Composizione e proprietà dei Aquafaba: acqua recuperata da ceci commercialmente in scatola
Summary
Aquafaba è un succo viscoso da ceci in scatola che, quando viene agitata vigorosamente, produce una spuma bianca relativamente stabile o schiuma. L’obiettivo primario della ricerca è quello di identificare i componenti del aquafaba che contribuiscono viscosifying/ispessimento proprietà mediante risonanza magnetica nucleare (NMR), ultrafiltrazione, elettroforesi e peptide mass fingerprinting.
Abstract
Ceci e altri legumi sono comunemente venduti come prodotti in scatola imballati in una soluzione di spessa o di una salamoia. Questa soluzione ha recentemente dimostrata di produrre emulsioni e schiume stabile e può agire come addensante. Recentemente l’interesse in questo prodotto sono stata migliorata attraverso internet cui si propone che questa soluzione, ora chiamata aquafaba da una comunità in crescita, può essere utilizzato un sostituto per la proteina dell’uovo e latte. Come aquafaba è sia nuovo e sviluppato da una comunità basata su internet poco è conosciuto della sua composizione o proprietà. Aquafaba è stato recuperato da 10 prodotti commerciali ceci in scatola e correlazioni tra aquafaba composizione, densità, viscosità e proprietà schiumatura sono state studiate. Proton NMR è stato usato per caratterizzare la composizione di aquafaba prima e dopo ultrafiltrazione attraverso membrane con diverso peso molecolare cut off (MWCOs 3, 10, o 50 kDa). Un protocollo per l’elettroforesi e peptide mass fingerprinting inoltre è presentata. Tali metodi ha fornito preziose informazioni per quanto riguarda i componenti responsabili della aquafaba proprietà funzionali. Queste informazioni permetteranno lo sviluppo di pratiche per la produzione di prodotti standard commerciale aquafaba e possono aiutare i consumatori a selezionare prodotti di utilità superiore o coerente.
Introduction
Sempre più si stanno sviluppando prodotti vegetariani che imitano le proprietà della carne, latte e uova. Le proprietà funzionali di impulsi sono importanti nella loro attuale impiego in applicazioni alimentari e loro proprietà stanno esplorande nello sviluppo delle sostituzioni per le proteine animali. Ad esempio, vendite di latticini alternative erano $ 8,8 miliardi USD nel 2015 e questo mercato è in rapida crescita. Questo mercato è destinato a crescere a $ 35,06 miliardi entro il 2024. Inoltre, la tendenza al rialzo della domanda di sostituti del latte vegetale è, in parte, un risultato di problemi di salute dei consumatori per quanto riguarda il colesterolo, antibiotici e ormoni della crescita spesso utilizzati nella produzione di latte1. Allo stesso modo, proteine vegetali e idrocolloide uovo replacer mercati sono in rapida espansione e un tasso di crescita annuo composto del 5,8% è previsto per questi materiali per i prossimi 8 anni con un fatturato di $ 1,5 miliardi USD previsto nel 20262. Un numero crescente di consumatori preferisca fonti proteiche vegano, allergene ridotto diete e ridotto impatto ambientale per i prodotti alimentari. Domanda per i prodotti basati su impulsi, soprattutto da Favino, ceci e lenticchie sono in costante crescita a causa l’elevato contenuto proteico, fibra dietetica e basso contenuto di grassi saturi contenuti di impulsi3. Legumi contengono anche sostanze fitochimiche con attività biologica potenzialmente benefico4.
Entità commerciali, gli scienziati e gli individui privati hanno adottato approcci diversi per comunicare che le qualità di ceci basate sostituzioni di uovo e latte. Gugger et al. 5 prodotto un prodotto del latte da granuli di amido ad alta tra cui adzuki bean e ceci. Nel loro metodi descritti i fautori tentarono di mostrare che il loro prodotto è unico e diverso da “aquafaba”6. In un altro approccio commerciale chiarito da Tetrick et al. 7 un vegetale sostituto d’uovo è stato sviluppato. La domanda di brevetto descrive metodi di combinazione di farina di impulso con addensanti noti che emulano la funzione di bianco d’uovo nei materiali al forno. Formule tipiche includono farina di impulso di 80-90% e additivi di ispessimento del 10-20%.
Peer-reviewed letteratura inoltre indica la funzionalità possibile con ceci e ha dimostrato che le frazioni di proteina albumina ottenute da farina di ceci kabuli e desi hanno emulsificazione buona proprietà. Hanno anche trovato un effetto significativo dell’origine di ceci l’albumina resa e prestazioni8.
Dopo la relazione iniziale di internet che descrive “aquafaba” dallo chef francese Joël Roessel, un movimento open source sta mostrando l’utilità di aquafaba come un sostituto del bianco d’uovo e proteina della latteria in molte applicazioni dell’alimento. Ci sono molte pagine Web altamente visitate e i video di YouTube che mostra l’incorporazione di aquafaba in alimenti che emulano le qualità di ghiaccio crema, meringa, formaggio, maionese, uova strapazzate e panna montata. Maggior parte dei pionieri fornendo applicazioni open source aquafaba (ricette) ottenere il loro materiale di sforzare i ceci in scatola e utilizzando il liquido nelle loro ricette. Questi individui sono per la maggior parte scienziati non addestrati. Sezioni di video commenti indicano che gli intervistati hanno copiato le ricette e alcuni non sono riusciti a replicare i successi dei sostenitori aquafaba.
Tutti i tre approcci (aziendale, scientifico e open source) per sviluppare sostituti dell’uovo e latte hanno merito ma mancano una dimensione importante. Applicata scienziati, scienziati di base e gli individui promulgando prodotti basati su impulsi hanno caratterizzato in modo incompleto e standardizzata loro materiale in ingresso. Standardizzazione di un prodotto per un uso specifico è una normale pratica industriale. Cultivar di ceci non sono state standardizzate per aquafaba qualità e industriale conserviere pratiche sono standardizzate per produrre coerenti ceci non aquafaba.
Basato su studi di altre materie prime, è prevedibile che sia genotipo e ambiente contribuirà alla qualità di impulso aquafaba. È noto che sia genotipo e ambiente influiscono kabuli ceci conserviera proprietà9. In genere, effetti genotipici sono grandi tra specie affini e più piccole all’interno di membri di una specie. Variazione nelle proprietà fisiche e chimiche può essere minimizzato attraverso la conservazione di identità che consente la selezione di cultivar con proprietà desiderate. Effetti ambientali possono anche essere grandi e sono gestiti dalla valutazione di qualità e fusione a prestazioni standard nello specifico test10.
Ci sono molte cultivar geneticamente distinte di cece in produzione commerciale. Per alcuni esempi, il centro di sviluppo delle colture Università di Saskatchewan, una fonte importante di germoplasma commerciale ceci, ha rilasciato 23 cultivar di ceci dal 1980 di cui 6 sono attualmente raccomandato per la coltivazione in Canada. Mentre manoscritti scientifici descrivono spesso la cultivar utilizzata in uno studio, i brevetti e le pagine internet che sono state intervistate non hanno indicato la cultivar utilizzata o la provenienza dei ceci. La standardizzazione delle cultivar e manipolazione potrebbe aiutare gli utenti a aumentare il loro successo nell’utilizzo di ceci, ma questa informazione non è disponibile sui prodotti di ceci in scatola.
L’obiettivo di questa ricerca è quello di determinare i componenti aquafaba che contribuiscono proprietà schiumogeno. Qui, sono state confrontate le proprietà reologiche del aquafaba da marchi commerciali ceci e le proprietà chimiche sono state studiate da NMR, elettroforesi e peptide mass fingerprinting. A nostra conoscenza, questo è la prima ricerca che descrive la composizione chimica e le proprietà funzionali dei componenti viscosifier aquafaba.
Protocol
Representative Results
Discussion
In questa ricerca, abbiamo trovato che aquafaba di ceci da diverse fonti commerciali produce schiume che variano in proprietà (volume e stabilità della schiuma) e la composizione chimica. C’era una correlazione positiva tra aquafaba viscosità e contenuto di umidità. Aumento di volume di schiuma (Vf100) non è stato collegato a questi parametri. Additivi come sale e disodio EDTA potrebbe sopprimere la viscosità e stabilità di schiuma come aquafaba da ceci in scatola con questi additivi hanno una viscosit?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta dal fondo di salvataggio studioso il Institute of International Education (IIE-SRF).
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. |
References
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