Analýza funkčních vlastností proteinových izolátů
Loading...
Date
Authors
Vojtasová, Tereza
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Bílkoviny jsou důležitou součástí lidské potravy a jejich nedostatek může vést k mnoha zdravotním problémům. Proto se často přidávají do potravin za účelem jejich obohacení. Pro aplikace v potravinářství je žádoucí znát funkční vlastnosti používaných proteinů, protože mohou významně ovlivňovat výslednou kvalitu potravin. Bakalářská práce byla zaměřena na stanovení funkčních vlastností některých komerčně dostupných proteinových prášků: hráškového, hovězího, konopného, rýžového, vaječného, sójového, syrovátkového, a laboratorně připraveného proteinového prášku z pšeničných otrub, a jejich možné aplikace v potravinářství. V teoretické části byly popsány proteiny, jejich funkční vlastnosti, výroba, hodnocení kvality, dále pak rostlinné a živočišné proteiny a metody charakterizace proteinových izolátů a koncentrátů. V experimentální části byly provedeny jednotlivé stanovení funkčních vlastností a diskutovány jejich aplikace v potravinářství. Rozpustnost testovaných proteinových prášků byla variabilní, přičemž nejvyšší rozpustnost měly prášky živočišného původu. Nejnižší rozpustnost byla zjištěna při pH 3–5, kde se nacházel izoelektrický bod většiny bílkovin. Sójový proteinový izolát vykazoval nejlepší vaznost vody 10,65 gH2O/g, pěnotvornou kapacitu 109,6 % a emulzní vlastnosti. Po něm následoval hráškový protein s VV 5,32 gH2O/g. Pšeničný otrubový koncentrát měl nejlepší vaznost oleje 2,18 golej/g. Pěnotvorné vlastnosti byly velmi rozdílné, nicméně pozitivně korelovaly s vazností vody. Emulzní aktivita byla u většiny proteinových prášků velmi podobná, s výjimkou hovězího, konopného a rýžového prášku, které nevykazovaly žádné dobré funkční vlastnosti. Pouze hovězí hydrolyzovaný kolagen byl plně rozpustný. Emulzní vrstva se po tepelné úpravě mírně zvýšila u proteinů, které již tvořily celkem stabilní emulze, s výjimkou otrubového prášku. Konopný a otrubový proteinový prášek měly nejvýraznější barvu, přičemž vaječný a hovězí ji měly nejsvětlejší. Sójový a hráškový proteinový izolát vykazovaly pěnotvorné a emulzní vlastnosti podobné proteinům vaječného bílku, což naznačuje, že by mohly být použity jako částečná nebo úplná náhrada vaječných bílkovin v potravinách. Závěrem lze říci, že pro úspěšné přijetí proteiny obohaceného výrobku spotřebitelem je klíčové vybrat proteinové izoláty s vhodnými funkčními a senzorickými vlastnostmi pro konkrétní potravinářskou aplikaci.
Proteins are an important part of the human diet, and a lack of them can lead to many health problems. Therefore, they are often added to enrich foods. For food applications, it is desirable to know the functional properties of the proteins used, as they can significantly affect the resulting quality of the final product. This bachelor thesis was focused on the determination of functional properties of some commercially available protein powders: pea, beef, hemp, rice, egg, soy, whey, and laboratory-prepared wheat bran protein powder, and their possible application in food industry. The theoretical part of the thesis described proteins, their functional properties, production, quality assessment, then plant and animal proteins and methods of characterization of protein isolates and concentrates. In the experimental part, individual determinations of functional properties were performed and their applications in food industry were discussed. The solubility of tested protein powders was variable, with the highest solubility observed in powders of animal origin. The lowest solubility was found at pH 3–5, where the isoelectric point of most proteins was located. Soy protein isolate showed the best water-holding capacity of 10.65 gH2O/g, foaming capacity of 109.6% and emulsion properties. It was followed by pea protein with a WHC of 5.32 gH2O/g. Wheat bran concentrate had the best oil holding capacity of 2.18 goil/g. Foaming properties varied considerably but showed a positive correlation with water-holding capacity. The emulsion activity was very similar for most of the protein powders, except for beef, hemp and rice protein which exhibited no good functional properties. Only the beef hydrolyzed collagen was fully soluble. The emulsion layer increased slightly after heat treatment for the proteins, which already formed quite stable emulsions, except for wheat bran powder. Hemp and bran protein powders were the most distinctive in color, while egg and beef protein powders were the lightest. Soy and pea protein isolates showed foaming and emulsion properties similar to egg white proteins, indicating their potential use as partial or total replacements for egg white proteins in food products. In conclusion, selecting protein isolates with suitable functional and sensory properties for a specific food application is crucial for successful consumer acceptance of the protein-enriched product.
Proteins are an important part of the human diet, and a lack of them can lead to many health problems. Therefore, they are often added to enrich foods. For food applications, it is desirable to know the functional properties of the proteins used, as they can significantly affect the resulting quality of the final product. This bachelor thesis was focused on the determination of functional properties of some commercially available protein powders: pea, beef, hemp, rice, egg, soy, whey, and laboratory-prepared wheat bran protein powder, and their possible application in food industry. The theoretical part of the thesis described proteins, their functional properties, production, quality assessment, then plant and animal proteins and methods of characterization of protein isolates and concentrates. In the experimental part, individual determinations of functional properties were performed and their applications in food industry were discussed. The solubility of tested protein powders was variable, with the highest solubility observed in powders of animal origin. The lowest solubility was found at pH 3–5, where the isoelectric point of most proteins was located. Soy protein isolate showed the best water-holding capacity of 10.65 gH2O/g, foaming capacity of 109.6% and emulsion properties. It was followed by pea protein with a WHC of 5.32 gH2O/g. Wheat bran concentrate had the best oil holding capacity of 2.18 goil/g. Foaming properties varied considerably but showed a positive correlation with water-holding capacity. The emulsion activity was very similar for most of the protein powders, except for beef, hemp and rice protein which exhibited no good functional properties. Only the beef hydrolyzed collagen was fully soluble. The emulsion layer increased slightly after heat treatment for the proteins, which already formed quite stable emulsions, except for wheat bran powder. Hemp and bran protein powders were the most distinctive in color, while egg and beef protein powders were the lightest. Soy and pea protein isolates showed foaming and emulsion properties similar to egg white proteins, indicating their potential use as partial or total replacements for egg white proteins in food products. In conclusion, selecting protein isolates with suitable functional and sensory properties for a specific food application is crucial for successful consumer acceptance of the protein-enriched product.
Description
Keywords
komerční proteinové izoláty, pšeničný otrubový protein, rostlinné a živočišné proteiny, funkční vlastnosti, rozpustnost, emulgace, pěnivost, vaznost vody a oleje, analýza barvy, aplikace v potravinářství, commercial protein isolates, wheat bran protein, plant and animal proteins, functional properties, water solubility, emulsification, foaming, water-holding and oil-holding capacities, color analysis, food applications
Citation
VOJTASOVÁ, T. Analýza funkčních vlastností proteinových izolátů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a technologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
prof. Mgr. Václav Brázda, Ph.D. (člen)
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-13
Defence
1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem bakalářské práce.
2. Byly přečteny posudky na bakalářskou práci.
3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse:
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc.
Jakým způsobem jste stanovovali pěnotvorné vlastnosti? Jsou dané metody normované?
Jak jste u napěňovacího testu prováděla standartní napěnění? Jak byly výsledky vyhodnocovány?
K čemu tyto informace slouží?
Na základě jakých parametrů jste vybírala Vámi použité proteiny?
Jaký májí aplikační potenciál Vámi použité proteiny?
Zmiňujete, vysokoproteinové produkty, můžete to objasnit?
Jaký je doporučený denní příjem bílkovin?
Stanovovali jste obsah bílkovin? Je metoda stanovení na štítku u komerčních produktů?
doc. RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D.
Jak se provádí vaznost oleje? Jaký byl postup? V jakých jednotkách se to uvádí? Jedná s o běžnou metodu?
Do jakých potravin by bylo možné Vámi použité proteiny přidávat?
Studentka odpověděla na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. V diskusi studentka prokázala výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Studentka prokázala nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení