Effects of Ascorbic Acid and Mixing on Protein-Carbohydrate Complex in Dough (Turkish with English Abstract)

Abstract

Effects of ascorbic acid and mixing time on protein-carbohydrate interactions in dough were investigated by using SDS-PAGE with different staining methods for proteins and glycoproteins. Lyophilized optimum mixed and over mixed doughs were prepared from the flours of two cultivars (Bezostaya and Kıraç) with ascorbic acid, which was added to the flours at levels of 50, 150 ppm. There were intense bands at the HMW region (116-94 kDa) of the SDS-PAGE gels of both cultivars when stained for glycoproteins. However, the bands appeared between 67-45 kDa at protein staining were not visible when the gels were stained for glycoproteins. In Bezostaya cultivar, the relative band intensities of all ascorbic acid supplemented optimum mixed doughs were more intense than those of the optimum mixed control dough. The relative band intensities of protein and glycoprotein stained gels in over mixed dough samples were generally lower than those in the optimum mixed dough samples. The protein and glycoprotein staining results of 50 PI fractions indicated that there might be close interactions between proteins and carbohydrates.

Keywords

• Wheat, ascorbic acid, glycoprotein, SDS-PAGE 

Askorbik Asit ve Yoğurmanın Hamurda Protein-Karbonhidrat Kompleksi Üzerine Etkisi

Abstract

Askorbik asit ve yoğurma süresinin hamurda protein-karbonhidrat etkileşimi üzerine etkisi SDS-PAGE kullanılarak, protein ve glikoproteinler için farklı boyama teknikleri ile araştırılmıştır. Çalışmada, Bezostaya ve Kıraç ekmeklik buğday çeşitlerinin unları kullanılmıştır. Hamurlar, bu unlar ile askorbik asit katkı maddesinin iki farklı dozuyla (50, 150 ppm) optimum ve aşırı yoğurulup liyofilize edilerek hazırlanmıştır. Her iki çeşitinSDS-PAGEglikoprotein boyama sonuçları incelendiğinde HMW bölgede (116-94 kDa) belirgin şekilde bantlar görülmüştür. Bununla beraber, protein boyamada 67-45 kDa arasında görülen bantlara karbonhidrat boyamada rastlanmamıştır. Bezostayaçeşitinde, optimum yoğurulmuşaskorbik asit katkılı tüm hamurların relatif bant yoğunluklarının optimum yoğurulmuş kontrol hamurundan daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Protein ve glikoprotein boyama yapılan jellerde  genel olarak aşırı yoğurmanın optimum yoğurulmuş hamurlara göre relatif bant yoğunluklarında azalmaya sebep olduğu belirlenmiştir. Protein ve glikoprotein boyama sonuçları %50 1-propanolde çözünmeyen (50 PI) fraksiyonlarında proteinler ile karbonhidratlar arasında yakın etkileşimin bulunabileceği fikrini vermektedir.

Keywords

• Buğday, askorbik asit, glikoprotein, SDS-PAGE

References

1. Anonymous 1990. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists, 8th. Edition. The Association. St. Paul, MN.
2. Bollecker S S J and Schofıeld J D. 1996. Glycosylation of high Mr subunits ot glutenin: A re-examination. ln Proc. Int. Gluten Workshop, 6th. Ed. C W Wrigley, Fi. Aust. Chem. Inst., Melbourne, Australia.
3. Bushuk W, Khan K and Mcmaster G. 1980. Functional glutenin: a complex ol covalently and non-covalently linked components. Ann. Technol. Agric., 29: 279-294.
4. Bushuk W. 1985. Flour proteins: structure and functionality in dough and bread. Cereal Foods World, 447-451.
5. Bushuk W. 1994. Interaction in wheat doughs. In Quality Cereals in A Changing World, 14th ICG Congres, The Hague, Netherlands.
6. Chen J, Khan K, Shelton D Fl and D’appolonıa, B L. 1992. Isolation and fractionation of carbohydrate containing proteins from wheat gluten. Cereal Chem., 69, (5), 475-480.
7. Çelik 8, Sivri D ve Köksal H. 2001. Bazı katkı maddelerinin ekmek özellikleri üzerine etkisi. Gıda, 26 (1), 3-8.
8. Demiralp H. 1997. Bazı ekmek katkı maddeleri, yoğurma süresi ve lipid ekstraksiyonunun gluten proteinleri üzerine etkisinin belirlenmesi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği A. B. D. Yüksek Mühendislik Tezi, 69 s, Ankara. s. ERKUL - E. YALÇIN - s. ÇELİK - H. KÖKSEL 227

9. Demiralp H. Çelik 3 ve Köksal H. 2000. Effects-of Oxidizing Agents and Defatting on Electrophoretic Patterns ot Flour Proteins During Dough Mixing. Zeitschrift für LebensmitteI-Untersuchung und —Forschung A 211: 322-325
10. Dubray G and Bezard G. 1982. A highly sensitive periodic acid silver stain for 1,2 diol groups of glycoproteins and polysaccharides in polyacrylamide gels. Ana. Biochemistry, 119, 325-329.
11. Ercan Ft. 1988. Ülkemizde yetiştirilen bazı buğday çeşitlerinin ekmeklik kalitesi. Gıda, 13, 107-114.
12. Erkul S K. 1999. Bazı ekmek katkı maddelerinin buğday unu ve hamurunda protein karbonhidrat kompleksi üzerine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği A. B. D. Yüksek Mühendislik Tezi, 69 5, Ankara.
13. Fairbanks G, Steckt L, and Wallach D F H. 1971. Electrophoretic analysis of the major polypeptides of the human erthrocyte membrane. Biochem,, 10 (13), 2606—2617.
14. Figueroe J D C and Khan K. 1993. Albumin fraction from spring, winter and soft wheats— protein and associated carbohydrate identified by gel filtration chromotography and gel electrophoresis. Cereal Chem., 70, (6), 689-695.
15. Fu B X and Sapirstein H D. 1996. Procedure for isolating monomeric proteins and polimeric glutenin of wheat flour. Cereal Chem., 73, 143-152.
16. Green M R and Pastewka J V. 1975. IdentiŞcation of sialic acid rich glycoproteins on polyacrylamide gels. Ana. Biochem, 65, 66-72.
17. Gujka E and Khan K. 1999. Characterization of the carbohydrates of nonreduced glutenin fractionated by multistacking SDS- PAGE from two hard red spring wheat Hours. Cereal Chem., 76 (2): 198-203. '
18. Hoseney Ft C and Rogers D E. 1990. The formation and properties of wheat flour doughs. Critical Hewiews in Food Sci. and Nutr., 29, 73-93.
19. lnouye Y, Nakahara T, Fukuda A, Hiranc S and Morrishima l. 1974. Isolation and properties of carbohydrate rich fraction of wheat gluten. Agric. Biol. Chem., 38, 1415-1421.
20. ' Khan K and Bushuk W. 1979. Studies of glutenin, Xll, Gel filtration, isoelectric focusing and amino acid composition studies.
21. Cereal Chem.. 56, 505—512.
22. Kovacs E T, Varga J and Gero L. 1998. CarbohydrateLipid-Protein-Emulsilier Interactions Rich in Starch Basis Pea Dough Systems. Book of Abstracts Cereal Science-Its Contribution to Health and Well Being, 16th ICC Conference, Viena. Austria.
23. Leach B S, Collawn F J, and Fish W W. 1980. Behaviour of glycopolypeptides with emperlcal molecular weight estimation methods. 1. In sodium dodecyl sulfate. Biochemistry, 19, 5734-5741.
24. Mcmaster G J and Bushuk W. 1983. Protein-Carbohyrate Complexes in Gluten; Fractionation and Proximate Composition. J. Cereal Sci., 1; 171—184. '
25. Ng P K W and Bushuk W. 1987. Glutenin of marquis wheat as a reference for estimating molecular weights of glutenin subunits by sodium dodecyl sullate-polyacrylamide gel electrophoresis. Cereal Chem., 64, 324-327. .
26. Özbey Ö. 1992. Değişik oranlarda buğday kepeği içeren unların ekmek verimi ve kalitesini düzeltme imkanları. Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği A. B. D. Yüksek Mühendislik Tezi, 84 s, Ankara.
27. Özkaya H ve Kahveci B. 1990. Tahıl ve ürünleri analiz yöntemleri. Gıda Teknolojisi Derneği Yayınları. No: 14, Ankara, 1505.
28. Floels S P and Delcour J A. 1996. Evidence for the Non-Glycoprotein Nature of High Molecular Weight Glutenin Subunits of Wheat. J. oi Cereal Sci., 24, 227-239.
29. Tilley K A, Lookhart G L, Hoseney R C and Mawhıney T P. 1993. Evidence for Glycosylation of the High Molecular Weight Glutenin Subunits, 1,7,8, and 12 from Chinese Spring and TAM 105 Wheats. Cereal Chem., 70, (5), 602-606.
30. Tsen C C. 1964. Ascorbic acid as a flour improver. The Bakers Digest, 38(5). 44-47.
31. Uluöz M. 1965. Buğday un ve ekmek analizleri. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, No.57, Ege Üniversitesi Matbaası, İzmir, 95$.