Influence of pH on the stability and structure of single casein microparticles

Schulte, Jann; Stöckermann, Manuel; Gebhardt, Ronald

doi:10.1016/j.foodhyd.2020.105741

Cited by 32 publications

(52 citation statements)

References 28 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…We have recently observed a similar swelling and solubility behavior for casein microparticles [27]. In contrast to the fiber, however, we could not detect aggregates in the μm range after the microparticles had dissolved.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 54%

A regenerated fiber from rennet-treated casein micelles

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Casein as the major protein of milk is a promising protein source for biopolymer fibers. Current casein-based fibers are fabricated by dissolving caseins in alkaline media and wet spinning in a coagulation bath containing harsh chemicals. In milk, casein is present in so-called casein micelles (CMs). Based on the rennet-induced aggregation, we developed a process that can be applied for the spinning of micellar casein fibers in a sustainable way without the use of harsh chemicals. Fabricated fibers show a surface with a characteristic microstructure, which can also be detected embedded in a network structure inside the fiber. The fibers are stable under acidic and neutral conditions and decompose in alkaline media down to aggregates with sizes comparable to the characteristic microstructure. The so far reached tensile properties of the micellar fiber are between low and mid double-digit percentage range compared to casein azlons.

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 54%

A regenerated fiber from rennet-treated casein micelles

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…While swelling is completely inhibited in the acidic and neutral pH range, strong water absorption occurs in the basic pH range. At pH 8, the particles swell and disintegrate only after hours, while this happens within minutes at pH 11 and within seconds at pH 14 [ 22 ]. However, the swelling process can also be suppressed at pH 11 if calcium ion concentrations > 10 mM are present [ 21 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of TGase post-treatment on the swelling behavior of CMPs with the purpose of preventing decomposition. For a detailed investigation of the swelling mechanism, we performed the experiments at pH 11 and pH 14 because under these conditions they ran at experimentally feasible times and the results could be extrapolated to physiologically relevant pH values [ 22 ]. The influence of the TGase treatment time and the pH value of the swelling medium on the swelling kinetics was analyzed by means of a dynamic model.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Effect of Transglutaminase Post-Treatment on the Stability and Swelling Behavior of Casein Micro-Particles

Gebhardt

Khanna

Schulte

et al. 2022

IJMS

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Casein microparticles are produced by flocculation of casein micelles due to volume exclusion of pectin and subsequent stabilization by film drying. Transglutaminase post-treatment alters their stability, swelling behavior, and internal structure. Untreated particles sediment due to their size and disintegrate completely after the addition of sodium dodecyl sulfate. The fact that transglutaminase-treated microparticles only sediment at comparable rates under these conditions shows that their structural integrity is not lost due to the detergent. Transglutaminase-treated particles reach an equilibrium final size after swelling instead of decomposing completely. By choosing long treatment times, swelling can also be completely suppressed as experiments at pH 11 show. In addition, deswelling effects also occur within the swelling curves, which enhance with increasing transglutaminase treatment time and are ascribed to the elastic network of cross-linked caseins. We propose a structural model for transglutaminase-treated microparticles consisting of a core of uncross-linked and a shell of cross-linked caseins. A dynamic model describes all swelling curves by considering both casein fractions in parallel. The characteristic correlation length of the internal structure of swollen casein microparticles is pH-independent and decreases with increasing transglutaminase treatment time, as observed also for the equilibrium swelling value of uncross-linked caseins.

show abstract

“…The blocks are stretched in the first phase of the swell process. This leads to the assumption that at base pH values, the microstructure swells in the first stage, and then in the second stage, the swollen microparticle disintegrates due to the weakening of stabilizing contacts between the blocks [13]. A casein protein solution is only stable in a certain pH region.…”

Section: Discussion Of Results Of Studying the Properties Of The Developed Adhesive Compositionmentioning

confidence: 99%

“…A promising direction of modern polymer science is to study the structure and stability of the casein microparticles [12,13], to create and study the nanocomplexes of the casein protein, the solubility of the casein protein and the whey protein [14,15].…”

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Development and research of a label caseine adhesive for packaging the industrial and household products

Cherkashina

Rassokha

Ryshchenko

et al. 2020

EEJET

View full text Add to dashboard Cite

Розроблено та досліджено новий склад екологічно безпеч ного казеїнового клею на водній основі з підвищеною адгезією до субстрату (скло, поліетилентерефталат та ін.) i водо стійкість. Клей легко змивається при етикетуванні про дукції, яка фасується до тари багаторазового використан ня, але при цьому має високу адгезію до різних поверхонь. Визначено оптимальний склад розробленої клейової компози ції за допомогою досліджених властивостей. Вивчено вплив кількості модифікуючої добавки на динамічну в'язкість на різних швидкостях деформації, липкість клейової композиції, показник водневих іонів (pН). Досліджено технологічні властивості клейової компо зиції: в'язкість -170 Па•с; рН -7,21; масова частка сухого залишку -38,2 %; липкість -58,17 ум. од.; робоча темпера тура -+20...+25 °С. Підібрано оптимальні технологічні параметри для вико ристання клею: оптимальна в'язкість від 120 Па с до 170 Па⋅с, температура 25 °C і 35 °C відповідно. Адгезійна міцність папе рової етикетки до скла -4 бали, до поліетілентерефта лату -3 бали. Експлуатаційні властивості оцінювали по стійкості клейової композиції до зміни температури і умов навколишнього середовища, вологи і механічного впливу. Сформовано вимоги до клею, які необхідно враховувати при його експлуатації: а -стійкість до конденсованої воді, а саме: 5-15 °С; б -стійкість до крижаної води при тем пературі 3-5 °С; видалення етикетки в миючої машині при температурі 70-80 °С з додаванням NaOH або поверхнево актив них речовин. Проведено дослідження клейової композиції методом SAB Miller для оцінки якості при проведенні тесту на стійкість до крижаної води. Для оцінки якості наклейки етикетки був використаний метод з застосуванням копіювального паперу. Сформовано вимоги до клею, які повинні враховуватися при його експлуатації (стійкість до конденсованої і крижаної води і видалення етикетки в миючій машині при температурі 70-80 °С з додаванням NaOH або поверхневоактивних речовин) Ключові слова: клейова композиція, казеїн, модифікуюча добавка, липкість, адгезійна міцність, водостійкість, тех нологічні властивості, експлуатаційні властивості, етике тування, тара

show abstract

Influence of pH on the stability and structure of single casein microparticles

Cited by 32 publications

References 28 publications

A regenerated fiber from rennet-treated casein micelles

A regenerated fiber from rennet-treated casein micelles

Effect of Transglutaminase Post-Treatment on the Stability and Swelling Behavior of Casein Micro-Particles

Development and research of a label caseine adhesive for packaging the industrial and household products

Contact Info

Product

Resources

About