Highly concentrated micellar casein

Highly concentrated micellar casein concentrate (HC-MCC), a potential ingredient of protein-fortified food, is a gel at cold temperature. It contains ~17 to 21% casein, with most serum proteins and lactose removed by microfiltration and diafiltration, and it is then further concentrated using vacuum evaporation. The HC-MCC can be stored frozen, and our objective was to determine the conditions needed to obtain complete solubility of thawed HC-MCC in water and to understand its gelation upon cooling. Dispersibility (ability to pass through a 250-µm mesh sieve), suspendability (percentage of protein not sedimented at 80 × g within 5 min), and solubility (percentage of protein not sedimented at 20,000 × g within 5 min) were measured at 4, 12, or 20°C after various mixing conditions. Gelation upon cooling from 50 to 5°C was monitored based on storage (G′) and loss (G′′) moduli. The gelled HC-MCC was also examined by transmission electron microscopy. Thawed HC-MCC was added to water to reach a protein concentration of 3% and mixed using high shear (7,500 rpm) for 1 min or low shear (800 rpm) for 30 min at 4, 12, 20, or 50°C and at pH 6.4 to 7.2. The HC-MCC completely dispersed at 50°C, or at ≤20°C followed by overnight storage at 4°C. Suspendability at 50°C was ~90% whereas mixing at ≤20°C followed by overnight storage resulted in only ~57% suspendability. Solubility followed a similar trend with ~83% at 50°C and only ~29% at ≤20°C. Mixing HC-MCC with 60 mM trisodium citrate increased dispersibility to 99% and suspendability and solubility to 81% at 20°C. Cold-gelling temperature, defined as the temperature at which G′ = G′′ when cooling from 50 to 5°C, was positively correlated with protein level in HC-MCC. Gelation occurred at 38, 28, and 7°C with 23, 20, and 17% of protein, respectively. Gelation was reversible upon heating, although after a second cooling cycle the HC-MCC gel had lower G′. In micrographs of gelled HC-MCC, the casein micelles were observed to be within the normal size range but packed very closely together, with only ~20 to 50 nm of space between them. We proposed that cold-gelation of HC-MCC occurs when the kinetic energy of the casein micelles is sufficiently reduced to inhibit their mobility in relation to adjacent casein micelles. Understanding solubilization of rehydrated frozen HC-MCC and its rheological properties can help in designing process systems for using HC-MCC as a potential ingredient in liquid food.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เคซีน micellar สูงเข้มข้นข้น (HC-MCC), ส่วนประกอบที่เป็นโปรตีนธาตุอาหาร เป็นวุ้นที่อุณหภูมิเย็น ประกอบด้วยเคซีน ~ 17-21% โปรตีนเซรั่มส่วนใหญ่และแล็กโทสเอา microfiltration และ diafiltration และจากนั้นจะเพิ่มเติมเข้มข้นโดยใช้เครื่องระเหย HC-MCC สามารถเก็บแช่แข็ง และวัตถุประสงค์ของเราคือการ กำหนดเงื่อนไขที่จำเป็นสามารถละลายสมบูรณ์ของ HC MCC thawed ในน้ำ และ การเข้าใจของ gelation เมื่อเย็น Dispersibility (ความสามารถในการผ่านตะแกรงแบบตาข่าย 250 µm), suspendability (เปอร์เซ็นต์ของโปรตีนไม่ sedimented ที่ 80 กรัมซื้อภายใน 5 นาที), และละลาย (เปอร์เซ็นต์ของโปรตีนไม่ sedimented ที่ 20000 × g ภายใน 5 นาที) มีวัด ที่ 4, 12, 20° C หลังจากเงื่อนไขต่าง ๆ ผสม Gelation เมื่อเย็นจาก 50 ถึง 5° C ถูกตรวจสอบตามเก็บ (G′) และ moduli ขาดทุน (G′′) Gelled HC-MCC ยังได้ถูกตรวจสอบ โดยการส่งผ่านอิเล็กตรอน microscopy Thawed HC MCC เข้ามากับน้ำถึงโปรตีนเข้มข้น 3% และผสมใช้สูงแรงเฉือน (7,500 rpm) ใน 1 นาทีหรือต่ำแรงเฉือน (800 รอบต่อนาที) สำหรับ 30 นาทีที่ 4, 12, 20, 50° C และ ที่ pH 6.4-7.2 HC-MCC สมบูรณ์กระจายที่ 50° C หรือที่ ≤20 ° C ตามเก็บค้างคืนที่ 4 องศาเซลเซียส Suspendability ที่ 50° C ถูก ~ 90% ขณะที่ผสมที่ ≤20 ° C ตามเก็บค้างคืนให้เท่านั้น ~ 57% suspendability ละลายตามแนวโน้มที่คล้ายกันกับ ~ 83% ที่ 50° C ~ 29% ที่ ≤20 องศาเซลเซียสเท่านั้น ผสม HC MCC กับซิเตรต trisodium 60 มม.เพิ่ม dispersibility 99% และ suspendability และละลาย 81% ที่ 20 องศาเซลเซียส Gelling เย็นอุณหภูมิ กำหนดให้เป็นอุณหภูมิที่ที่ G′ = G′′ เมื่อเย็นจาก 50 ถึง 5° C ถูกบวก correlated มีระดับโปรตีนใน HC-MCC Gelation เกิดขึ้น ที่ 38, 28, 7° C 23, 20 และ 17% ของโปรตีน ตามลำดับ Gelation ถูกสมมติตามความร้อน แม้ว่าหลังจากระบายความร้อนวงจรที่สอง เจ HC MCC มี G′ ล่าง ใน micrographs ของ gelled HC-MCC, micelles เคซีนได้สังเกตจะอยู่ในช่วงขนาดปกติ แต่เต็มไป ด้วยเท่านั้น ~ 20 50 อย่างใกล้ชิดกัน nm ของช่องว่างระหว่างพวกเขา เราเสนอว่า gelation เย็นของ HC MCC เกิดขึ้นเมื่อพลังงานจลน์ของ micelles เคซีนจะพอลดลงยับยั้งการเคลื่อนไหวเกี่ยวกับ micelles เคซีนติด เข้าใจ solubilization ของ rehydrated แช่แข็ง HC-MCC และคุณสมบัติ rheological สามารถช่วยในการออกแบบระบบกระบวนการสำหรับการใช้ HC-MCC เป็นส่วนผสมที่อาจเกิดขึ้นในอาหารเหลว

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สูงเข้มข้นเข้มข้น micellar เคซีน (HC-MCC) ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีศักยภาพของอาหารโปรตีนเสริมเป็นเจลที่อุณหภูมิเย็น มันมี ~ 17 เคซีน 21% ส่วนใหญ่โปรตีนในซีรั่มและแลคโตสออกไปโดย microfiltration และ diafiltration และมันก็จะมีความเข้มข้นต่อไปโดยใช้การระเหยสูญญากาศ HC-MCC สามารถเก็บแช่แข็งและวัตถุประสงค์ของเราคือการกำหนดเงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อให้ได้ความสามารถในการละลายที่สมบูรณ์ของ HC-MCC ละลายในน้ำและเข้าใจเจลที่มีต่อการระบายความร้อน การกระจายตัว (ความสามารถที่จะผ่านตะแกรงตาข่าย 250 ไมครอน), suspendability (ร้อยละของโปรตีนไม่ตกตะกอนที่ 80 ×กรัมภายใน 5 นาที) และสามารถในการละลาย (ร้อยละของโปรตีนไม่ตกตะกอนที่ 20,000 ×กรัมภายใน 5 นาที) วัดที่ 4 , 12, หรือ 20 องศาเซลเซียสหลังจากที่เงื่อนไขต่างๆผสม เจลทำความเย็นเมื่อ 50-5 ° C คือการตรวจสอบการจัดเก็บอยู่บนพื้นฐาน (G) และการสูญเสีย (G '') โมดูล กาว HC-MCC ยังได้รับการตรวจสอบโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ละลาย HC-MCC ถูกบันทึกลงไปในน้ำที่จะไปถึงความเข้มข้นของโปรตีน 3% และผสมใช้เฉือนสูง (7,500 รอบต่อนาที) เวลา 1 นาทีหรือเฉือนต่ำ (800 รอบต่อนาที) เป็นเวลา 30 นาทีที่ 4, 12, 20, หรือ 50 องศาเซลเซียสและ ที่ pH 6.4-7.2 HC-MCC แยกย้ายกันไปอย่างสมบูรณ์ที่ 50 องศาเซลเซียสหรือที่≤20° C ตามด้วยการจัดเก็บค้างคืนที่ 4 ° C Suspendability ที่ 50 ° C เป็น ~ 90% ในขณะที่การผสมที่≤20° C ตามด้วยการจัดเก็บผลในชั่วข้ามคืนเท่านั้น ~ 57% suspendability การละลายตามแนวโน้มที่คล้ายกันกับ ~ 83% ที่ 50 องศาเซลเซียสและมีเพียง 29% ~ ที่≤20° C ผสม HC-MCC ที่มีซิเตรต 60 มิลลิไตรโซเดียมเพิ่มขึ้นกระจายตัวถึง 99% และ suspendability และการละลายถึง 81% ที่ 20 ° C อุณหภูมิเย็นก่อเจล, กำหนดให้เป็นอุณหภูมิที่ G 'G =' 'เมื่อระบายความร้อน 50-5 องศาเซลเซียสมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับโปรตีนใน HC-MCC เจลที่เกิดขึ้นใน 38, 28, และ 7 ° C 23, 20, และ 17% ของโปรตีนตามลำดับ เจก็ย้อนกลับความร้อนแม้ว่าหลังจากที่ระบายความร้อนวงจรที่สองเจล HC-MCC มีค่า G ' ในไมโครของกาว HC-MCC ที่ micelles เคซีนถูกตั้งข้อสังเกตว่าจะเป็นในช่วงขนาดปกติ แต่อัดแน่นไปด้วยกันอย่างใกล้ชิดมีเพียง ~ 20 ถึง 50 นาโนเมตรของช่องว่างระหว่างพวกเขา เราเสนอว่าเย็นของเจ HC-MCC เกิดขึ้นเมื่อพลังงานจลน์ของเคซีนไมเซลล์จะลดลงพอที่จะยับยั้งการเคลื่อนไหวของพวกเขาในความสัมพันธ์กับเคซีนไมเซลล์ที่อยู่ติดกัน ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการละลายของ rehydrated แช่แข็ง HC-MCC และคุณสมบัติการไหลที่สามารถช่วยในการออกแบบระบบขั้นตอนในการใช้ HC-MCC เป็นส่วนผสมที่อาจเกิดขึ้นในอาหารเหลว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เข้มข้นสูงไมเซลเคซีนเข้มข้น ( hc-mcc ) เป็นส่วนผสมที่มีศักยภาพของอาหารโปรตีนเสริม เป็นเจลที่อุณหภูมิเย็น มันมี ~ 17 ถึง 21 % โปรตีนที่มีมากที่สุด และ แลคโตส ซีรั่มโปรตีนออกและอ้อยอิ่ง diafiltration และจากนั้นต่อไปเข้มข้นโดยใช้การระเหยสูญญากาศ การ hc-mcc สามารถเก็บแช่แข็งและวัตถุประสงค์ของเราคือการตรวจสอบเงื่อนไขที่จำเป็นเพื่อให้ได้ความสมบูรณ์ของ hc-mcc ละลายในน้ำ และเข้าใจการเกิดเจลเมื่อเย็น กระจายตัว ( ความสามารถที่จะผ่าน 250 - µเมตรตาข่ายตะแกรง ) , suspendability ( เปอร์เซ็นต์ของโปรตีนไม่ sedimented 80 ×กรัมภายใน 5 นาที ) และการละลาย ( เปอร์เซ็นต์ของโปรตีนไม่ sedimented ที่ 20000 ×กรัมภายใน 5 นาที ) เป็นวัดที่ 412 หรือ 20 ° C หลังต่าง ๆผสมเงื่อนไข การเกิดเจลเมื่อเย็นตั้งแต่ 50 ถึง 5 องศา C การยึดกระเป๋า ( G ’ ) และขาดทุน ( G ′′ ) หา . การเจล hc-mcc ยังตรวจสอบโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด . ละลาย hc-mcc เติมน้ำถึงความเข้มข้นของสารละลายโปรตีน 3% และผสมโดยใช้แรงเฉือนสูง ( 7 , 500 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 1 นาที หรือต่ำแรงเฉือน ( 800 รอบต่อนาที ) สำหรับ 30 นาทีที่ 4 , 12 , 20 ,หรือ 50 ° C และ pH 6.4 ม . การ hc-mcc สมบูรณ์กระจาย 50 °องศาเซลเซียส หรือที่≤ 20 ° C ตามด้วยค้างคืนเก็บที่ 4 องศา suspendability 50 ° C ~ 90% ส่วนผสมที่≤ 20 ° C ตามด้วยคืนกระเป๋าให้เท่านั้น ~ 57 suspendability . การละลายตามแนวโน้มที่คล้ายคลึงกับ ~ 83% ที่ 50 ° C และมีเพียง ~ 29 % ที่≤ 20 ° Cไตรโซเดียมซิเตรต hc-mcc ผสมกับ 60 มม. เพิ่มขึ้นกระจายตัวไป 99% และ suspendability และการละลายถึง 81% ที่อุณหภูมิ 20 องศา หนาว gelling นิยามเป็นอุณหภูมิที่ G = G นั้น′′เมื่อเย็นตั้งแต่ 50 ถึง 5 องศา C มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับโปรตีนใน hc-mcc . การเกิดเจลเกิดที่ 38 , 28 , และ 7 ° C กับ 23 , 20 และ 17 เปอร์เซ็นต์ของโปรตีน ตามลำดับการเกิดเจลได้เมื่อถูกความร้อน แต่หลังจากสองรอบเย็น hc-mcc เจลมีค่า G นั้น . ใน micrographs ของเจล hc-mcc , เคซีนไมเซลล์พบว่าอยู่ในช่วงขนาดปกติ แต่บริการอย่างใกล้ชิดร่วมกัน มีเพียง ~ 20 ถึง 50 nm ของช่องว่างระหว่างพวกเขาเราเสนอว่า การเกิดเจลเย็นของ hc-mcc เกิดขึ้นเมื่อพลังงานจลน์ของเคซีนไมเซลล์เพียงพอลดยับยั้งการเคลื่อนไหวของพวกเขาในความสัมพันธ์กับเคซีนไมเซลล์ที่อยู่ติดกัน . ความเข้าใจของการสกัดได้ทำการ รีไฮเดรทมแช่แข็งและการ hc-mcc คุณสมบัติสามารถช่วยในการออกแบบระบบ กระบวนการ สำหรับใช้ hc-mcc เป็นส่วนผสมที่มีศักยภาพในอาหารเหลว