PARTIÇÃO DE PROTEÍNAS DE SORO DE LEITE EM SISTEMAS AQUOSOS BIFÁSICOS BASEADOS EM LÍQUIDOS IÔNICOS

In this work, we used an aqueous two-phase system (ATPS) consisting of the ionic liquid [C4mim][Cl] and the salt K2HPO4 to partition α-lactalbumin, β-lactoglobulin, and lactoferrin whey proteins. Extraction efficiency values above 87% indicate that the proteins primarily migrated to the ionic liquid-rich phase (top phase). Partition coefficient values ranged from 6.17 to 8.93 for a-lactalbumin, from 22.80 to 34.55 for β-lactoglobulin, and from 26.46 to 40.06 for lactoferrin. Therefore, the saline ATPS with the ionic liquid examined in this study can be considered to be a promising alternative for extracting whey proteins.

Effects of intramammary infection on whey proteinograms of sheep during lactation

The study aimed to identify potential biomarkers of mammary gland infection in Santa Inês sheep. Commercial flocks of sheep provided the same hygiene, sanitary, and nutritional management under semi-intensive production systems were monitored during the lactation stage-and assessed 15, 30, 60, and 90 days after delivery (through the end of lactation and weaning). The California Mastitis Test (CMT) was performed on the mammary glands. Milk was collected for bacterial examination and protein analysis. Bacterial culture and biochemical characterization of the samples were performed. Forty-two milk samples from healthy glands (negative CMT and bacterial testing) and 43 milk samples from infected glands (positive CMT and bacterial testing) taken at the predefined time points were assessed. A rennin solution was used to obtain the whey. The proteins analysis was performed using sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), which allowed for the quantification of nine whey proteins produced in healthy glands: serum albumin, lactoferrin, IgA, IgG heavy-chain (IgG HC), IgG light-chain (IgG LC), total IgG (IgG HC + IgG LC), α-lactalbumin, β-lactoglobulin, protein with MW 15.000 Da, protein with MW 29.000 Da and eleven whey proteins secreted by infected glands, including haptoglobin and α-1-acid glycoprotein. A comparison of whey proteins between healthy and infected glands showed increases (P<0.05) in the secreted and total contents of all proteins, except for IgG LC and α-lactoalbumin. The most significant changes were observed in α-1-acid glycoprotein, lactoferrin and haptoglobin, which showed three-, five-, and seven-fold increases in secretion, respectively. This study showed that haptoglobin, α-1-acid glycoprotein, lactoferrin, albumin, and the IgA and IgG immunoglobulins may serve as potential biomarkers for mammary gland infection in sheep.

Electrophoretic analisys to detect and quantify additional whey in milk and dairy beverages

Polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE system, was adjusted to detect the presence of additional whey in dairy beverages distributed in a Brazilian Government School Meals Program. Aqueous solutions of samples in 8 M urea were submitted to a polyacrylamide gel gradient (10% to 18%). Gel scans from electrophoresis patterns of previously adulterated milk samples showed that caseins peak areas decreased while peak areas of beta -lactoglobulin plus alpha -lactalbumin increased as the percentage of raw milk powder replaced by whey powder increased. The relative densitometer areas of caseins or beta -lactoglobulin plus alpha -lactalbumin plotted against the percentage of whey added to the raw milk showed a linear correlation coefficient square higher than 0.97. The caseins plot was used to determine the percentage of additional whey in 116 dairy beverages, chocolate or coffee flavor. Considering that the lowest relative caseins concentration found in commercial milk powder samples by the present method was 72%, the dairy beverages containing caseins percentages equal to or higher than this value were considered free of additional whey. Based on this criterion, about 49% of the coffee-flavor dairy beverages and 29% of the chocolate-flavor beverages, among all the samples analyzed were adulterated with whey protein to reach the total protein contents specified on their labels. The present method showed a sensitivity of 5% to additional whey.

Peptide separation of commercial fermented milk during refrigerated storage

Milk is an important source of bioactive compounds. Many of these compounds are released during fermentation and refrigerated storage. The aim of this study was to determine the release of peptides by lactic acid bacteria in commercial fermented milk during refrigerated storage. The size and profile of peptides were analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis and sizeexclusion HPLC. During electrophoresis, it was observed that the peptides were released from caseins, whereas β-lactoglobulin was the whey protein with the highest degradation. HPLC analysis confirmed the pattern of peptide formation observed in electrophoresis. Two fractions lower than 2 kDa with aromatic amino acids in their structure were separated. These results were consistent with those reported for structures of peptides with antihypertensive activity. Therefore, the presence of aromatic amino acids in the peptide fractions obtained increases the likelihood of finding peptides with such activity in refrigerated commercial fermented milk. In conclusion, during cold storage, peptides with different molecular weights are released and accumulated. This could be due to the action of proteinases and peptidases of the proteolytic system in lactic acid bacteria.

Développement d’une méthode d’estimation du contenu en glutamine des aliments

Cette étude vise à estimer l’apport en glutamine (Gln) alimentaire chez des athlètes soumis à un protocole de supplémentation en glutamine ainsi qu’à clarifier les informations diffusées au grand public en ce qui concerne les sources alimentaires de glutamine. Des études cliniques ont démontré que la supplémentation en glutamine pouvait réduire la morbidité et la mortalité chez des sujets en phase critique (grands brulés, chirurgie…). Le mécanisme en cause semble impliquer le système immunitaire. Cependant, les études chez les sportifs, dont le système immunitaire a de fortes chances d’être affaibli lors de périodes d’entraînement prolongées impliquant des efforts longs et intenses, n’ont pas été concluantes. Or, ces études négligent systématiquement l’apport alimentaire en glutamine, si bien qu’il est probable que les résultats contradictoires observés puissent en partie être expliqués par les choix alimentaires des sujets. Puisque la méthode conventionnelle de dosage des acides aminés dans les protéines alimentaires transforme la glutamine en glutamate, les tables de composition des aliments présentent la glutamine et le glutamate ensemble sous la dénomination « glutamate » ou « Glu », ce qui a comme conséquence de créer de l’ambiguïté. La dénomination « Glx » devrait être utilisée. Partant de la probabilité qu’un apport en Glx élevé soit un bon indicateur de l’apport en glutamine, nous avons créé un calculateur de Glx et avons évalué l’alimentation de 12 athlètes faisant partie d’une étude de supplémentation en glutamine. Nous avons alors constaté que l’apport en Glx était directement proportionnel à l’apport en protéines, avec 20,64 % ± 1,13 % de l’apport protéique sous forme de Glx. Grâce à quelques données sur la séquence primaire des acides aminés, nous avons pu constater que le rapport Gln/Glx pouvait être très variable d’un type de protéine à l’autre. Alors que le ratio molaire Gln/Glx est de ~95 % pour les α et β-gliadines, il n’est que de ~43 % pour la caséine, de ~36 % pour la β-lactoglobuline, de ~31 % pour l’ovalbumine et de ~28 % pour l’actine. Il est donc possible que certaines protéines puissent présenter des avantages par rapport à d’autres, à quantité égale de Glx.

Étude du mécanisme de protection des spermatozoïdes de mammifères par le lait

Le lait écrémé est utilisé depuis plus d’un demi-siècle comme diluant protecteur des spermatozoïdes de mammifères. Depuis quelques années, il existe une demande grandissante pour des diluants exempts de produits d’origine animale. Toutefois, le mécanisme par lequel le lait protège les spermatozoïdes n’est pas connu, ce qui rend difficile de lui trouver un substitut. Les protéines majeures du plasma séminal de taureau, les protéines « Binder of SPerm » (BSP), sont néfastes lors de la conservation de la semence. Les spermatozoïdes sont en contact avec une grande concentration de protéines BSP qui stimulent une extraction continuelle de cholestérol/phospholipides de leur membrane plasmique. Les lipoprotéines de faible densité (LDL) du jaune d’oeuf, un autre composé utilisé dans les diluants, empêcheraient les protéines BSP de se lier à la membrane des spermatozoïdes de taureaux et de stimuler un efflux des lipides membranaires, ce qui les protégerait durant la conservation. Notre hypothèse était que les protéines du lait protègent les spermatozoïdes durant la conservation en séquestrant les protéines BSP. Premièrement, nous avons démontré par filtration sur gel qu’il y a une interaction entre les protéines BSP bovines et les protéines du lait. Le lait écrémé a été fractionné en trois fractions : F1 (alpha-lactalbumine, bêta-lactoglobuline et caséine kappa), F2 (toutes les protéines du lait) et F3 (sels, sucres et petits peptides). Les protéines BSP1 et BSP5 ont une affinité plus grande pour F1 que BSP3, tandis que toutes les protéines BSP ont une affinité pour F2. Le titrage calorimétrique isotherme a permis de confirmer l’interaction entre les protéines BSP et les protéines du lait. L’association entre la protéine BSP1 bovine et les micelles de caséines est caractérisée par une constante d’affinité (Ka) de 3.5 × 10^5 M-1 et un paramètre stoichiométrique (n) de 4,5 BSP1 pour une caséine. L’association entre la protéine BSP1 bovine et l’alpha-lactalbumine (une protéine du sérum principale), est caractérisée par un Ka de 2.4 × 10^5 M-1 et une valeur “n” de 0,8. Ces résultats indiquent que le lait protège les spermatozoïdes bovins en séquestrant les protéines BSP grâce à une interaction protéine : protéine, tandis que le jaune d’oeuf les protège grâce à une interaction protéine : lipoprotéine. Deuxièmement, nous avons démontré par filtration sur gel que les protéines homologues aux BSP bovines retrouvées dans le plasma séminal de porc, d’étalon et de bélier ont une affinité avec les protéines du lait, ce qui suggère que le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait pourrait être le même chez ces espèces. Troisièmement, nous avons caractérisé l’interaction entre BSP1 bovine et les LDL du jaune d’oeuf qui a un Ka de 3.4 ± 0.4 × 10^6 M-1 et une valeur de « n » de 104 BSP1 pour une particule de LDL, indiquant qu’il existe des différences entre le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait et le jaune d’oeuf. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse aideront à créer de nouveaux diluants ne contenant pas de produits d’origine animale afin de cryoconserver les spermatozoïdes des mammifères.

L’étude des stratégies de séparations préparatrices de protéines par électrophorèse capillaire

La protéomique est un sujet d'intérêt puisque l'étude des fonctions et des structures de protéines est essentiel à la compréhension du fonctionnement d'un organisme donné. Ce projet se situe dans la catégorie des études structurales, ou plus précisément, la séquence primaire en acides aminés pour l’identification d’une protéine. La détermination des protéines commence par l'extraction d'un mélange protéique issu d'un tissu ou d'un fluide biologique pouvant contenir plus de 1000 protéines différentes. Ensuite, des techniques analytiques comme l’électrophorèse en gel polyacrylamide en deux dimensions (2D-SDS-PAGE), qui visent à séparer ce mélange en fonction du point isoélectrique et de la masse molaire des protéines, sont utilisées pour isoler les protéines et pour permettre leur identification par chromatographie liquide and spectrométrie de masse (MS), typiquement. Ce projet s'inspire de ce processus et propose que l'étape de fractionnement de l'extrait protéique avec la 2D-SDS-PAGE soit remplacé ou supporté par de multiples fractionnements en parallèle par électrophorèse capillaire (CE) quasi-multidimensionnelle. Les fractions obtenues, contenant une protéine seule ou un mélange de protéines moins complexe que l’extrait du départ, pourraient ensuite être soumises à des identifications de protéines par cartographie peptidique et cartographie protéique à l’aide des techniques de séparations analytiques et de la MS. Pour obtenir la carte peptidique d'un échantillon, il est nécessaire de procéder à la protéolyse enzymatique ou chimique des protéines purifiées et de séparer les fragments peptidiques issus de cette digestion. Les cartes peptidiques ainsi générées peuvent ensuite être comparées à des échantillons témoins ou les masses exactes des peptides enzymatiques sont soumises à des moteurs de recherche comme MASCOT™, ce qui permet l’identification des protéines en interrogeant les bases de données génomiques. Les avantages exploitables de la CE, par rapport à la 2D-SDS-PAGE, sont sa haute efficacité de séparation, sa rapidité d'analyse et sa facilité d'automatisation. L’un des défis à surmonter est la faible quantité de masse de protéines disponible après analyses en CE, due partiellement à l'adsorption des protéines sur la paroi du capillaire, mais due majoritairement au faible volume d'échantillon en CE. Pour augmenter ce volume, un capillaire de 75 µm était utilisé. Aussi, le volume de la fraction collectée était diminué de 1000 à 100 µL et les fractions étaient accumulées 10 fois; c’est-à-dire que 10 produits de séparations étaient contenu dans chaque fraction. D'un autre côté, l'adsorption de protéines se traduit par la variation de l'aire d'un pic et du temps de migration d'une protéine donnée ce qui influence la reproductibilité de la séparation, un aspect très important puisque 10 séparations cumulatives sont nécessaires pour la collecte de fractions. De nombreuses approches existent pour diminuer ce problème (e.g. les extrêmes de pH de l’électrolyte de fond, les revêtements dynamique ou permanent du capillaire, etc.), mais dans ce mémoire, les études de revêtement portaient sur le bromure de N,N-didodecyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), un surfactant qui forme un revêtement semi-permanent sur la paroi du capillaire. La grande majorité du mémoire visait à obtenir une séparation reproductible d'un mélange protéique standard préparé en laboratoire (contenant l’albumine de sérum de bovin, l'anhydrase carbonique, l’α-lactalbumine et la β-lactoglobulin) par CE avec le revêtement DDAB. Les études portées sur le revêtement montraient qu'il était nécessaire de régénérer le revêtement entre chaque injection du mélange de protéines dans les conditions étudiées : la collecte de 5 fractions de 6 min chacune à travers une séparation de 30 min, suivant le processus de régénération du DDAB, et tout ça répété 10 fois. Cependant, l’analyse en CE-UV et en HPLC-MS des fractions collectées ne montraient pas les protéines attendues puisqu'elles semblaient être en-dessous de la limite de détection. De plus, une analyse en MS montrait que le DDAB s’accumule dans les fractions collectées dû à sa désorption de la paroi du capillaire. Pour confirmer que les efforts pour recueillir une quantité de masse de protéine étaient suffisants, la méthode de CE avec détection par fluorescence induite par laser (CE-LIF) était utilisée pour séparer et collecter la protéine, albumine marquée de fluorescéine isothiocyanate (FITC), sans l'utilisation du revêtement DDAB. Ces analyses montraient que l'albumine-FITC était, en fait, présente dans la fraction collecté. La cartographie peptidique a été ensuite réalisée avec succès en employant l’enzyme chymotrypsine pour la digestion et CE-LIF pour obtenir la carte peptidique.

Ermittlung geeigneter Methoden zur Differenzierung und Qualitätsbeurteilung unterschiedlicher Milchqualitäten aus verschiedenen on-farm-Experimenten

Zusammenfassung: Ziel der Arbeit war ein Methodenvergleich zur Beurteilung der Milchqualität unterschiedlicher Herkünfte. Am Beispiel von Milchproben aus unterschiedlicher Fütterung sowie an Milchproben von enthornten bzw. horntragenden Kühen wurde geprüft, welche der angewendeten Methoden geeignet ist, die Vergleichsproben zu unterscheiden (Differenzierungsfähigkeit der Methoden) und inwieweit eine Qualitätsbeurteilung möglich ist (hinsichtlich Milchleistung, Fett-, Eiweiß-, Lactose- (=F,E,L), Harnstoff-gehalt und Zellzahl (=SCC), Säuerungseigenschaften (=SE), Fettsäuremuster (=FS-Muster), Protein- und Metabolit-Zusammensetzung (=Pr&M), Fluoreszenz-Anregungs-Spektroskopie-Eigenschaften (=FAS) und Steigbild-Merkmalen). Zusätzlich wurde vorab die Steigbildmethode (=SB-M) für das Produkt Rohmilch standardisiert und charakterisiert, um die Reproduzierbarkei der Ergebnisse sicherzustellen. Die Untersuchungen zur SB-M zeigten, dass es Faktoren gibt, die einen deutlichen Einfluß auf die Bildmerkmals-Ausprägung aufweisen. Dazu gehören laborseitig die Klimabedingungen in der Kammer, die Verdünnungsstufe der Probe, die Standzeiten der Vorverdünnung (Reaktionen mit der Luft, Alterung usw.), und tagesspezifisch auftretende Effekte, deren Ursache unbekannt ist. Probenseitig sind sehr starke tierindividuelle Effekte auf die Bildmerkmals-Ausprägung festzustellen, die unabhängig von Fütterung, Alter, Laktationsstadium und Genetik auftreten, aber auch Fütterungsbedingungen der Kühe lassen sich in der Bildmerkmals-Ausprägung wiederfinden. Die Art der Bildauswertung und die dabei berücksichtigten Bildmerkmale ist von großer Bedeutung für das Ergebnis. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten 46 Probenpaare (aus den Fütterungsvergleichen (=FV) und zur Thematik der Hörner) konnten in 91% der Fälle korrekt gruppiert werden. Die Unterschiede konnten benannt werden. Drei FV wurden auf drei biologisch-dynamischen Höfen unter Praxis-Bedingungen durchgeführt (on-farm-Experimente). Es wurden jeweils zwei vergleichbare Gruppen à mindestens 11 Kühen gebildet, die im Cross-Over-Design gefüttert wurden, mit Probennahme am 14. und 21. Tag je Periode. Es wurden folgende FV untersucht: A: Wiesenheu vs. Kleegrasheu (=KG-Heu), B: Futterrüben (=FuR) vs. Weizen (Ergänzung zu Luzernegrasheu ad lib.), C: Grassilage vs. Grasheu. Bei Versuch A sind die Futtereffekte am deutlichsten, Gruppeneffekte sind gering. Die Milch der Wiesenheu-Variante hat weniger CLA’s und n3- FS und mehr mittellangkettige FS (MCT-FS), das Pr&M-Muster weist auf „Gewebereifung und Ausdifferenzierung“ vs. bei KG-Heu „Nährstoff-fülle, Wachstum und Substanz-Einlagerung und die SB zeigen fein ausdifferenzierte Bildmerkmale. Bei Versuch B sind die Futtereffekte ähnlich groß wie die Gruppeneffekte. Bei vergleichbarer Milchleistung weist die Milch der FuR-Variante höhere F- und E-Gehalte auf, sie säuert schneller und mehr, das FS-Muster weist auf eine „intensive“ Fütterung mit vermehrt MCT- FS, und die Pr&M-Untersuchungen charakterisieren sie mit „Eisentransport und Fetttröpfchenbildung“ vs. bei Weizen „mehr Abwehr-, Regulations- und Transportfunktion“ /. „mehr Lipidsynthese“. Die SB charakterisieren mit „große, kräftige Formen, verwaschen“ vs. „kleine, ausdifferenzierte Bildmerkmal“ für FuR vs. Weizen. Die FAS charakterisiert sie mit „Saftfutter-typisch“ vs. „Samentypisch“. Versuch C weist die geringsten Futtereffekt auf, und deutliche Gruppen- und Zeiteffekte. Milchleistung und F,E,L-Gehalte zeigen keinen Futtereffekt. Die Milch der Heu-Variante säuert schneller, und sie weist mehr SCT und MCT- FS auf. Pr&M-Untersuchungen wurden nicht durchgeführt. Die SB charakterisieren bei Heumilch mit „fein, zart, durchgestaltet, hell“, bei Silagemilch mit „kräftig, wäßrig-verwaschen, dunkler“. Die FAS kann keine konsistenten Unterschiede ermitteln. Der Horn-Einfluß auf die Milchprobe wurde an 34 Probenpaaren untersucht. Von 11 Höfen wurden je zwei möglichst vergleichbare Gruppen zusammengestellt, die sich nur im Faktor „Horn“ unterscheiden, und im wöchentlichen Abstand drei mal beprobt. F,E,L, SCC und SE der Proben sowie die FAS-Messungen weisen keine konsistenten signifikanten Unterschiede zwischen den Horn-Varianten auf. Pr&M weisen bei den untersuchten Proben (von zwei Höfen) auf Horneffekte hin: bei Eh eine Erhöhung von Immun-Abwehr-Funktionen, sowie einer Abnahme phosphorylierter C3- und C6-Metabolite und Beta-Lactoglobulin. Mit den SB ließen sich für die gewählten Merkmale (S-Größe und g.B.-Intensität) keine Horneffekte feststellen. FS, Pr&M-Muster sowie Harnstoffgehalt und SB (und z.T. Milchleistung) zeigten je FV ähnliche Effekt-Intensitäten für Futter-, Gruppen- und Zeiteffekte, und konnten die Cross-Over-Effekte gut wiedergeben. F- und E-Gehalte konnten neben tierindividuellen Effekten nur in FV B auch Futtereffekte aufzeigen. In FV C zeigten die SE der Proben den deutlichsten Futtereffekt, die anderen Methoden zeigten hier vorrangig Gruppen-Effekte, gefolgt von Futter- und Zeiteffekten. Die FAS zeigte den SB vergleichbare Ergebnisse, jedoch weniger sensibel reagierend. Die Interpretation von Qualitätsaspekten war bei konsistent differenzierbaren Proben (FV A, B, C) am fundiertesten mit Hilfe der FS möglich, da über die Synthese von FS und beeinflussende Faktoren schon vielfältige Erkenntnisse vorliegen. Das Pr&M-Muster war nach einer weiteren Methodenentwicklung bei der Deutung von Stoffwechselprozessen sehr hilfreich. Die FAS konnte z.T. eine zu der Fütterungsvariante passende Charakterisierung liefern. Für die SB-M fehlt es noch an Referenzmaterial, um Angaben zu Qualitätsaspekten zu machen, wenngleich Probenunterschiede aufgezeigt und Proben-Eigenschaften charakterisiert werden konnten.

Predictions of some product parameters based on the processing conditions of ultra-high-temperature milk plants

The temperature-time profiles of 22 Australian industrial ultra-high-temperature (UHT) plants and 3 pilot plants, using both indirect and direct heating, were surveyed. From these data, the operating parameters of each plant, the chemical index C*, the bacteriological index B* and the predicted changes in the levels of beta-lactoglobulin, alpha-lactalbumin, lactulose, furosine and browning were determined using a simulation program based on published formulae and reaction kinetics data. There was a wide spread of heating conditions used, some of which resulted in a large margin of bacteriological safety and high chemical indices. However, no conditions were severe enough to cause browning during processing. The data showed a clear distinction between the indirect and direct heating plants. They also indicated that degree of denaturation of alpha-lactalbumin varied over a wide range and may be a useful discriminatory index of heat treatment. Application of the program to pilot plants illustrated its value in determining processing conditions in these plants to simulate the conditions in industrial UHT plants. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Interaction of sulphur-containing aroma compounds with proteins in both model systems and real food systems

Irreversible binding of key flavour disulphides to ovalbumin has been shown previously to occur in model systems. The extent of binding is determined by the availability of the sulphydryl groups to participate in disulphide exchange, influenced either by pH, or the state of the protein (native or heat-denatured). In this study, two further proteins, one with sulphydryl groups available in the native state (beta-lactoglobulin) and one with no sulphydryl groups in the native state (lysozyme) were used to confirm this hypothesis. When the investigation was extended to real food systems, a similar effect was shown when a commercial meat flavouring containing disulphides was added to heat-denatured ovalbumin. Furthermore, comparison of the volatiles generated from onions, cooked either alone, or in the presence of meat, showed a significant reduction of key onion-derived disulphides when cooked in the presence of meat, and an even greater reduction of trisulphides. These findings may have implications for consumer acceptance of food products; where these compounds are used as flavourings or where they occur naturally.

Effects of lactoperoxidase and hydrogen peroxide on rheological properties of yoghurt

The effects of activation of the lactoperoxidase (LPO) system by H2O2-NaSCN and hydrogen peroxide (H2O2) on the accessibility of sulphydryl groups (SH) in skimmed milk, and on the dynamic rheological properties of the resulting yoghurt were investigated. Four different concentrations of each reagent (20-80 mg H2O2-NaSCN/kg milk and 100-400 mg H2O2/kg milk) were compared. Clear negative correlations were noted between the accessibility of SH groups and both LPO activation rate and H2O2 concentration. Also the native PAGE pattern of the heat-treated samples showed that with increase in the H2O2-NaSCN and H2O2 concentrations, the level of interaction between beta-lactoglobulin (beta-Ig) and kappa-casein (K-CN) decreased. The complex modulus (G*) of skimmed milk yoghurts declined gradually with the decrease in the concentration of accessible SH groups accordingly. Tan delta values of yoghurt samples were found to be different from the control, but close to each other, indicating that protein interaction forces taking place in the formation of gel networks of treated yoghurts were different from the control.

The adsorbed conformation of globular proteins at the air/water interface

External reflection FTIR spectroscopy and surface pressure measurements were used to compare conformational changes in the adsorbed structures of three globular proteins at the air/water interface. Of the three proteins studied, lysozyme, bovine serum albumin and P-lactoglobulin, lysozyme was unique in its behaviour. Lysozyme adsorption was slow, taking approximately 2.5 h to reach a surface pressure plateau (from a 0.07 mM solution), and led to significant structural change. The FTIR spectra revealed that lysozyme formed a highly networked adsorbed layer of unfolded protein with high antiparallel beta-sheet content and that these changes occurred rapidly (within 10 min). This non-native secondary structure is analogous to that of a 3D heat-set protein gel, suggesting that the adsorbed protein formed a highly networked interfacial layer. Albumin and P-lactoglobulin adsorbed rapidly (reaching a plateau within 10 min) and with little chance to their native secondary structure.

Selective separation of the major whey proteins using ion exchange membranes

Synthetic microporous membranes with functional groups covalently attached were used to selectively separate beta-lactoglobulin, BSA, and alpha-lactalbumin from rennet whey. The selectivity and membrane performance of strong (quaternary ammonium) and weak (diethylamine) ion-exchange membranes were studied using breakthrough curves, measurement of binding capacity, and protein composition of the elution fraction to determine the binding behavior of each membrane. When the weak and strong anion exchange membranes were saturated with whey, they were both selective primarily for beta-lactoglobulin with less than 1% of the eluate consisting of alpha-lactalbumin or BSA. The binding capacity of a pure alpha-lactoglobulin solution was in excess of 1.5 mg/cm(2) of membrane. This binding capacity was reduced to approximately 1.2 mg/cm(2) when using a rennet whey solution (pH 6.4). This reduction in protein binding capacity can be explained by both the competitive effects of other whey proteins and the effect of ions present in whey. Using binary solution breakthrough curves and rennet whey breakthrough curves, it was shown that alpha-lactalbumin and BSA were displaced from the strong and weak anion exchange membranes by beta-lactoglobulin. Finally, the effect of ionic strength on the binding capacity of individual proteins for each membrane was determined by comparing model protein solutions in milk permeate (pH 6.4) and a 10 mM sodium phosphate buffer (pH 6.4). Binding capacities of beta-lactoglobulin, alpha-lactalbumin, and BSA in milk permeate were reduced by as much as 50%. This reduction in capacity coupled with the low binding capacity of current ion exchange membranes are 2 serious considerations for selectively separating complex and concentrated protein solutions.

An insight into the mechanism of protein separation by colloidal gas aphrons (CGA) generated from ionic surfactants

Colloidal gas aphrons (CGA), which are surfactant stabilised microbubbles, have been previously applied for the recovery of proteins from model mixtures and a few studies have demonstrated the potential of these dispersions for the selective recovery of proteins from complex mixtures. However there is a lack of understanding of the mechanism of separation and forces governing the selectivity of the separation. In this paper a mechanistic study is carried out to determine the main factors and forces influencing the selectivity of separation of whey proteins with CGA generated from ionic surfactants. Two different separation strategies were followed: (i) separation of lactoferrin and lactoperoxidase by anionic CGA generated from a solution of sodium bis-(2-ethyl hexyl) sulfosuccinate (AOT); (ii) separation of beta-lactoglobulin by cationic CGA generated from a solution of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Separation results indicate that electrostatic interactions are the main forces determining the selectivity however these could not completely explain the selectivities obtained following both strategies. Protein-surfactant interactions were studied by measuring the zeta potential changes on individual proteins upon addition of surfactant and at varying pH. Interestingly strongest electrostatic interactions were measured at those pH and surfactant to protein mass ratios which were optimum for protein separation. Effect of surfactant on protein conformation was determined by measuring the change in fluorescence intensity upon addition of surfactant at varying pH. Differences in the fluorescence patterns were detected among proteins which were correlated to differences in their conformational features which could in turn explain their different separation behaviour. The effect of conformation on selectivity was further proven by experiments in which conformational changes were induced by pre-treatment of whey (heating) and by storage at 4 degrees C. Overall it can be concluded that separation of proteins by ionic CGA is driven mainly by electrostatic interactions however conformational features will finally determine the selectivity of the separation with competitive adsorption having also an effect. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Changes in the antioxidant properties of protein solutions in the presence of epigallocatechin gallate

beta-Casein and alpha-casein showed radical-scavenging activities in aqueous solution, whereas bovine serum albumin (BSA), alpha-lactalbumin and P-lactoglobulin showed much weaker antioxidant activity, when assessed by the 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical-scavenging assay. However, beta-casein and alpha-casein showed reduced antioxidant activity after storage at 30 degrees C. An increase in radical- scavenging activity and a fall in fluorescence of the protein component were evident after 6 h, when BSA, beta-lactoglobulin or casein were mixed with EGCG, and excess EGCG was removed, indicating the formation of a complex with this protein on mixing. Storage of all the proteins with EGCG at 30 degrees C caused an increase in the antioxidant activity of the isolated protein component after separation from excess EGCG. This showed that EGCG was reacting with the proteins and that the protein-bound catechin had antioxidant properties. The reaction of EGCG with BSA, casein and beta-lactoglobulin was confirmed by the loss of fluorescence of the protein on storage, and the increase in UV absorbance between 250 and 400 nm. The increase in antioxidant activity of BSA after storage with EGCG was confirmed by the ferric reducing antioxidant potential (FRAP) and the oxygen radical antioxidant capacity (ORAC) assays. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.