Состав и свойства Aquafaba: вода оправился от коммерчески консервированные нута
Summary
Aquafaba является вязкой сок из консервов нута, когда энергично перемешивают, производит относительно стабильной белой пены или пены. Первичные исследования цель состоит в выявлении компонентов aquafaba, которые способствуют загущающие/утолщение свойств с помощью ядерного магнитного резонанса (ЯМР), ультрафильтрация, электрофорез и пептида массовая дактилоскопия.
Abstract
Нута и другие бобовые культуры обычно продаются как консервированные продукты, Упакованные в густой раствор или рассола. Это решение недавно было показано производить стабильные пены и эмульсии, а может выступать в качестве загустителя. Недавно была повышена заинтересованность в этот продукт через Интернет, где предлагается, что это решение, теперь называется aquafaba растущее сообщество, могут быть использованы замена для яиц и молока белок. Как aquafaba как новый и разрабатывается сообществом Интернет мало известно из его состава или свойств. Aquafaba было извлечено из 10 продуктов коммерческих консервы нута и корреляции между aquafaba состав, плотность, вязкость и вспенивания свойства были расследованы. Протон ЯМР был использован для характеризуют состав aquafaba до и после ультрафильтрации через мембраны с разной молекулярной массы cut офф (MWCOs 3, 10 или 50 kDa). Протокол для электрофореза и пептида также представлена массовой дактилоскопии. Эти методы предоставила ценную информацию относительно компоненты, ответственные за aquafaba функциональных свойств. Эта информация позволит развития практики для производства стандартных коммерческих aquafaba продукции и может помочь потребителям выбрать продукцию высшего или последовательного утилиты.
Introduction
Все чаще разрабатываются вегетарианские продукты которые имитируют свойства мяса, молока и яиц. Функциональные свойства импульсы имеют важное значение в их текущего использования в приложениях, продуктов питания и их свойства в настоящее время изучаются в развитии замены для белков животного происхождения. Например продажи молочных альтернативы были 8,80 млрд долларов США в 2015 году, и этот рынок растет быстрыми темпами. Этот рынок прогнозируется расти 35.06 млрд долларов к 2024. Кроме того тенденция к увеличению спроса на заменители молока на основе растений, частично, является результатом здоровья опасения потребителей в отношении холестерина, антибиотики и гормоны роста, часто используется в производстве молока1. Аналогичным образом растительного белка и гидроколлоид яйцо заменитель рынки быстро расширяется и совокупные ежегодные темпы роста 5,8% ожидается эти материалы в течение следующих 8 лет с продаж 1,5 миллиарда долларов в 20262ожидается. Все большее число потребителей предпочитают источники белка вегетарианец, аллерген сокращение диеты и снижение углеродного следа для пищевых продуктов. Спрос на продукцию на основе импульса, особенно из чечевицы и нута Фаба бин неуклонно растет благодаря высоким содержанием белка, клетчатки и низким насыщенных жиров содержание импульсы3. Импульсов также содержат фитохимические с потенциально полезной биологической активности4.
Коммерческие организации, ученых и частных лиц приняли различные подходы к общаться, что качество свойства нута основе яйца и молоко замены. Gugger и др. 5 производства молока как продукт с высокой крахмальных зерен бобов адзуки и нута. В описанных методов их сторонники пытались показать, что их продукт является уникальным и отличается от «aquafaba»6. В другой коммерческий подход, выяснены, Tetrick и др. замену яйцо 7 основанной на заводе была разработана. Патентная заявка описывает методы объединения пульс муки с известными загустители, имитирующих функции яичного белка в запеченная материалов. Типичные формул включают 80-90% импульсов муки и 10-20% утолщение добавок.
Рецензируемых литературе также указывает функциональность, возможно с нута и продемонстрировала, что альбумина белковых фракций, полученных из муки нута Кабули и Дези имеют хорошее эмульгирование свойства. Они также нашли значительный эффект нута источника на альбумин урожайности и производительности8.
После первоначального доклада Интернет, описывая «aquafaba», французский шеф-повар Жоэль Roessel открытым исходным кодом движения показывает утилита aquafaba как замена яичный белок и молочного белка во многих приложениях пищи. Есть много весьма просмотренных веб-страниц и YouTube видео показаны включение aquafaba в пищевых продуктах, которые эмулируют качеств льда крем, сыр, майонез, безе, яичницу и взбитыми сливками. Большинство пионеров, обеспечивая aquafaba приложений с открытым кодом (рецепты) получить их материал, напрягая Нут консервированный и использование жидкости в их рецептах. Эти люди в основном не подготовленных ученых. Видео Комментарии разделов указывают, что респонденты скопировали рецепты и некоторые не смогли повторить успехи сторонников aquafaba.
Все три подхода (корпоративных, научных и открытым исходным кодом) для разработки яйца и молоко замены имеют заслуги, но не хватает важного аспекта. Прикладной ученых, основные ученых и лиц, промульгации продуктов на основе импульса неполно характеризуется и стандартизировать их входного материала. Это нормальная практика промышленных является стандартизация продукта для конкретного использования. Нут сорта не были стандартизированы для качества aquafaba и промышленного консервирования практики являются стандартизированными производить последовательное нут не aquafaba.
Основываясь на исследованиях других сырьевых товаров, она предсказуема, что генотипа и среды будет способствовать пульс aquafaba качества. Известно, что генотипа и среды влияют на Кабули нута консервной свойства9. Как правило генотипической эффекты большие между родственных видов и меньше в рамках членов видов. Различия в физических и химических свойств можно минимизировать путем сохранения самобытности, которая позволяет выбор сортов с желаемыми свойствами. Экологические последствия также могут быть большими и управляются оценки качества и смешивания типоисполнение в конкретных тестов10.
Есть много генетически различные сорта нута в коммерческом производстве. Для примеров, центр развития культур Университет Саскачевана, основным источником коммерческих нута зародышевой плазмы, выпустила 23 сорта нута с 1980 года, из которых 6 являются в настоящее время рекомендуется для выращивания в Канаде. В то время как научных рукописей часто описывают сорт, используемые в исследовании, патентов и Интернет-страниц, которые были опрошены не указывается сорт используется или происхождение нут. Стандартизация сортов и обработки может помочь пользователям увеличить их успех в использовании нута, но эта информация не доступна на консервы нута продукции.
Цель этого исследования необходимо определить компоненты aquafaba, которые способствуют вспенивания свойства. Здесь, реологические свойства aquafaba из нута коммерческих брендов были сопоставлены и химические свойства были изучены, ЯМР, электрофорез и пептида массовая дактилоскопия. Насколько нам известно это первое исследование, которое описывает химический состав и функциональные свойства компонентов viscosifier aquafaba.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании мы нашли что нута aquafaba из различных коммерческих источников производит пены, которые изменяются свойства (объем и устойчивость пены) и химического состава. Существует позитивная корреляция между aquafaba вязкости и содержание влаги. Увеличение объема пены (Vf100) не…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано фонда спасения ученого Института международного образования (IIE-ОСР).
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
- Janssen, M., Busch, C., Rödiger, M., Hamm, U. Motives of consumers following a vegan diet and their attitudes towards animal agriculture. Appetite. 105, 643-651 (2016).
- . Egg Replacement Ingredient Market: Global Industry Analysis and Opportunity Assessment, 2016-2026 Available from: https://www.prnewswire.com/news-releases/egg-replacement-ingredient-market-global-industry-analysis-and-opportunity-assessment-2016-2026-300370861.html (2016)
- Joshi, P. K., Parthasarathy Rao, P. Global and regional pulse economies current trends and outlook. IFPRI Discussion Paper 01544. , 149 (2016).
- Oomah, B. D., Patras, A., Rawson, A., Singh, N., Compos-Vega, R., Tiwari, B. K., Gowen, A., Mckenna, B. Chemistry of pulses. Pulse Foods. , 9-55 (2011).
- Gugger, E. T., Galuska, P., Tremaine, A. Legume-based dairy substitute and consumable food products incorporating same. United States Patent Application. , (2016).
- Tetrick, J., et al. Plant-based egg substitute and method of manufacture. World Patent. , (2013).
- Singh, G. D., Wani, A. A., Kaur, D., Sogi, D. S. Characterisation and functional properties of proteins of some Indian chickpea (Cicer arietinum) cultivars. J. Sci. Food Agric. 88 (5), 778-786 (2008).
- Nleya, T. M., Arganosa, G. C., Vandenberg, A., Tyler, R. T. Genotype and environment effect on canning quality of kabuli chickpea. Can. J. Plant Sci. 82 (2), 267-272 (2002).
- Vaz Patto, M. C., et al. Achievements and Challenges in Improving the Nutritional Quality of Food Legumes. Crit. Rev. Plant Sci. 34, 105-143 (2015).
- Ratanapariyanuch, K., Clancy, J., Emami, S., Cutler, J., Reaney, M. J. T. Physical, chemical, and lubricant properties of Brassicaceae oil. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 115, 1005-1012 (2013).
- Hunter, R. S. Photoelectric color-difference meter. J. Opt. Soc. Am. 48, 985-995 (1958).
- Sweeney, R. A., Rexroad, P. R. Comparison of LECO FP-228 ‘N Determinator’ with AOAC copper catalyst Kjeldahl method for crude protein. JAOAC. 70, 1028-1032 (1987).
- Boye, J. I., et al. Comparison of the functional properties of pea, chickpea and lentil protein concentrates processed using ultrafiltration and isoelectric precipitation techniques. Food Res Int. 43, 537-546 (2010).
- Ratanapariyanuch, K., Shim, Y. Y., Emami, S., Reaney, M. J. T. Protein concentrate production from thin stillage. J. Agric. Food Chem. 64, 9488-9496 (2016).
- Ratanapariyanuch, K., et al. Rapid NMR method for the quantification of organic compounds in thin stillage. J. Agric. Food Chem. 59, 10454-10460 (2011).
- Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72, 248-254 (1976).
- Burnett, P. G. G., Olivia, C. M., Okinyo-Owiti, D. P., Reaney, M. J. T. Orbitide composition of the flax core collection (FCC). J. Agric. Food Chem. 64, 5197-5206 (2016).
- Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227, 680-685 (1970).
- Ratanapariyanuch, K., Tyler, R. T., Shim, Y. Y., Reaney, M. J. T. Biorefinery process for protein extraction from oriental mustard (Brassica juncea L., Czern.) meal using ethanol stillage. AMB Express. 2, 1-9 (2012).
- Lv, Q., Yang, Y., Zhao, Y., Gu, D. Comparative study on separation and purification of isoflavones from the seeds and sprouts of chickpea by HSCCC. J. Liq Chromatogr Relat. Technol. 32, 2879-2892 (2009).
- Behera, M. R., Varade, S. R., Ghosh, P., Paul, P., Negi, A. S. Foaming in micellar solutions: effects of surfactant, salt, and oil concentrations. Ind. Eng. Chem. Res. 53, 18497-18507 (2014).
- Tan, S. H., Mailer, R. J., Blanchard, C. L., Agboola, S. O. Canola proteins for human consumption: Extraction, profile, and functional properties. J. Food Sci. 76, R16-R28 (2011).
- Thiede, B., et al. Peptide mass fingerprinting. Methods. 35, 237-247 (2005).
- Hwang, H. S. Application of NMR spectroscopy for foods and lipids. Advances in NMR spectroscopy for lipid oxidation assessment. , 11-13 (2017).
