Sammensætning og egenskaber for Aquafaba: vand inddrives fra kommercielt dåse kikærter

Summary

Aquafaba er en tyktflydende juice fra dåse kikært, når rørte sig energisk, producerer en relativt stabil hvid skum eller skum. Det primære mål er at identificere de komponenter i aquafaba at bidrage viscosifying/fortykkelse egenskaber ved hjælp af Kernemagnetisk resonans (NMR), ultrafiltrering, elektroforese og peptid masse fingeraftryk.

Abstract

Kikært og andre bælgfrugter er almindeligvis sælges som konserves, pakket i en tyk løsning eller en saltlage. Denne løsning har for nylig vist sig at producere stabil skum og emulsioner, og kan fungere som et fortykningsmiddel. Seneste interesse i dette produkt er blevet forbedret gennem internettet hvor det foreslås, at denne løsning, nu kaldet aquafaba ved en voksende fællesskab, kan anvendes en erstatning for æg og mælk protein. Som aquafaba er både nye og udvikles af et internetbaseret community lille er kendt af dets sammensætning eller egenskaber. Aquafaba blev gendannet fra 10 kommercielle dåse kikært produkter og korrelationer mellem aquafaba sammensætning, tæthed, viskositet og skummende egenskaber blev undersøgt. Proton NMR blev brugt til at karakterisere aquafaba sammensætning før og efter ultrafiltrering gennem membraner med forskellige molekylvægt cut offs (MWCOs 3, 10 eller 50 kDa). En protokol til elektroforese og peptid masse fingeraftryk er også præsenteret. Disse metoder leveret værdifulde oplysninger om komponenter ansvarlig for aquafaba funktionelle egenskaber. Denne information vil tillade udviklingen af metoder til at producere standard kommercielle aquafaba produkter og kan hjælpe forbrugerne med at vælge produkter af overlegne eller konsekvent nytte.

Introduction

I stigende grad udvikles vegetariske produkter der efterligner egenskaberne for kød, mælk og æg. Pulser funktionelle egenskaber er vigtige i deres nuværende anvendelse i fødevarer applikationer og deres egenskaber er ved at blive undersøgt i udviklingen af erstatninger for animalske proteiner. For eksempel mejeriprodukter alternativer salg var 8.80 milliarder amerikanske dollars i 2015 og dette marked er i hastig vækst. Dette marked forventes for at vokse til 35.06 milliarder dollars af 2024. Desuden er den opadgående tendens i efterspørgslen efter plante-baserede mælkeerstatning til dels et resultat af forbrugernes sundhed bekymringer med hensyn til kolesterol, antibiotika og vækstfremmende hormoner ofte bruges i mælk produktion¹. På samme måde, vegetabilsk protein og hydrokolloid æg mælkeerstatning markeder ekspanderende hastigt og en sammensat årlig vækstrate på 5,8% forventes for disse materialer i de næste 8 år med salg af $1,5 milliarder USD, forventes i 2026². Et stigende antal forbrugere foretrækker veganske proteinkilder, allergen reduceret kost og reduceret carbon fodaftryk for fødevarer. Efterspørgslen efter puls-baserede produkter, især fra linser, kikært og faba bean støt voksende på grund af højt proteinindhold, kostfibre og lavt indhold af mættet fedt indhold af pulser³. Pulser også indeholder fytokemikalier med potentielt gavnlige biologiske aktivitet⁴.

Kommercielle virksomheder, forskere og privatpersoner har taget forskellige tilgange til at kommunikere egenskaberne kvalitet af kikært baseret æg og mælk udskiftninger. Gugger mfl. ⁵ produceret mælk-lignende produkt fra høje stivelse korn herunder adzuki bønner og kikært. I deres beskrevet metoder forsøgt fortalerne at vise at deres produkt er unikt og anderledes fra “aquafaba”⁶. I en anden kommerciel tilgang belyst ved Tetrick et al. ⁷ en plante-baserede æg erstatning blev udviklet. Deres patentansøgning beskriver metoder til at kombinere puls mel med kendte fortykkelsesmidler, der emulere funktion af æggehvide i bagt materialer. Typiske formler indeholde 80-90% puls mel og 10-20% fortykkelse tilsætningsstoffer.

Originalarbejder litteratur også angiver funktionen muligt med kikært og viste, at albumin protein fraktioner fremstillet af kabuli og desi kikært mel har god emulgering egenskaber. De har også fundet en signifikant effekt af kikært kilde på albumin udbytte og ydeevne⁸.

Efter den indledende internet rapport beskriver “aquafaba” af den franske kok Joël Roessel, et open source-bevægelsen viser nytte af aquafaba som en udskiftning af æggehvide og mejeri protein i mange fødevarer anvendelser. Der er mange meget besøgte websider og YouTube videoer viser indarbejdelse af aquafaba i fødevarer, der emulerer kvaliteter af ice cream, marengs, ost, mayonnaise, røræg, og flødeskum. De fleste pionerer giver open source aquafaba applikationer (opskrifter) få deres materiale af belaste dåse kikærter og ved hjælp af væsken i deres opskrifter. Disse personer er for det meste ikke uddannede forskere. Video kommentarer afsnit viser, at respondenterne har kopieret opskrifter og nogle har undladt at replikere aquafaba fortalere succeser.

Alle tre tilgange (corporate, videnskabelige og open source) til udvikling af æg og mælk udskiftninger har fordel, men der mangler en vigtig dimension. Anvendes videnskabsfolk, grundlæggende forskere og personer bekendtgørelse pulse-baserede produkter har ufuldstændigt karakteriseret og standardiseret deres input materiale. Standardisering af et produkt til en specifik anvendelse er en normal industriel praksis. Kikært kultivarer er ikke blevet standardiseret for aquafaba kvalitet og industriel konservesfabrikker praksis er standardiseret til at producere konsekvent kikærter ikke aquafaba.

Baseret på undersøgelser af andre råvarer, er det forudsigeligt, at både genotype og miljø vil bidrage til pulse aquafaba kvalitet. Det er kendt, at både genotype og miljø påvirker kabuli kikært konservering egenskaber⁹. Genotypiske effekter er typisk store mellem beslægtede arter og mindre inden for medlemmer af en art. Variation i fysiske og kemiske egenskaber kan minimeres gennem identitet konservering, der tillader valg af sorter med ønskede egenskaber. Miljømæssige virkninger kan også være store og administreres af kvalitetsevaluering og blanding til standard ydelse i specifikke test¹⁰.

Der er mange genetisk forskellige sorter af kikært i kommerciel produktion. For eksempler, universitetet i Saskatchewan afgrøde Development Centre, en vigtig kilde til kommercielle kikært kimplasma, har udgivet 23 kikært kultivarer siden 1980, hvoraf 6 er i øjeblikket anbefales til dyrkning i Canada. Mens videnskabelige manuskripter beskriver ofte kultivar anvendes i en undersøgelse, angav patenter og internet-sider, der var adspurgte ikke kultivar anvendes eller oprindelsen af kikærterne. Standardisering af kultivarer og håndtering kan hjælpe brugerne med at øge deres succes med at bruge kikært, men disse oplysninger er ikke tilgængelige på dåse kikært produkter.

Formålet med denne forskning er at bestemme de aquafaba komponenter, som bidrager skummende egenskaber. Her, de rheologiske egenskaber af aquafaba fra kommercielle kikært mærker blev sammenlignet og de kemiske egenskaber blev studeret ved NMR, elektroforese og peptid masse fingeraftryk. Til vores viden er dette den første forskning, som beskriver den kemiske sammensætning og de funktionelle egenskaber af aquafaba viscosifier komponenter.

Protocol

Adskillelsen af Aquafaba fra kikærter Få dåser af kikærter fra lokale købmænd og åbne med en manuel dåseåbner. Label dåser fra A-J. Separat kikærter fra aquafaba ved hjælp af en rustfri stål fintmaskede køkken si og vejer adskilt kikærter og aquafaba. Få en repræsentant stikprøve af kikærter og Aquafaba for kemisk analyse. Tilfældigt vælge 10 kikærter efter dræning aquafaba Bestem vandindhold. Placer de va…

Representative Results

Hver dåse kikærter er mærket for at angive ingredienserne tilsættes under konservering. Ingredienser indgår vand, kikærter, salt og dinatrium ethylendiamin tetraacetic syre (EDTA). Derudover var to dåser mærket som “kan indeholde calciumchlorid”. Tre særskilte foring farver blev observeret; hvid, klare gule og metalliske (tabel 1). Mærke kode <t…

Discussion

I denne forskning, har vi fundet at kikært aquafaba fra forskellige kommercielle kilder producerer skum, der varierer i både egenskaber (volumen og stabilitet af skum) og kemiske sammensætning. Der var en positiv korrelation mellem aquafaba viskositet og vandindhold. Skum mængden stigning (V_f100) var ikke relateret til disse parametre. Tilsætningsstoffer såsom salt og dinatrium EDTA kan undertrykke viskositet og skum stabilitet som aquafaba fra kikært dåse med disse tilsætningsstoffer havde lavere vis…

Materials

Freeze Dryer
Stoppering Tray Dryer	Labconco Inc.	7948040
Mixer
Stainless steel hand mixer	Loblaws	PC2200MR
Viscosity Measurement
Shell cup No. 2	Norcross Corp.
Color Measurement
Colorflex HunterLab spectrophotometer	Hunter Associates Laboratory Inc.
Protein and Carbon Contents
Elemental analyzer	LECO Corp.	CN628
NMR Spectrometry
Spectrafuge 24D	Labnet International Inc.
Syringe filters	VWR International	CA28145-497	25 mm, with 0.45 µm PTFE membrane
Deuterium oxide	Cambridge Isotope Laboratories Inc.	7789-20-0
3-(trimethylsilyl)propionic-2,2,3,3-d4 acid sodium salt	Sigma-Aldrich	169913-1G
Bruker Avance 500 MHz NMR spectrometer	Bruker BioSpin
TopSpin 3.2 software	Bruker BioSpin GmbH
Electrophoresis
Regenerated cellulose membrane	Millipore Corp.		3, 10, 50 kDa (MWCO)
Centrifugal filter unit	Millipore Corp.
Benchtop centrifuge	Allegra X-22R, Beckman Coulter Canada Inc.
Mixer Mill MM 300  bead mill	F. Kurt Retsch GmbH & Co. KG
Eppendorf centrifuge 5417C	Eppendorf
Phosphate buffered saline, pH 7.4	Sigma-Aldrich	P3813-10PAK
Tris-HCl buffer pH 7.4	Sigma-Aldrich	T6789-10PAK
PageRuler Prestained Protein Ladder	Fisher Scientific
Mini-Protein Tetra Cell system	BioRad
Peptide Mass Fingerprinting
Thermo-Savant SpeedVac	BioSurplus		Centrifugal vacuum evaporator
Trypsin buffer			20 µL trypsin in 1 mM hydrochloric acid and 200 mM NH4HCO3
Iodoacetamide	Sigma-Aldrich	I1149-5 g
Trifluoroacetic acid	Fluka	BB360P050
Acetonitrile	Fisher Scientific	L14734
Formic acid	Sigma-Aldrich	33015-500mL
Mass spectrometry vial	Agilent Technologies Canada Ltd.
Agilent 6550 iFunnel quadrupole time-of-flight mass spectrometer	Agilent Technologies Canada Ltd.		Agilent 1260 series LC instrument and Agilent Chip Cube LC-MS interface
HPLC-Chip II: G4240-62030 Polaris-HR-Chip_3C18			360 nL enrichment column and 75 µm × 150 mm analytical column, both packed with Polaris C18-A, 180Å, 3 µm stationary phase.
Agilent MassHunter Qualitative Analysis Software	Agilent Technologies Canada Ltd.
SpectrumMill data extractors	Agilent Technologies Canada Ltd.