The effect of ultrasound treatment on the structural, physical and emulsifying properties of animal and vegetable proteins

Abstract

8The ultrasonic effect on the physicochemical and emulsifying properties of three animal proteins, 9 bovine gelatin (BG), fish gelatin (FG) and egg white protein (EWP), and three vegetable proteins, pea protein 10 isolate (PPI), soy protein isolate (SPI) and rice protein isolate (RPI), was investigated. Protein solutions (0.1 -11 10 wt. %) were sonicated at an acoustic intensity of ~34 W cm -2 for 2 minutes. The structural and physical 12 properties of the proteins were probed in terms of changes in size, hydrodynamic volume and molecular 13 structure using DLS and SLS, intrinsic viscosity and SDS-PAGE, respectively. The emulsifying performance of 14 ultrasound treated animal and vegetable proteins were compared to their untreated counterparts and Brij 97. 15Ultrasound treatment reduced the size of all proteins, with the exception of RPI, and no reduction in the 16 primary structure molecular weight profile of proteins was observed in all cases. Emulsions prepared with all 17 untreated proteins yielded submicron droplets at concentrations ≤ 1 wt. %, whilst at concentrations > 5 wt. % 18 emulsions prepared with EWP, SPI and RPI yielded micron sized droplets (> 10 μm) due to pressure 19 denaturation of protein from homogenisation. Emulsions produced with sonicated FG, SPI and RPI had the 20 similar droplet sizes as untreated proteins at the same concentrations, whilst sonicated BG, EWP and PPI 21 emulsions at concentrations ≤ 1 wt. % had a smaller droplet size compared to emulsions prepared with their 22 untreated counterparts. This effect was consistent with the observed reduction in the interfacial tension between 23 these untreated and ultrasound treated proteins.

Influence of ultrasound on duration of producing of confectionery with proteinaceous and fatty emulsions at a continuous cycle of production

“…Приготовление кондитерского теста на активированной кавитационно-магнитным способом белково-жировой эмульсии, сопровожда-ющееся гидратационной структуризацией белков, позволяет существенно увеличить удельный объем изделий, повысить их эластичность, замедлить черствение и сократить использование хлебопекарных улучшителей [11][12][13][14][15]. Под воз-действием магнитного поля и ультразвука водородные связи между молекулами воды заметно нарушаются, и образуется молекулярная вода, обладающая сильными проникающими свойствами и растворяющей способностью питательных веществ.…”

The use of ultrasound and slightly acidic electrolyzed water as alternative technologies in the meat industry

“…Low frequency and high intensity of US can react to decrease the size of particles in bovine protein extracts, fish and bovine serum albumin (Gülseren et al, 2007;Sullivan et al, 2016). Gülseren et al (2007) also reported that free thiol groups were reduced 30% after the application of ultrasound in bovine serum albumin extracts, suggesting that ROS produced by sonication can react with albumin and thereby contribute to oxidative changes demonstrated.…”

Dietary protein and fat emulsions, processed by ultrasound and pulsed magnetic field

“…На основании полученных результатов исследований ультразвуковой и магнитной восприимчивости эмульсий показана возможность управления реологическими и структурными свойствами таких систем [2, 7,8]. Практическая ценность работы состоит в том, что снятые характеристики открывают возможности для теоре-тического построения моделей комбинированных устройств.…”

“…и др.) с использованием ультразвука и синфазного магнитного поля значительно сокращает количество вводимых компонентов-эмульгаторов [7,8]. Способ харак-теризуется высокой устойчивостью эмульсии к расслоению и коалесценции за счет исключи-тельного мелкого диспергирования растительного жира в жидкой фазе, по диаметру жировых шариков, приближенных к молочным [8].…”

“…Для создания таких эмульсий содержание лецитина может быть снижено в 3-4 раза или вовсе исключено. Новые пьезоэлектрические ультразвуковые установки с неодимовыми магнитами отличаются не только малыми размерами, но и низким энерго-потреблением при высокой производительно-сти [5,7]. Они пригодны для осуществления приготовления эмульсий в условиях хлебопе-карных производств.…”