MODIFICHE INDOTTE DA TRATTAMENTI CON OZONO SULLE CARATTERISTICHE CHIMICO- FISICHE E SULLE PROPRIETÁ FUNZIONALI DELLE PROTEINE DEL SIERO DI LATTE

Transcript

1 MODIFICHE INDOTTE DA TRATTAMENTI CON OZONO SULLE CARATTERISTICHE CHIMICO- FISICHE E SULLE PROPRIETÁ FUNZIONALI DELLE PROTEINE DEL SIERO DI LATTE Nadia Innocente, Federica Buchini, Annalisa Segat Dipartimento di Scienze degli Alimenti

2 PROPRIETÁ FUNZIONALI DELLE PROTEINE DEL SIERO VISCOSITÁ PROPRIETA GELIFICANTI PROPRIETÁ SCHIUMOGENE CAPACITÁ DI LEGARE L ACQUA PROPRIETÁ EMULSIONANTI SOLUBILITÁ PROTEINE DEL SIERO RITENZIONE DI AROMI

3 Solubilità Viscosità Proprietà emulsionanti Proprietà schiumogene Capacità di legare l acqua Proprietà gelificanti Proprietà schiumogene Proprietà nutrizionali Zuppe istantanee e salse Succhi e bibite Salse, gelati, prodotti a ridotto contenuto di grassi Dessert, prodotti di pasticceria, creme budini, prodotti carnei ed ittici Formulati per l infanzia Integratori proteici Capacità ritenzione aromi Prodotti da forno Prodotti carnei

4 Siero di Latte Osmosi inversa Nanofiltrazione Microfiltrazione Elettrodialisi ed Elettrodeionizzazione Microfiltrazione Cromatografia a scambio ionico Polveri di siero WPC WPI

5 FATTORI INFLUENTI sulle PROPRIETA FUNZIONALI Fattori intrinseci legati alle caratteristiche chimico fisiche delle proteine composizione, sequenza amminoacidica, dimensione, forma, carica netta, struttura secondaria terziaria e quaternaria Fattori estrinseci legati all ambiente e ad eventuali altri componenti del prodotto ph, forza ionica, potere ossido riduttivo, tipo e concentrazione di altri componenti eventualmente presenti, tipo e sequenza di trattamenti applicati durante il processo di trasformazione Pretrattamenti applicati al siero al fine di ottenere la separazione e la concentrazione delle proteine demineralizzazione, delattosazione, diafiltrazione ultrafiltrazione

6 TRATTAMENTI CHE POSSONO MODIFICARE LE PROPRIETÁ FUNZIONALI DELLE PROTEINE DEL SIERO Trattamenti termici Microparticolazione Trattamento termico + Trattamenti meccanici intensi Tecnologie non termiche Omogenizzazione ad alta pressione Campi elettrici pulsati Trattamenti UV Trattamenti con luce pulsata Ultrasuoni

7 SCOPO DEL LAVORO Valutazione dell effetto dell ozono sulle caratteristiche chimico-fisiche e di struttura e sulle proprietà funzionali di WPI Utilizzo dell ozono per modificare in modo mirato gli ingredienti che rientrano nella formulazione di un alimento

8 PERCHE L OZONO???

9 APPLICAZIONE dell OZONO nell INDUSTRIA ALIMENTARE Trattamento acque di lavaggio frutta e verdura Disinfezione ambienti Trattamento acque di raffreddamento carni Lavaggio impianti Antimicrobico ad ampio spettro d azione Trattamento delle acque potabili e delle acque minerali Trattamento ingredienti Stoccaggio alimenti

10 EFFETTO DELL OZONO SULLE MACROMOLECOLE ALCANI E ALCHENI AMMINE E COMPOSTI SOLFORATI AMMINOACIDI E PROTEINE AZIONE DELL OZONO LIPIDI INSATURI COMPOSTI AROMATICI INSATURI E ALIFATICI POLISACCARIDI

11 CARATTERISTICHE DEI CAMPIONI DI WPI Chemical composition of WPI Dry matter (g/100 g) Total protein (g/100g) Ash (g/100g) Fat (g/100g) ± ± ± 0.08 traces α-lattoalbumina 23% β-lattoglobulina 75% BSA 2% HPLC profile of WPI sample

12 TRATTAMENTO dei WPI con OZONO GASSOSO Trattamenti a concentrazione costante ( ppm) Tempi crescenti di trattamento 30, 60, 120, 240, 360, 480 minuti

13 STUDIO DELLE MODIFICHE STRUTTURALI INDOTTE DALL OZONO Analisi FT-IR

14

15 29.54 a ± a ± c ± a ± a ± a ± ca ± a ± a ± a ± cb ± ba ± a ± a ± ca ± ba ± a ± a ± ca ± ba ± a ± a ± a ± b ± a ± a ± ab ± ba ± 1.67 Means with the same letter in the column are not significantly different (p > 0.05)

16 Superficie idrofobica MODIFICHE CHIMICO-FISICHE INDOTTE DAI TRATTAMENTI CON OZONO Tempo di trattamento (min) Indice di superficie idrofobica in funzione del tempo di trattamento con ozono gassoso alla concentrazione costante di ppm

17 Gruppi -SH liberi (µm /g) Gruppi SH- liberi in funzione del tempo di trattamento con ozono gassoso alla concentrazione costante di ppm Tempo di trattamento (min)

18 PATTERN ELETTROFORETICI DEI CAMPIONI DI WPI TRATTATI CON OZONO GASSOSO ALLA CONCENTRAZIONE COSTANTE DI ppm SDS - PAGE CTR Ctrl 30min 1h 60 2h 120 4h 6h 240 8h CTR SENZA β-mercaptoetanolo CON β-mercaptoetanolo

19 Indice di solubilità % PROPRIETÁ FUNZIONALI Tempo di trattamento (min) Indice di solubilità dei WPI in funzione del tempo di trattamento con ozono gassoso alla concentrazione di ppm

20 Capacità schiumogena % Stabilità della schiuma % Proprietà schiumogene dei campioni di WPI in funzione del tempo di trattamento con ozono gassoso alla concentrazione di ppm Tempo di trattamento (min) Tempo di trattamento (min) CAPACITÁ SCHIUMOGENA STABILITÁ DELLA SCHIUMA

21 CONCLUSIONI

22 CONCLUSIONI MODIFICA DELLA STRUTTURA SECONDARIA Dispiegamento della molecola proteica Diminuzione della struttura ad α-elica ed aumento della struttura β-turn MODIFICA DELLE CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE Aumento della superficie idrofobica Diminuzione dei gruppi SH liberi EFFETTO SULLE PROPRIETÁ FUNZIONALI RIDUZIONE DELLA SOLUBILITÁ AUMENTO DELLA CAPACITÁ DI FORMARE SCHIUMA E DELLA STABILITÁ DELLE SCHIUME

23 GRAZIE PER L ATTENZIONE