缪松教授:酸化或碱化再中和对MPI溶解和酸凝胶能力的影响_杏鑫注册线路

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责任编辑:食品科学

爱尔兰农业部Teagasc国家食品研究中心缪松教授团队于近期在国际权威期刊Food Hydrocolloids在线发表学术文章《Influence of acidification or alkalization followed by neutralization on dissolution and acid gelation ability of MPI》,研究了pH调控对乳蛋白分离物粉末溶解和酸性凝胶的影响,实现了乳蛋白分离物粉末的快速完全溶解和良好的凝胶性能,为未来解决高酪蛋白胶束含量的乳粉的溶解性和功能性的表达提供了借鉴。

摘要

乳蛋白分离物粉末(MPI)主要牛奶中的蛋白质组成,通过膜过滤的方式进行生产。乳蛋白分离物粉末含有85%以上的蛋白质含量,属于乳蛋白浓缩物粉末家族中蛋白质含量较高的一种。乳蛋白浓缩物可以作为食品配方中的乳蛋白替代物,可以起到乳化、凝胶、起泡等功能特性。这些功能特性的表达需要乳蛋白粉末的完全溶解,但是随着乳蛋白含量的增加而溶解性下降。事实上,乳蛋白分离物粉末的溶解性比较差,通常需要24小时以上的时间进行充分溶解,同时会受到溶液中的pH的显著影响。我们过去研究了酸碱对乳蛋白分离物粉末的溶解过程的影响,发现了碳酸钠在加速乳蛋白分离物粉末的完全溶解这个方面是一种很好的碱性食品添加剂,同时碱化中和后的乳蛋白分离物溶液具有较好的稳定特性。然而,粉末的溶解度和功能特性之间的关系很少有报道,以至于pH调控对乳蛋白溶解和功能特性之间的影响和联系还没有被研究。这项研究因此分析了乳蛋白分离物粉末在酸性条件下溶解后中和,以及在碱性条件下溶解后中和,这些pH调控对乳蛋白分离物粉末溶解性和功能特性的影响;同时,在相同的pH调控策略下我们对比了溶解时间的影响。在乳蛋白功能特性中,酸性凝胶作为一种重要的功能特性在这项研究中进行探究。

研究结果显示先碱化再中和在粉末溶解性和凝胶性两方面比先酸化再中和要更优越。控制对照组中的分离乳蛋白凝胶特性相对较差,可能和比较差的粉末溶解程度有关;与之相反地,中和溶解后的分离乳蛋白具有更好的凝胶特性,这是由于粉末溶解特性的提高和酪蛋白胶束结构的分解增加了可以用来凝胶的酪蛋白分子和蛋白交联的接触点。此外,中和处理的乳蛋白分离物,通过先碱化再中和的策略可以比先酸化再碱化获得更高的凝胶弹性和更早的凝胶点。同时,这些乳蛋白分离物粉末的溶解和凝胶特性也和酪蛋白酸钠粉末进行了对比,因为酪蛋白酸钠也是一种中和处理加工得到的乳蛋白粉末。但是,酪蛋白酸钠粉末却能够很快地溶解和凝胶。酪蛋白酸钠粉末的凝胶特性与先碱化再中和的乳蛋白分离物比较相近。随着溶解时间的增加,先碱化再中和的乳蛋白分离物表现出了比酪蛋白酸钠更佳的凝胶性能。此外,中和溶解的乳蛋白分离物因为产生了由柠檬酸盐组成的缓冲体系,从而比酪蛋白酸钠拥有了更好的pH缓冲性能,可以避免酸性凝胶过程中发生过度酸化。经过这项研究,我们进一步完善了食品结构体系的转化和联系:粉末-溶液-胶体,把粉末和胶体之间的桥梁建立了起来,丰富了未来可以用来递送营养物质的新型的食品结构。

部分亮点

研究思路-通过pH调控连接粉末溶解和凝胶表达

溶解后的粉末粒径分布图

凝胶图片A: 5分钟, B: 1小时, C: 2小时 和 D: 凝胶强度(3 小时)

凝胶3小时后的共聚焦显微镜图片: a. M, b. CN, c. NC, d. SC, A. M24, B. C’N’ C. N’C’, D. SC’.

作者简介

缪松,教授,现为爱尔兰农业部TEAGASC国家食品研究中心终身高级研究员、爱尔兰科克大学(UCC)博士生导师,长期从事食品材料及贮藏加工技术领域基础理论和应用研究,曾在爱尔兰国家生物技术中心从事博士后研究,在荷兰联合利华研发中心任全球研发经理及研发专员。缪松博士自任职Teagasc国家食品研究中心以来,长期与国内多所高校及科研院所、跨国企业保持密切合作关系,主要研究方向为:食品物性材料学,食品干燥与造粒,粉末技术,益生菌和活性分子包埋,食品结构及传递体系设计,食品加工与功能性, 乳品技术以及功能食品配料等。

吴绍宗,博士,2020年10月毕业于爱尔兰科克大学(University College Cork)和爱尔兰农业与食品发展部Teagasc国家食品研究中心, 已以第1作者发表SCI文章7篇,主要研究方向是乳品科学与加工、食品结构设计和粉末加工,博士指导老师是缪松教授、Dr. John Fitzpatrick 和Dr. Kevin Cronin。

该文章《Influence of acidification or alkalization followed by neutralization on dissolution and acid gelation ability of MPI》于2020年10月19日在线发表于Food Hydrocolloids(IF=7.053 )。(本文由“食品科学网”转载,文章来源于食品科学杂志订阅号。图片来源于百度图片。版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们删除。)

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