین‌ها رسوب می‌کنند.زمانی که به اجزای محلول شیر حرارت داده شده در pH ۶/۴، تری کلرواستیک اسید^[۱۶] ۱۲درصد اضافه شد، تعدادی ترکیبات نیتروژون‌دار رسوب کردند که پروتئوزپپتون نامیده شدند، همچنین ترکیبات نیتروژنی که به صورت محلول باقی می‌مانند، نیتروژن‌های غیرپروتئینی نام گرفتند(Fox Patrick F 2003).
شیر گاو منبع مهمی از پروتئین‌ها با ارزش غذایی بالاست. شیر گاو در حدود ۲۵ نوع پروتئین دارد که در هر لیتر آن ۳۵-۳۰ گرم پروتئین موجود است. با فعالیت کیموزین^[۱۷] (رنین^[۱۸]) یا اسیدی شدن^[۱۹] در pH ۶/۴ دو قسمت شامل آب پنیر دارای ۲۰ درصد از پروتئین‌های شیر گاو و شیر بسته شده^[۲۰] دارای ۸۰ درصد از پروتئین‌های شیر گاو ایجاد می‌شوند. کازئین اصلی‌ترین پروتئین شیر بسته شده، شامل ۴ پروتئین ((Ƙ،β، و )) کد شده به وسیله ژن‌های متفاوت است که بر روی یک کروموزوم قرار گرفته‌اند(Wal 2001).
خواص زیستی پروتئین‌های شیر یا پپتید‌های مشتق از آن‌ ها شامل خواص ضدباکتریایی (مانند لاکتو فرین) و آسان سازی تثبیت غذایی می باشد هم چنین دارای فعالیت تنظیمی در عملکرد‌های فیزیولوژیک هستند. پروتئین‌های شیر فعالیت‌های مختلفی علاوه بر تامین اسیدآمینه و نیتروژن ضروری جهت رشد و تکامل دارا هستند(Tomé and Debabbi 1998).
۱-۱-۳- پروتئین‌های آب‌ پنیر
آب پنیر از شیر بسته شده در فرایند تولید پنیر جدا می‌شود و شامل لاکتوز، پروتئین‌ها و لیپید می‌باشد. پروتئین‌های آب پنیر شامل دو گروه هستند: لاکتالبومین‌ها^[۲۱] که در محلول اشباع ۵۰ درصد سولفات آمونیوم یا سولفات منیزیم محلول‌اند و لاکتوگلوبولین‌ها^[۲۲] که در این شرایط به صورت نمک نامحلول وجود دارند. اجزای لاکتوگلوبولین‌ها عموما شامل ایمونوگلوبولین‌ها^[۲۳] هستند. لاکتالبومین‌ها از دو نوع پروتئین اصلی بتالاکتوگلوبولین^[۲۴] و آلفالاکتالبومین^[۲۵] و چندین پروتئین جزیی دیگر شامل آلبومین سرم^[۲۶] خون و لاکتوفرین^[۲۷] ، تشکیل شده است. بتالاکتوگلوبولین و آلفالاکتالبومین در غده شیری سنتز می‌شوند، در حالی که بقیه پروتئین‌ها مثل آلبومین سرم گاوی از خون گرفته می‌شوند(Korhonen 2006).
پروتئین‌های آب پنیر دارای ساختار پایداری هستند ولی ۴ نوع کازئین ساختار دوم^[۲۸] پایداری ندارند که به دلیل داشتن مقدار بیشتری اسیدآمینه ساختارشکن پرولین^[۲۹] است، به خصوص بتاکازئین که دارای ۳۵ پرولین از ۲۰۹ دنباله اسیدآمینه‌ای خود می‌باشد. انعطاف پذیری ساختار کازئین باعث مستعد شدن آن برای پروتئولیز می‌شود که عملکرد طبیعی آن را به عنوان منبع اسید‌های آمینه تسهیل می‌کند(Holt and Sawyer 1993). در مقابل پروتئین‌های طبیعی آب پنیر کاملا در برابر هضم پایدار هستند و مقداری از آن‌ ها از طریق مدفوع نوزادان دفع می‌شوند. با توجه به مقاوم بودن اکثر پروتئین‌های آب پنیر در برابر هضم، عملکرد غیرتغذیه‌ای آن‌ ها در روده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است(Sawyer and Kontopidis 2000). امروزه علاقه فراوانی به تولید تجاری پروتئین‌های اصلی و جزیی آب پنیر برای مصارف تغذیه‌ای و کاربرد‌های وابسته وجود دارد و روش‌های متعددی برای تولید تعداد زیادی از پروتئین‌های آب پنیر در مقیاس صنعتی توسعه یافته است(Mulvihill and Ennis 2003).
جدول ۱-۱، غلظت پروتئین‌های اصلی شیر