使用柠檬酸三钠和转谷氨酰胺酶结合,提高酸化的刚度和储水牦牛奶凝胶

文摘

在这个研究中,柠檬酸三钠的协同效应(TSC)和微生物转谷氨酰胺酶(TGase)治疗酸化牦牛脱脂牛奶凝胶的结构特性进行了研究。TSC牦牛脱脂牛奶中添加浓度为0,20和40更易/ L,紧随其后的是调整pH值为6.7。样本与TGase孵化的交联反应,之后,样本酸化为1.4% (w / v) gluconodelta-lactone (GDL) 42°C 4 h形成凝胶。刚度和持水量(通车)凝胶表现出更高的值在20或40比没有TSC更易/ L。最后的储能模量(G′)的牦牛奶凝胶的浓度呈正相关TSC TGase之前治疗。Cryoscanning电子显微镜观察表明,凝胶网络更TSC浓度较高的刚性。总的来说,TSC分离成更小的粒子在牦牛牛奶。新成立的粒子在牦牛脱脂牛奶可以与更大的刚度和更高形式段凝胶在TGase通车。

1。介绍

牦牛(Bos grunniens)牛奶生产在中国青藏高原地区海拔3000米(1]。它已成为在中国乳制品的新来源,由于其较高的营养特性,低过敏性,比牛奶更好的消化率(2- - - - - -4]。牦牛奶产品,酸奶是增长最快的一个。然而,结构缺陷包括脆弱的结构(低刚度)和脱水收缩作用(低持水量)(通车)通常发生在牦牛酸奶凝胶,在存储或机械损伤。这些缺陷显著减少消费者接受牦牛酸奶。因此,有必要发展牦牛酸奶凝胶与更高的刚度和广阔。

酸奶凝胶的硬度和通车是取决于他们的凝胶网络结构,其主要构建块——酪蛋白和乳清蛋白。在本地的pH值6.5 - -7.2牦牛奶,酪蛋白分子共价交联的磷酸钙,形成粒子命名为酪蛋白胶束(直径约200海里)5,6]。酸化,胶束发生离解,导致——酪蛋白的聚集,从而形成一个弱网络结构通过共价相互作用在pH值4.6∼[7- - - - - -10]。乳清蛋白可以变性和互动——酪蛋白加热后(高于70°C),这可能会进一步提高段牛奶凝胶的结构属性(11,12]。

引入共价键是一种有效的意思是提高酸奶凝胶的结构属性(13- - - - - -15]。TGase已广泛用于生成共价键中蛋白质分子(16- - - - - -18]。TGase可以催化酰基转移反应γ羧基团体和ε氨基酸组中蛋白质分子,导致蛋白质的分子内或分子间交联(19,20.]。这可以显著提高酸奶凝胶的凝胶硬度和广阔21]。不幸的是,尽管大量的研究已经进行使用TGase提高酸奶的结构性质,缺陷没有被完全抑制(22- - - - - -25]。

钙离子螯合剂,包括柠檬酸三钠的(TSC)、乙二胺四乙酸,和钠磷酸盐,发现破坏牛奶中的酪蛋白胶束(26- - - - - -29日]。这可能改变凝胶的形成TGase-treated——酪蛋白(18]。在这种情况下,牛奶蛋白质之间的交联键之前或期间酸化会改变。因此,TGase-treated牛奶蛋白可能创建不同的凝胶网络结构与凝胶相比,准备从酸化TGase-treated本地牛奶蛋白质。

本研究,旨在提高牦牛酸奶的结构属性,我们调查的影响TSC之前TGase治疗段凝胶的性质由激烈的牦牛脱脂牛奶。我们的发现将有利于改善牦牛酸奶的结构性质。

2。材料和方法

2.1。材料

牦牛奶从黄河获得草原在中国西北的青藏高原。牧场的高度约3450米,而温度是9.4±3.7°C。火山灰、干物质、蛋白质、脂肪、乳糖和牦牛奶是0.81%,17.38%,5.14%,5.47%,和5.09% (w / v)。为了防止细菌生长,0.04% (w / v)加入叠氮化钠对牦牛奶。Calcium-independent TGase (200 U / g)获得了从c p组GmbH (Rosshaupten,德国)。GDL和TSC从Sigma-Aldrich购买(圣路易斯,密苏里州,美国)。

2.2。准备段牦牛奶凝胶

牦牛奶中的脂肪被离心4200 g (25°C为30分钟,其次是变性乳清蛋白为20分钟在80°C。脱脂牛奶添加不同量的TSC粉浓度(0),20和40更易/ L。磁搅拌10分钟后,加热牦牛脱脂牛奶的pH值调整到6.7和0.5 mol / L盐酸。后添加TGase 10 U / g牛奶蛋白质,牦牛脱脂牛奶是进一步磁搅拌10分钟。然后,所有样本存储在42°C 60分钟,其次是酸化GDL 1.4% (w / v)在42°C 4 h。最后的pH值的样本是在4.3和4.6之间(30.]。最后,所有的凝胶都储存在4°C 6 h为进一步使用。

相比之下,牦牛脱脂牛奶加热处理0,20和40更易与L TSC(没有TGase)也被调查。在上面描述的其他程序进行部分。

2.3。描述的牛奶或凝胶治疗

的粒度分布测定Zetasizer(英国模型Nano-ZS3600莫尔文)25°C (31日]。脱脂牛奶是用超纯水稀释300倍。

一段凝胶化过程的牦牛脱脂牛奶与流变仪测定(AR1500ex, TA仪器,美国)。GDL TSC -和TGase-treated样本加入到1.4% (w / v)。样品被转移到同心圆筒。一段牦牛脱脂凝胶在0.1赫兹和振荡应用应变的1%。测定温度42°C。

段的刚度决定了凝胶分析仪(TMS-Pro、食品技术公司,英镑、美国)。酸凝胶准备在2.2之前在室温下放置60分钟的决心。圆柱探针(直径25毫米)进入凝胶10毫米的距离在30毫米/分钟用于渗透测试。

西隧的凝胶测量按照修改后的程序(32]。40毫米的TSC和TGase-treated牦牛脱脂牛奶酸化在42°C 4 h 50毫升离心管,离心紧随其后在1500 g 25°C,持续15分钟。西隧被定义为凝胶剩余的重量的百分比在离心管他们最初的体重。

由cryoscanning凝胶微观结构观察电子显微镜(s - 3000 n,日立有限公司东京,日本),根据文献报道[26]。

2.4。统计分析

实验进行了至少一式三份。数据方差分析(方差分析)是用来检查的重要性意味着之间的差异指示意义。

3所示。结果与讨论

3.1。颗粒大小

数量的粒子的粒度分布曲线加热牦牛脱脂牛奶在图所示1。在缺乏TGase,当添加TSC浓度牦牛脱脂牛奶是0,20和40更易/ L,相应的粒子直径分别为145.1±7.0见顶,56.9±14.9,34.2±4.6 nm(平均数±标准差),分别。TGase的存在,当牦牛脱脂牛奶的TSC浓度是0,20和40更易与L,相应的粒子达到顶峰的直径分别为151.5±10.8,61.4±15.4,29.2±9.7 nm(平均数±标准差),分别。这表明牦牛脱脂牛奶变得较小的粒子TSC浓度增加。是calcium-chelating代理能够破坏胶束框架通过消除钙胶束,导致酪蛋白胶束的离解。因此,它预计,柠檬酸盐离子分离的粒子在牦牛脱脂牛奶分解成更小的粒子。

3.2。凝胶化动力学

储能模量(G′)的进化加热牦牛脱脂牛奶(GDL后添加)如图2。它可以清楚地观察到TSC和TGase段凝胶动力学有重要影响的牦牛奶。凝胶化时间的牦牛脱脂牛奶TSC浓度呈正相关,TGase是否存在。然而,TSC的影响最终的储能模量(G′)的凝胶是TGase严重依赖。在TGase面前,最后G′的凝胶在高20或40更易/ L⁻¹TSC比0更易/ L⁻¹TSC。如上证明,TSC有利于粒子的离解的牦牛脱脂牛奶分解成更小的粒子。这可以增强新成立的酪蛋白颗粒的灵活性(10,26),从而支持——酪蛋白在凝胶的足够的重排。这使得新形成的颗粒更容易TGase交联(33]。

3.3。刚度和广阔

段的刚度牦牛脱脂牛奶凝胶图所示3。在样品没有TGase,可以看出添加TSC段的刚度降低酪蛋白凝胶,这与G′的结果是相一致的。是观察凝胶的硬度准备在TGase上涨20或40更易与L⁻¹TSC比那些没有TSC加法。描述的原因也可以解释为在储能模量(G′)的凝胶。它也可以观察到,在同一TSC浓度,凝胶制备的刚度存在TGase显著高于TGase的缺失。这表明TGase交联凝胶刚度发挥了重要作用。

TSC段通车的牦牛的影响脱脂牛奶凝胶图所示4。在同一个TSC浓度、西隧的凝胶制备的TGase显著高于TGase的缺失。这表明TGase交联起到了至关重要的作用在提高西隧。可以看出,在TGase, TSC浓度时20或40更易/ L,决赛中少量的水凝胶准备离心后被开除。这表明,凝胶准备新成立的小粒子表现出更大的水潴留TGase的存在。然而,在缺乏TGase,超过60%的水被开除了。这是相同的凝胶硬度的结果因为弱凝胶从共价债券更容易收缩和随后的脱水。

3.4。微观结构

酸化牦牛脱脂牛奶凝胶的微观结构表现出图5。在样本,TGase的存在,它可以观察到,网络结构与TSC除了比没有更严格的TSC加法。这是与前面的结构属性的结果一致。

4所示。结论

在这项研究中,TSC段的刚度的影响,TGase-treated牦牛乳凝胶进行了研究。牦牛奶第一次被TSC(20或40更易/ L),然后用TGase导致交联凝胶与更高的刚度,通车,储能模量(G′)。TSC可以分离酪蛋白胶束在牦牛奶成更小的粒子。在TGase面前,新成立的粒子形成段刚度较高的凝胶,更高的通车,储能模量(G′)。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

本研究支持的重点学科建设项目在西藏食品科学和技术的农业和畜牧业大学(502218009),关键加工工艺的开发和示范动物产品(2018 xtcx-01),青年教师研究中国农业大学之间的合作项目和西藏农业和畜牧业大学(2017 lhjj-02),食品科学与技术的教学团队建设项目在西藏大学农业和畜牧业(2016 jxtd-01),西藏自治区重点实验室,处理和存储团队在特殊农产品在西藏自治区(12018 kytd-02),和西藏自治区重点实验室(ZDSYS-02)。

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