Aquafaba の組成と性質: 市販缶詰のヒヨコ豆から水が回復しました。
Summary
Aquafaba は缶詰のひよこ豆から粘性のジュース、精力的にかくはん、比較的安定した白い泡または泡を生成します。主な研究目標は核磁気共鳴 (NMR)、限外濾過法、電気泳動、ペプチドを使用して viscosifying/増粘特性を貢献する aquafaba のコンポーネントの識別、ペプチドマスフィンガープリンティング。
Abstract
ひよこ豆と他のパルス一般的厚いソリューションまたは塩水詰め缶詰として販売されています。このソリューションは、最近安定した泡と、エマルジョンを生成する示されている、増粘剤として使用できます。最近この製品への関心は今成長のコミュニティによって aquafaba と呼ばれる、このソリューションをすることができます提案インターネットを通じて強化されています卵と牛乳のタンパク質の交換を使用します。Aquafaba は新しいの両方とその組成またはプロパティの知られている少しインターネットによって基づくコミュニティによって開発されています。10 商業缶詰のひよこ豆製品から回収された Aquafaba と aquafaba 組成、密度、粘度、発泡特性間の相関関係を調べた。プロトン NMR aquafaba 組成に分子量の異なるカット膜限外濾過を特徴付けるために使用されたトレードオフ (3、10、または 50 kDa の MWCOs)。プロトコルの電気泳動およびペプチドの質量指紋もされます。これらのメソッドは機能性 aquafaba 担当コンポーネントに関する貴重な情報を提供しました。この情報は、標準的な商業 aquafaba の製品を生産するためのプラクティスを開発することが、優れた一貫性のあるユーティリティの製品を選択する消費者に役立つことがあります。
Introduction
ますます肉、ミルクおよび卵の特性を模倣する菜食主義プロダクトを開発されています。パルスの機能特性は食品用途での現在の使用に重要であり、その特性は、動物性タンパク質の代替の開発で探求されています。たとえば、乳製品の代替 88 億ドル、2015 年とこの市場は急速に成長しています。2024 $ 350 億 6000 万に成長するこの市場が予想されます。また、植物ベースのミルク代用品の需要の増加傾向は、一部、牛乳生産1で使用される多くの場合成長ホルモン、抗生物質、コレステロールに関する消費者の健康懸念の結果。同様に、植物性タンパク質や寒天卵代用市場は急速に拡大し、5.8% の複合年間成長率が期待されるこれらの材料販売 15 億ドルの 2026年2で期待される次の 8 年間で。ベジタリアンのたんぱく源を好む消費者が増えて、アレルゲンのダイエット、食品用の二酸化炭素排出量を削減します。特にから、レンズ豆、ひよこ豆、ソラマメ、パルス ベースの製品の需要は、高たんぱく、食物繊維、低飽和脂肪含有量がパルス3のため着実に成長しています。パルスには、潜在的に有益な生物活動4フィトケミカルも含まれています。
営利団体、科学者および個人は、卵と牛乳の代替品ベースのひよこ豆の品質特性を通信するための異なるアプローチを撮影しています。Guggerら。5は、小豆やひよこ豆など高いデンプンからミルクのような製品を生産しました。彼らの方法で支持者は、彼らの製品はユニークで”aquafaba”6とは異なることを示すしようと。Tetrickらが明らかにした別の商業的なアプローチで7植物ベースの代用卵が開発されました。自分の特許出願では、卵焼きの材料に白の機能をエミュレートする知られている増粘剤とパルス小麦粉を組み合わせる方法について説明します。典型的な公式は、80-90% パルス小麦粉と 10-20% 濃縮添加剤に含まれます。
査読文学もひよこ豆で可能な機能を示し、kabuli とヒヨコ豆の粉から得られたアルブミン蛋白延展性に優れたプロパティがあることを示しています。彼らはまたアルブミン収量およびパフォーマンス8ひよこ豆のソースの重要な効果を発見しました。
後でフランス人シェフ ジョエル Roessel”aquafaba”を説明する最初のインターネット報告、オープン ソース運動は多くの食品用途で卵白および酪農場蛋白質の代替として aquafaba の有用性を示しています。多くの高度表示した web ページがあると氷の特性をエミュレートする食品 aquafaba 定款を示す YouTube のビデオ、メレンゲ、チーズ、マヨネーズ、スクランブルエッグ、クリームしホイップ クリーム。缶詰のヒヨコ豆のいきみが彼らの材料を取得 aquafaba のオープン ソース アプリケーション (レシピ) を提供するほとんどの開拓者および調理法で液体を使用します。これらの個人は、ほとんど訓練をしない科学者です。動画のコメント セクションでは、回答者がレシピをコピーして、aquafaba の支持者の成功を複製に失敗したいくつかを示します。
すべての 3 つのアプローチ (企業、科学およびオープン ソース) 卵と牛乳の代替品を開発するメリットがあるが、重要な要素が欠けています。応用科学者、基本的な科学とパルス ベースの製品を広めるための個人が不完全な特徴、自分の入力素材を標準化します。特定の使用のための製品の標準化は、通常の産業練習です。Aquafaba 品質の標準化されていないひよこ豆品種と缶詰の産業のあり方は一貫したヒヨコ豆ない aquafaba を生成する標準化されました。
他の商品の研究に基づいて、それは予測遺伝子型と環境の両方がパルス aquafaba 質に貢献します。それは遺伝子と環境の両方が影響 kabuli ひよこ豆缶詰プロパティ9知られています。通常、遺伝的影響、近縁種の間大きいと種のメンバー内で小さい。物理・化学的性質の変化は、所望の性質を持つ品種の選択を可能にする id を保持を最小化できます。環境への影響も大きくなることが、品質評価によって管理され、10をテスト特定の標準的なパフォーマンスをブレンドします。
商業生産でひよこ豆の遺伝的に異なる多くの品種があります。例については、サスカチュワン大学作物開発センター商業ヒヨコマメ遺伝資源の主要なソース 6、カナダで栽培の推奨は現在 1980 年以来 23 ひよこ豆の品種をリリースしました。科学的な写本はしばしば研究で使用される品種を描写する、特許および調査されたインターネット ページは使用品種やヒヨコ豆の産地示しませんでした。品種や処理の標準化は、ひよこ豆を使用して彼らの成功を高めるユーザーを助けることができるが、この情報は缶詰のひよこ豆製品を利用できません。
本研究の目的は、起泡性を貢献する aquafaba のコンポーネントを決定することです。ここでは、商業のひよこ豆のブランドから aquafaba のレオロジー特性を比較した、NMR、電気泳動およびペプチドによる化学的性質を調べたペプチドマスフィンガープリンティング。私たちの知る限り、これは化学組成と aquafaba viscosifier コンポーネントの機能特性を記述する最初の研究です。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究で我々 はプロパティ (ボリュームと泡の安定性) と化学組成が異なる生成フォーム異なる商業ソースからそのひよこ豆 aquafaba を発見しました。Aquafaba 粘度および水分含量には正の相関があった。泡のボリュームの増加 (Vf100) これらのパラメーターに関連していなかった.添加物塩とナトリウム EDTA が粘度を抑制し、泡沫安定性と缶詰のひよこ豆から aquafaba、これらの添加剤低粘?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
本研究は、国際教育研究所の学者救済基金 (IIE SRF) によって支えられました。
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).
