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Aquafaba の組成と性質: 市販缶詰のヒヨコ豆から水が回復しました。

Published: February 10, 2018 doi: 10.3791/56305
Automatic Translation
1,2,3, 1, 1, 1, 1,2,3
1Department of Plant Sciences, University of Saskatchewan, 2Prairie Tide Chemicals Inc., 3Guangdong Saskatchewan Oilseed Joint Laboratory (GUSTO), Department of Food Science and Engineering, Jinan University

Summary

Aquafaba は缶詰のひよこ豆から粘性のジュース、精力的にかくはん、比較的安定した白い泡または泡を生成します。主な研究目標は核磁気共鳴 (NMR)、限外濾過法、電気泳動、ペプチドを使用して viscosifying/増粘特性を貢献する aquafaba のコンポーネントの識別、ペプチドマスフィンガープリンティング。

Abstract

ひよこ豆と他のパルス一般的厚いソリューションまたは塩水詰め缶詰として販売されています。このソリューションは、最近安定した泡と、エマルジョンを生成する示されている、増粘剤として使用できます。最近この製品への関心は今成長のコミュニティによって aquafaba と呼ばれる、このソリューションをすることができます提案インターネットを通じて強化されています卵と牛乳のタンパク質の交換を使用します。Aquafaba は新しいの両方とその組成またはプロパティの知られている少しインターネットによって基づくコミュニティによって開発されています。10 商業缶詰のひよこ豆製品から回収された Aquafaba と aquafaba 組成、密度、粘度、発泡特性間の相関関係を調べた。プロトン NMR aquafaba 組成に分子量の異なるカット膜限外濾過を特徴付けるために使用されたトレードオフ (3、10、または 50 kDa の MWCOs)。プロトコルの電気泳動およびペプチドの質量指紋もされます。これらのメソッドは機能性 aquafaba 担当コンポーネントに関する貴重な情報を提供しました。この情報は、標準的な商業 aquafaba の製品を生産するためのプラクティスを開発することが、優れた一貫性のあるユーティリティの製品を選択する消費者に役立つことがあります。

Introduction

ますます肉、ミルクおよび卵の特性を模倣する菜食主義プロダクトを開発されています。パルスの機能特性は食品用途での現在の使用に重要であり、その特性は、動物性タンパク質の代替の開発で探求されています。たとえば、乳製品の代替 88 億ドル、2015 年とこの市場は急速に成長しています。2024 $ 350 億 6000 万に成長するこの市場が予想されます。また、植物ベースのミルク代用品の需要の増加傾向は、一部、牛乳生産1で使用される多くの場合成長ホルモン、抗生物質、コレステロールに関する消費者の健康懸念の結果。同様に、植物性タンパク質や寒天卵代用市場は急速に拡大し、5.8% の複合年間成長率が期待されるこれらの材料販売 15 億ドルの 2026年2で期待される次の 8 年間で。ベジタリアンのたんぱく源を好む消費者が増えて、アレルゲンのダイエット、食品用の二酸化炭素排出量を削減します。特にから、レンズ豆、ひよこ豆、ソラマメ、パルス ベースの製品の需要は、高たんぱく、食物繊維、低飽和脂肪含有量がパルス3のため着実に成長しています。パルスには、潜在的に有益な生物活動4フィトケミカルも含まれています。

営利団体、科学者および個人は、卵と牛乳の代替品ベースのひよこ豆の品質特性を通信するための異なるアプローチを撮影しています。Guggerら。5は、小豆やひよこ豆など高いデンプンからミルクのような製品を生産しました。彼らの方法で支持者は、彼らの製品はユニークで"aquafaba"6とは異なることを示すしようと。Tetrickらが明らかにした別の商業的なアプローチで7植物ベースの代用卵が開発されました。自分の特許出願では、卵焼きの材料に白の機能をエミュレートする知られている増粘剤とパルス小麦粉を組み合わせる方法について説明します。典型的な公式は、80-90% パルス小麦粉と 10-20% 濃縮添加剤に含まれます。

査読文学もひよこ豆で可能な機能を示し、kabuli とヒヨコ豆の粉から得られたアルブミン蛋白延展性に優れたプロパティがあることを示しています。彼らはまたアルブミン収量およびパフォーマンス8ひよこ豆のソースの重要な効果を発見しました。

後でフランス人シェフ ジョエル Roessel"aquafaba"を説明する最初のインターネット報告、オープン ソース運動は多くの食品用途で卵白および酪農場蛋白質の代替として aquafaba の有用性を示しています。多くの高度表示した web ページがあると氷の特性をエミュレートする食品 aquafaba 定款を示す YouTube のビデオ、メレンゲ、チーズ、マヨネーズ、スクランブルエッグ、クリームしホイップ クリーム。缶詰のヒヨコ豆のいきみが彼らの材料を取得 aquafaba のオープン ソース アプリケーション (レシピ) を提供するほとんどの開拓者および調理法で液体を使用します。これらの個人は、ほとんど訓練をしない科学者です。動画のコメント セクションでは、回答者がレシピをコピーして、aquafaba の支持者の成功を複製に失敗したいくつかを示します。

すべての 3 つのアプローチ (企業、科学およびオープン ソース) 卵と牛乳の代替品を開発するメリットがあるが、重要な要素が欠けています。応用科学者、基本的な科学とパルス ベースの製品を広めるための個人が不完全な特徴、自分の入力素材を標準化します。特定の使用のための製品の標準化は、通常の産業練習です。Aquafaba 品質の標準化されていないひよこ豆品種と缶詰の産業のあり方は一貫したヒヨコ豆ない aquafaba を生成する標準化されました。

他の商品の研究に基づいて、それは予測遺伝子型と環境の両方がパルス aquafaba 質に貢献します。それは遺伝子と環境の両方が影響 kabuli ひよこ豆缶詰プロパティ9知られています。通常、遺伝的影響、近縁種の間大きいと種のメンバー内で小さい。物理・化学的性質の変化は、所望の性質を持つ品種の選択を可能にする id を保持を最小化できます。環境への影響も大きくなることが、品質評価によって管理され、10をテスト特定の標準的なパフォーマンスをブレンドします。

商業生産でひよこ豆の遺伝的に異なる多くの品種があります。例については、サスカチュワン大学作物開発センター商業ヒヨコマメ遺伝資源の主要なソース 6、カナダで栽培の推奨は現在 1980 年以来 23 ひよこ豆の品種をリリースしました。科学的な写本はしばしば研究で使用される品種を描写する、特許および調査されたインターネット ページは使用品種やヒヨコ豆の産地示しませんでした。品種や処理の標準化は、ひよこ豆を使用して彼らの成功を高めるユーザーを助けることができるが、この情報は缶詰のひよこ豆製品を利用できません。

本研究の目的は、起泡性を貢献する aquafaba のコンポーネントを決定することです。ここでは、商業のひよこ豆のブランドから aquafaba のレオロジー特性を比較した、NMR、電気泳動およびペプチドによる化学的性質を調べたペプチドマスフィンガープリンティング。私たちの知る限り、これは化学組成と aquafaba viscosifier コンポーネントの機能特性を記述する最初の研究です。

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Protocol

ひよこ豆の Aquafaba の分離

  1. 取得ローカル食料品店と手動で開くからひよこ豆の缶オープナーをできます。
  2. J. に A からラベル缶
  3. ステンレス鋼を用いた aquafaba から別ひよこ豆は、台所のストレーナーのメッシュし、分離されたひよこ豆と aquafaba の重量を量る。

化学分析のひよこ豆と Aquafaba の代表サンプルを取得します。

  1. 含水率を決定するための aquafaba を排出した後 10 ひよこ豆をランダムに選択します。
  2. 乾燥錫と 100 ± 2 ° C 乾燥オーブンで 16-18 時間で熱に選択したヒヨコ豆を配置します。
  3. 乾燥後、さらに使用 (例えば蛋白質とカーボン内容分析) の粉に豆を挽きます。
  4. 凍結 aquafaba とそれぞれから aquafaba 泡-20 ° c ソースし、凍結乾燥機で乾かします。窒素・炭素定量の乾燥 aquafaba が使用されます。

Aquafaba 機能性

  1. 第 2 シェル カップを使用して 25 の ° c の aquafaba 粘度を決定します。
    1. Aquafaba シェル カップを浸します。
    2. カップ11を排出するために必要な時間を記録します。カップは、aquafaba から解除され、カップを残してストリームが停止したときに停止しても、タイマーが開始されます。
    3. Aquafaba 粘度は、粘度や排水時間関連カップ付属のグラフで確認できます。
  2. 発泡機能
    1. 2 分の 10 の速度設定でハンド ミキサー ステンレス鋼ボールの aquafaba 液 (100 mL) をブレンドします。
    2. 卒業の計量カップに泡を置くことによって Vf100として aquafaba 溶液 100 mL を混合後すぐに泡の量を記録します。
    3. 立つし、泡安定性を観察し、乾燥した泡のサンプルを取得する時間の経過と共に乾燥泡を許可します。

ひよこ豆の種子の色のパラメーター

  1. 各色定量からひよこ豆の種子がランダムに選択します。
  2. 測定前に白、黒、参照標準を使用してハンター ラボの測色計を調整します。
  3. 色座標値は、CIE Lab によって決まりますシステム12 L (正を表す白と 0 を表します暗い) を含む、 (正は赤、マイナスは緑)、a とb (正は黄色、マイナスは青) で日ライト 65 ° を持つトリプリケートします。

タンパク質および炭素含有率

  1. 元素分析装置13を使用して燃焼によるタンパク質および炭素含有率を決定します。タンパク質含量は、6.2514掛けた窒素含有量として推定されます。

含水率

  1. シードと aquafaba の水分含量を 100 ± 2 ° C 乾燥オーブン1516 18 時間で試料を加熱することによって決定します。

核磁気共鳴法

  1. サンプル準備
    1. 分析法前、9200 × g 10 分で aquafaba サンプルを遠心します。遠心分離の後 0.45 μ m シリンジ フィルター (ポリテトラフルオロ エチレン (PTFE) 膜を 25 mm シリンジ フィルター) を上澄みを通過します。NMR 管 wuth 追加 50 mg aquafaba サンプル (0.4 mL) に転送中の重水素酸化物と件名 NMR 解析用のサンプル。
    2. 前述の乾燥した泡のサンプル、サンプル (25 mg) は、重水素酸化物 (500 mg) で、ソリューションは NMR 分析に服従します。
    3. キャップ 5 mm NMR チューブに13C NMR と1H NMR のためのすべてのサンプルを置きます。重水素酸化物と 3-(トリメチルシリル) 追加溶剤ロック信号を提供し、内部標準としてそれぞれに各 NMR チューブにプロピオン酸-2,2,3,3-d4酸ナトリウム塩 (TMSP)。
  2. NMR の条件
    1. 500 MHz NMR または同じような高磁場 NMR 分光計を用いたプロトン NMR スペクトルを取得)、水を用いたスペクトルあたり少なくとも 16 のスキャンと抑制プログラム二重パルス フィールド グラデーション スピン エコー プロトン NMR (核磁気共鳴 DPFGSE) パルス シーケンス16のようです。
    2. TMSP ピークを 0 ppm に配置し、統合ソフトウェアを使用して、化合物の存在の相対量を決定するスペクトル シフトを調整します。

電気泳動

注: この手順では、最も安定した泡 (ブランド H) が得られた aquafaba が選ばれました。このブランドには、塩が含まれていませんでした。

  1. サンプル準備
    1. Aquafaba 遠心力の 3 つの上部の貯蔵所を再生成セルロース限外ろ過デバイス紹介各分子量の異なるカットの 3、10、または 50 kDa のトレードオフ (MWCOs)。
    2. 上澄みと非透過の分数を取得するには、4 ° C で適当な遠心と 2 時間 3900 × g で遠心遠心フィルター ユニットを配置します。上清画分は、 1H NMR 分析より小さい分子より高い分子量 (MW) 種の不在のため使用されました。3 kDa の膜非透過率は、この膜がほとんどの蛋白質を保持すると信じられていたように電気泳動分離に使われました。
    3. 両方の上澄みの蛋白質内容を推定し、標準17としてウシ血清アルブミンを使用して変更されたブラッドフォード法を用いた retenate。
    4. エッペン チューブに上清と未透過分画のサンプルを置き、適したシェーカー1825 秒 (10 分) あたりの周波数で振動するこれらの画分を対象します。揺れから泡が形成されるかどうかを決定する動揺のソリューションを観察します。
    5. 2.0 mL の蒸留水を diafilteration を達成するために 2 番目の遠心処理の限外ろ過デバイスに追加することによって、非透過を溶解します。4 ° C で 2 時間 3900 × g 第 2 遠心限外濾過装置を対象します。
    6. 0.02 M トリス-HCl Ph7.4 のリン酸緩衝生理食塩水 (PBS) pH 7.4 タンパク質を溶解する 1 mL と未透過 (0.025 g) を混ぜます。
    7. 1 分の 21000 x g で混合物を遠心分離機します。
    8. 前述したように変更されたブラッドフォードを使用して蛋白質内容を決定し、上清を使用します。
  2. 電気泳動分離
    注: (上記) 3 kDa MWCO 膜非透過はナトリウム dodecyl 硫酸塩-ポリアクリルアミドゲル電気泳動 (SDS-PAGE) を用いた電気泳動分離に服従します。
    1. 15% のポリアクリルアミドゲルの解決のゲルと 5% ポリアクリルアミドゲル スタッキングのゲルを使用してポリアクリルアミドゲルを準備します。
    2. 20 μ g の蛋白質のサンプルを別ポリアクリルアミドゲル レーンに 10 170 kDa の範囲でゲルと PageRuler Prestained 蛋白質の梯子の 1 つのレーンに適用します。
    3. 塩化物イオン (1970 年)19から変更されたものとして、ゲルをミニ タンパク質テトラ電池システムで電流の対象します。動作条件の電気泳動のゲルの染色と染め色フォロー Ratanapariyanuch et al.(2012 年)20。

ペプチド ペプチドマスフィンガープリンティング

注: は、Ratanapariyanuchらによるとトリプシンの消化力のための 3 の kDa 未透過 (約 8、10、13、14、15、20、22、31、37、55、MWs と 100 kDa) の SDS ページのゲルからバンドを切断します。(2012 年)20質量スペクトル分析を実行します。

  1. ゲル内消化
    1. デ 200 mM 重炭酸アンモニウム (NH4HCO3) 50% アセトニ トリル (ACN) での 100 μ L に浸漬によって 2 回バンドを汚し、30 ° C、20 分で孵化させなさい。
    2. ACN とゲルのサンプルを扱う染色解除の完了後 (100 μ L) 10 分とし、ドライ真空下で、室温で 15 分間遠心真空蒸着装置を使用して。
    3. 100 μ L の 10 mM ジチオトレイトール (DTT) 100 mM NH4HCO3ソリューション内で乾燥ゲルのサンプルを浸すし、56 ° C 1 時間インキュベートします。
    4. バッファー削除過剰な削減と交換 100 μ L バッファー [質量分析法 (MS) グレード水で 100 mM ヨードアセトアミド] をアルキル化します。
    5. 室温で 30 分間暗闇の中でゲルのサンプルをインキュベートします。
    6. 200 mM NH4HCO3 (100 μ L) で二回洗うゲルのサンプルが ACN でそれらを浸すことによってジェルを縮小 (100 μ L)、200 mM NH4HCO3 (100 μ L) ゲルを再膨張し、ACN と扱うことによって再び縮小 (100 μ L)。
    7. ACN を切り、15 分間遠心真空蒸着装置で真空下でゲルのサンプルを乾燥します。
    8. 20 μ L のトリプシンのバッファーを使用して乾燥ゲルのサンプルを再膨張 (1:1,200 mm NH4HCO350 ng/μ L のトリプシン: トリプシン原液) 200 mM NH4HCO3の 30 μ L の追加によって各サンプルに続いた。
    9. 300 rpm で振とうしながら一晩で 30 の ° C の Thermomixer のサンプルをインキュベートします。
    10. 最終巻 (手順 8 の後の混合物の容積) 1 %trifluoracetic 酸の 1/10 を追加することによってトリプシン消化反応を停止し、真空遠心使用下で 60 %acn とドライに 0.1 %trifluoracetic 酸の 100 μ L を使用してゲルのサンプルから由来ペプチドを抽出真空蒸着装置です。
    11. 質量分析の前に-80 ° C に由来ペプチドを格納します。
  2. 質量分析法
    1. MS グレード水の 12 μ L を追加することによってトリプシンのペプチドを再構成: ACN: ギ酸 (97:3:0.1, v/v) し、ペプチドを溶解する 1 に 2 分の渦。
    2. 4 ° C で 10 分間遠心する 18,000 g で得られた溶液
    3. 液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析法 (MS/LCMS) 分析用 MS 管瓶に液体クロマトグラフィー計測器と LC MS インターフェイス装備四重極飛行時間 (QTOF) 質量のソリューション因数 (10 μ L) を転送します。
    4. 高容量の高速液体クロマトグラフィー チップを用いたクロマトグラフィーによるペプチド分離を実行: 360 nL 濃縮カラムと 75 μ m × 150 mm の分析カラムで構成され、両方が満載 Å、3 μ m 固定相 C18、180。
    5. 2.0 μ L/分の流量で水に 0.1% ギ酸濃縮列にサンプルをロードします。
    6. 分析カラムに濃縮カラムからサンプルを転送します。
    7. ペプチドの分離条件: 線形グラデーション溶剤系溶剤 (0.1% ギ酸水) と溶剤 B から成る (ACN の 0.1% ギ酸)。線形グラデーションを 3% 溶剤 25% 溶剤 B 50 分以上に増加する B で開始します。その後溶剤 B は 25 から 90 %0.3 μ L/分の流量で 10 分以上に増加します。
    8. 1900 V で設定キャピラリー電圧、360 V で設定フラグメント イオンと乾燥ガス (窒素) 12.0 L/分の流量で 225 ° C で設定を使用して肯定的なイオンのエレクトロ スプレー質量スペクトル データを取得します。
    9. 質量範囲は 250-1700 (質量/電荷; スペクトル結果を収集します。m/z)で 50-1700 m/zの範囲と 1.3 原子質量単位のセットの分離幅を 8 のスペクトル/s. 収集 MS/MS データのスキャン レート。トップ 20 の最も強烈な前駆体イオン 0.25 分アクティブな除外とタンデム MS の各 MS のスキャンを選択します。
  3. タンパク質の同定
    1. スペクトル データをアジレント MassHunter 定性分析ソフトウェアを使用して質量/電荷データ形式に変換します。
    2. データベース検索エンジンとして SpectrumMill を使用して UniProtされたヒヨコマメ培養(ひよこ豆) データベースに対してデータを処理します。
    3. システインの固定変更として 50 ppm の断片の質量誤差、親の質量誤差 20 ppm、トリプシンの切断特異性、および carbamidomethyl などの検索パラメーターを含めます。

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Representative Results

ひよこ豆の各缶は缶詰の中に加えられる原料を示すラベルを貼ってください。成分は、水、ひよこ豆、塩およびナトリウム エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) に含まれています。さらに、2 つの缶は「塩化カルシウムを含んでいる可能性があります」を標識しました。 されました3 つの異なる裏地色が観測されました。白、透明な黄色と金属 (表 1)。

ブランド コード 塩 ナトリウム EDTA 塩化カルシウム ライニングをすることができます。
A + - - ホワイト
B + - - ホワイト
C + + - 黄色
D - - - 金属
E + + - ホワイト
F + + - 黄色
G + + +/- ホワイト
H - - - 黄色
私 + + - 黄色
J + + +/- 黄色

表 1: 添加剤、ライニングすることができます。

E と D のブランドは、最高 (607 g) と最も低い (567 g) 総質量 (ひよこ豆と aquafaba) を持っていた。缶当たりの総質量の変化 (CV) の係数はわずか 2% だった。ブランド H には、最高のひよこ豆質量 (488 g) が含まれています。ブランド J、最小のひよこ豆質量 (335 g) 31% ブランド H よりも軽量化、各することができます (表 2) の種子 (244) の最低数をあった。ブランド D にすることができます (110 mL) 最低ジュース ボリュームが含まれるは、最高のジュース ボリュームも認めたブランド E (225 mL) 中。H のブランドのため、粘度の高いものが観測された (114.2 cP)、4.3 倍から 20 倍の他のブランド (5.7 26.4 cP) 観察、想像以上でした。Aquafaba の生産のための缶詰製品の有用性を予測することがあります数の相関が認められました。ひよこ豆の新鮮重はジュースの量と負の相関し、ジュースの粘度と正の相関します。約 5 倍増の泡 aquafaba 100 mL を均一に鞭 (Vf100 = 470) 直後のわずか 8% の CV をブレンドします。D、E、G のブランドは、aquafaba の 100 mL から泡の最低の量を生産しました。Aquafaba 粘度だった缶 (Vfcan) あたり合計泡量と負の相関 (表 3)。ジュース密度は、ジュースの粘度はほとんどの変数の 160% 4.6% の少なくとも変数パラメーター CV をだった。あたりは、エンドウ豆の CV 22% であった.

ブランド コード できますコンテンツ
(g)		 ひよこ豆のクライブント
(g)		 種子/することができます。 ジュースの巻
(mL)		 ジュース密度
(kg/m3)		 ジュースの粘度
(cP)1 		Vf100
(mL)2 		Vfcan
(mL/缶)3
A 588 392 454 170 1067 8.75 ± 0.27bc 500 850
B 581 355 404 200 1100 8.34 ± 0.17abc 500 1000
C 590 389 289 175 1112 10.50 ± 0.18c 470 823
D 567 428 423 110 1180 26.41 ± 1.14e 410 451
E 607 364 300 225 1066 6.21 ± 0.24ab 405 911
F 602 364 304 220 1048 6.32 ± 0.10ab 480 1056
G 598 349 280 220 1103 5.70 ± 0.13、 430 946
H 595 488 429 125 1160 114.2 ± 4.29f 500 625
私 599 385 323 200 1009 16.12 ± 0.64d 500 1000
J 584 335 244 220 1109 5.79 ± 0.30、 510 1122
意味 591 385 345 186.5 1095.4 20.84 470 878.4
SD 12 44 74.72 41.17 50.83 33.44 40 204.63
CV4 2 12 21.66 22.07 4.64 160.48 8.5 23.29
1各値は平均 ± SD として提示 (n = 3)。異なる文字が続く値が大幅に異なる (p < 0.05) です。
2ひよこ豆ジュース 100 mL のホイップ パーセント ボリューム増。
3ことができますあたり合計泡のボリューム
4係数の変化 (%)

表 2: ひよこ豆の定量的な値ことができます。

できますコンテンツ
(g)		 ひよこ豆のクライブント
(g)		 種子/
ことができます。		 ジュースの巻
(mL)		 ジュース密度
(kg/m3)		 ジュースの粘度
(cP)		 Vfcan
(mL/缶)1
(G) コンテンツのことができます。 1
ひよこ豆のクライブント (g) –0.172 1
種子/することができます。 –0.442 0.664* * 1
ジュースの量 (mL) 0.600 -0.878* * -0.739* * 1
ジュース密度 (kg/m3) -0.647* * 0.519 0.339 -0.705* * 1
ジュースの粘度 (cP) –0.002 0.890* * 0.474 -0.657* * 0.512 1
Vfcan (mL/缶)1 0.483 -0.818* * -0.639* * 0.927* * -0.728* * –0.568 1
1製品の缶から合計泡のボリューム。
注: Vf100を他のパラメーターに関連する有意な相関がなかった。

表 3: 相関係数。

これらの 10 の商業製品、特に泡の量と泡の安定性、大幅に変化 (図 1) から aquafaba の機能特性。最高 Vfcanが 1,000 mL 以上のボリュームとブランド B、F、I と J で発生しました。最高のジュース密度と最低のボリューム増加率を認めたブランド +すべての材料の aquafaba の 100 mL あたりの泡の均一降伏にもかかわらず泡の安定性は大きく変化。1 時間後からすべての製品を除いてブランド H (図 1) から液体が分離しました。泡は、D、h. 興味深いブランド D と H を除く全てのブランドから消えていた主追加 14 h ストレージを含む特徴的なプロパティの数があった後: 1) 最高のひよこ豆質量あたりすることができます。2) 最低 aquafaba 当たりの収量ができます。3) 最高の aquafaba 密度;・ 4) aquafaba 粘度の高いもの。D と H の製品ラベルは、添加剤が水とヒヨコ豆以外含まれていないことをされています。

Figure 1
図 1: Aquafaba 泡、10 商用ヒヨコからジュース。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

ひよこ豆の種子には、63.2 69.9 %45.6 46.5% と水分炭素 (表 4) が含まれています。最高と最低の蛋白質内容がそれぞれのブランド J (22.4%) と B (18.2%) で観察されました。

ブランド コード 水分 (%) 炭素 (%) タンパク質 (%)
A 67.3 ± 0.2cd 46.47 ± 0.01f 19.04 ± 0.18b
B 66.4 ± 0.4bc 46.24 ± 0.00e 18.24 ± 0.19、
C 67.6 ± 0.2d 45.73 ± 0.01b 18.38 ± 0.07、
D 69.9 ± 0.7e 46.43 ± 0.02f 21.99 ± 0.23f
E 66.8 ± 0.5cd 45.63 ± 0.04、 20.71 ± 0.01d
F 67.1 ± 0.2cd 46.24 ± 0.00e 22.05 ± 0.03fg
G 63.2 ± 0.4、 46.15 ± 0.01 のド 19.53 ± 0.08c
H 69.3 ± 0.3e 46.49 ± 0.05f 21.53 ± 0.28e
私 66.9 ± 1.5cd 46.09 ± 0.09cd 19.82 ± 0.07c
J 65.4 ± 0.8b :46.0 4 ± 0.04c 22.37 ± 0.11g
平均 ± SD (CV) 67.0 ± 1.87 (2.79) 46.20 ± 0.29 (0.63) 20.40 ± 1.57 (7.70)
各値は平均 ± SD として提示 (n = 3)。異なる文字が続く値が大幅に異なる (p < 0.05) です。

表 4: ひよこ豆の種子の組成物。

ブランド E があった最高の凍結乾燥質量 (17.9 g) (表 5)。Aquafaba ブランド D から得られる最高のタンパク質 (26.8%)、炭素 (39.2%) と電子のブランドに最も低い蛋白質内容 (23.3%) が含まれています。

ブランド コード 凍結乾燥質量 (g) 水分 (%) 炭素 (%) タンパク質 (%)
A 12.4 94.39 ± 0.02bc 35.46 ± 0.59デ 24.91 ± 0.55cd
B NA 94.06 ± 0.01abc ND ND
C 15.7 94.41 ± 1.89bc 35.09 ± 0.06cd 22.65 ± 0.30、
D 11 94.07 ± 0.47abc 39.22 ± 0.02g 26.83 ± 0.06e
E 17.9 93.59 ± 0.01ab 31.28 ± 0.12、 23.36 ± 0.19b
F 15.6 94.28 ± 0.02bc 34.66 ± 0.06c 24.61 ± 0.15cd
G 12.7 94.70 ± 0.03bc 33.78 ± 0.13b 22.75 ± 0.19ab
H 15.1 92.98 ± 0.00、 37.30 ± 0.10f 24.49 ± 0.26c
私 16.3 93.63 ± 0.00ab 35.85 ± 0.00e 23.20 ± 0.02ab
J 13.1 95.12 ± 0.00c 34.77 ± 0.05c 25.22 ± 0.44d
各値は平均 ± SD として提示 (n = 3) 凍結乾燥質量を除いて。異なる文字が続く値が大幅に異なる (p < 0.05) です。NA = 利用可能ではないです。ND = 決定ではないです。

表 5: aquafaba の成分。

ブランド D ヒヨコ ブランド H の続く種軽さに関連付けられている最高のL値、その一方で、ブランド J いた種子が暗い (表 6) であることを示す最小値。これは、種子の品質および/または調理時間の増加値に関連するかもしれません。また、これは結果として得られるフォームの物理的な品質に関連付けられているかもしれません。軽い製品は増粘剤として使用することが望ましいことは明らかです。

ブランド コード L 、 b
A 58.02 ± 0.96cd 8.64 ± 0.95abc 27.23 ± 1.14ab
B 57.66 ± 1.92bcd 8.66 ± 0.97abc 24.84 ± 1.64、
C 58.45 ± 0.93cde 10.31 ± 0.70d 29.62 ± 2.18b
D 60.49 ± 0.55e 7.95 ± 0.69、 27.74 ± 0.87b
E 55.65 ± 1.16ab 9.92 ± 0.28cd 27.39 ± 0.87ab
F 57.25 ± 0.52bcd 8.51 ± 0.58ab 28.09 ± 1.16b
G 59.02 ± 1.20デ 7.58 ± 0.34、 28.80 ± 1.58b
H 56.63 ± 1.78abc 度 10.44 ± 0.57d 26.77 ± 0.74ab
私 56.25 ± 1.34abc 9.71 ± 1.02bcd 28.87 ± 2.51b
J 54.94 ± 0.90、 9.34 ± 0.09bcd 28.29 ± 0.64b
各値は平均 ± SD として提示 (n = 3)。異なる文字が続く値が大幅に異なる (p < 0.05) です。

表 6: カラーひよこ豆種子のパラメーターです。

MWCO (表 7) を増加するとき、上清タンパク質含量が増加しました。Aquafaba ろ過 3 kDa MWCO 膜を使用すると、タンパク質が見つかりませんでした清ひよこ豆ジュースで現在の蛋白質が MWs 3 kDa 以上を持っていたことを確認します。膜 MWCO 増加、いくつかのタンパク質は上清に認められた.透析後未透過ゲル状ペレット、したがって、それが pH 7.4 でトリス塩酸または PBS バッファー pH 7.4 で 0.02 M に溶けた。

分数 MWCO (kDa)
3 10 50
上清 0.05 ± 0.00 グラム/L の 0.17 ± 0.01 グラム/L の 0.89 ± 0.01 グラム/L の
未透過1 0.88 ± 0.01 グラム/L の 1.36 ± 0.00 グラム/L の 0.82 ± 0.02 g/L
1未透過はトリス塩酸 pH 7.4 で 0.02 M に溶解しました。PH 7.4 に PBS を溶媒として使用した場合と同様の傾向と結果が得られました。

表 7: コンテンツ (g/L) のタンパク質由来の異なる MWCO を使用してブランド H ジュースをフィルタ リングします。

DPFSE-1H NMR を用いて 10 市販ひよこ豆製品から Aquafaba だった。典型的な注釈付き aquafaba 1H NMR スペクトルは図 2で描かれています。成分の共鳴は、以前出版物21によると割り当てられました。アルコール (イソプロパノール、エタノール、メタノール)、有機酸 (乳酸、酢酸、コハク酸、クエン酸、蟻酸、マラテ)、糖 (グルコース、スクロース)、アミノ酸 (アラニン) ヌクレオシド (イノシンなどした合計 20 の化合物同定できたアデノシン)。

Figure 2
図 2: 代表的な1Aquafaba の総領域の H-NMR スペクトル。1、イソプロパノール;2、エタノール;3、乳酸。4、アラニン;5、酢酸;6、グルタミン;7、コハク酸;8、クエン酸。9、リンゴ酸;10、コリン。11、phosphocholine;12、メタノール;13、ショ糖;14、グルコース;15、β-グルコース;16、α-ブドウ糖;17、ショ糖;18、イノシン;19、アデノシン。20、ギ酸。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Aquafaba (E, G, J のブランド) を除く商業サンプルからの1H NMR スペクトルのほとんどは、エタノール メチル グループ (図 3) から 1.2 ppm でトリプレットを示した。Aquafaba 酢酸発酵は酢酸 1.95 ppm 信号も確認できます。ブランド F から Aquafaba は、乳酸やコハク酸 (2.48 ppm) の高レベルを表示から aquafaba しながら乳酸 (1.35 ppm) の高レベルを示します。すべての1H-NMR スペクトルで 3.2 ppm で一重項調査 aquafaba は、コリンの存在を示します。エタノール、酢酸と乳酸が缶詰になる前にひよこ豆の浸漬中に生成されると考えられます。ショ糖、コリンと他の分子が通常の代謝産物としてヒヨコから生じる。

Figure 3
図 3:1異なる商用製品から aquafaba の H-NMR スペクトル。2、エタノール;3、乳酸。5、酢酸;8、クエン酸。9、リンゴ酸;10、コリン。11、phosphocholine。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

発泡体組成を理解するには、液体の1H-NMR スペクトルは、ブランド A から 12 h は泡 (図 4) のスペクトルを比較した後、泡から分離。泡スペクトラムのプロトン シグナル領域 (5.4 5.0 ppm) で多く見られました。液体よりも泡のショ糖濃度 (3.63 ppm) が大きかった。メタノール (3.40 ppm)、エタノール (1.20 ppm)、乳酸 (1.35 ppm)、酢酸 (1.95 ppm) 及びコハク酸 (2.48 ppm) などの揮発性成分は、泡層、蒸発による可能性が高いに減少しました。タンパク質のプロトン シグナル (0.5 3.0 ppm、脂肪族アミノ酸側鎖の陽子) 泡であります。

Figure 4
図 4:1Aquafaba 泡とブランド å からジュースの H-NMR スペクトル1、イソプロパノール;2、エタノール;3、乳酸。4、アラニン;5、酢酸;6、グルタミン;7、コハク酸;8、クエン酸。9、リンゴ酸;10、コリン。11、phosphocholine;12、メタノール;13、ショ糖;14、グルコース;15、β-グルコース;16、α-ブドウ糖;17、ショ糖;18、イノシン;19、アデノシン。20、ギ酸;*、多糖類。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

ブランド H から aquafaba ジュースは 3 つの異なる MWCO 膜を用いた限外濾過を受けたし、 1H スペクトルを比較した (図 5)。10 kDa の膜は、多糖類、5.0 5.2 ppm のピークを貢献していた 50 kDa の膜によって渡されている間明らかポリヌクレオチド (6.5 8.5 ppm) を区切られます。ペプチド信号 (0.5 2.5 ppm) 3 kDa 濾液で検出されました。

Figure 5
図 5:1Aquafaba の H-NMR スペクトルを受ける膜ろ過します。16、α-ブドウ糖;17、ショ糖;*、多糖類。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

製品 H タンパク質の濃縮、膜ろ過、未透過の SDS ページの順で最も安定した泡を降伏 1 MWs 3 kDa (図 6 a) を超えると熱可溶性タンパク質の明確なバンドを明らかにしました。不思議なことに、5 つの識別された蛋白質バンドはひよこ豆の病原性真菌つる rabieiからタンパク質を含むように見えた。他のタンパク質のほとんどは知られている熱可溶性タンパク質後期胚の豊富なタンパク質など dehydrins (図 6 b) に属した。タンパク質も含まれている熱ショックタンパク質、ディフェンシン、ヒストン、非特異的脂質転送タンパク質とスーパーオキシド ジスムターゼを識別します。主要な貯蔵蛋白質 provicillin と leguminin も存在していた。

Figure 6
図 6: (A) ひよこ豆ジュース タンパク質の SDS ページの分離(各バンド B) 潜在的なタンパク質の同定します。5 つの識別された蛋白質バンドが強調表示されます。飛躍後期胚豊富な蛋白質、HSP を = = 熱ショックたんぱく質。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

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Discussion

本研究で我々 はプロパティ (ボリュームと泡の安定性) と化学組成が異なる生成フォーム異なる商業ソースからそのひよこ豆 aquafaba を発見しました。Aquafaba 粘度および水分含量には正の相関があった。泡のボリュームの増加 (Vf100) これらのパラメーターに関連していなかった.添加物塩とナトリウム EDTA が粘度を抑制し、泡沫安定性と缶詰のひよこ豆から aquafaba、これらの添加剤低粘度があったなど泡安定性の低い発泡体を製造。この結果は、ベヘラらの動作とは異なります。(2014)22塩存在下におけるミセル泡のボリュームが減ったし、泡崩壊率であることが報告されましたが、塩で遅くなった。追加塩煮標本から得られるひよこ豆 aquafaba より高い水分と塩と缶詰のひよこ豆から aquafaba と比較して低炭素含有にまた持っていた。デンプンとタンパク質腫れ23ひよこ豆を調理前に塩を加えることを限られている可能性があります。

膜濾過法による蛋白質の分離は続いて SDS-PAGE とペプチド aquafaba 蛋白質が主に知られている熱溶性親水性種を示した質量指紋採取します。不思議なことに、この材料は、ascochyta 病に汚染されていた提案したトリプシンのフラグメントの証拠もあった。Nmr による解析では、アルコール、酢酸、乳酸、コハク酸を含む最大 20 の小さな有機溶質を明らかにしました。これらの結果は、aquafaba の発酵生産物が蓄積していることを示す表示されます。微生物のこれらの化合物は缶詰になる前に種子の浸漬中に生産されています。泡とイソフラボンと揮発性成分が泡中ジュースで存在していたことを示したジュースのプロトン NMR スペクトルには、主に多糖類、ショ糖とタンパク質が含まれています。また興味の1H NMR は核酸 (DNA 可能性) の存在を示します。

明らかに、缶詰の影響を aquafaba プロパティと品質で使用されるプロセス。消費者は溶液濃度に基づく aquafaba の良い情報源を識別することが可能です。Salt の追加や EDTA なし缶詰は主にソースを選択します。できますが開かれた後、消費者はひよこ豆と濃度を決定するための aquafaba の質量の比を測定できます。ただし、メーカーが加工条件を標準化でき、商業製品として標準化された aquafaba を作り出します。

この研究ペプチド質量フィンガー プリントと1H NMR は、aquafaba の組成を分析する使用されました。ペプチドは、起泡性に貢献する指紋の識別された aquafaba タンパク質を質量します。同定されたタンパク質の熱安定性はよく知られています。技術は十分に種子真菌の生物に関連するタンパク質の存在を識別するために目の肥えた。しかし、様々 な要因の結果24影響を与えるかもしれない。重要なステップは、サンプル準備、タンパク質精製、分離ゲルの電気泳動、トリプシンの消化力および識別につながる大量の検索の前に。トリプシンのフラグメントのソフトウェア データベース検索 carbamylated リジン、メチオニンの酸化、ピログルタミン酸、脱あみど化アスパラギン、リン酸化セリン、トレオニン、変数としてチロシンを含む多くのペプチドの修正も考慮します。変更があります。2 段階解析から検証済みのヒットでは非特異的 C 末端半トリプシンと半トリプシン非特異的 N 末端を使用してを検索します。反復解析後検証ペプチッドおよび蛋白質 1% 虚偽の発見率を提供しています。

プロトン NMR は、aquafaba 有機小分子の存在を確認していました。いくつかの化合物は、そのスペクトルによって識別されました。NMR ピーク形状と低い感度を妨げることができる不溶解性の粒子を除去するためにろ過、aquafaba サンプルの遠心分離を行った。さらに、溶剤の抑制は強い水の共鳴によってもたらされる広範なベースラインと重複する分子の NMR 検出器の感度を改善するために採用されました。

プロトン NMR は、食品の品質管理の確立されたツールです。ガスクロマト グラフ GC/MS 等と比較して、LC/UV および LC/MS、 1H NMR 法は通常敏感です。ただし、このメソッドは、非常に小さなサンプル準備が必要ですし、迅速な結果と 1 つの測定25で広範な情報を実現します。十分な材料が現在1H NMR をまた定量的解析と未知の化合物の化学構造の解明に非常に信頼性の高い方法です。

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Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

本研究は、国際教育研究所の学者救済基金 (IIE SRF) によって支えられました。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Freeze Dryer
Stoppering Tray Dryer Labconco Inc. 7948040
Mixer 
Stainless steel hand mixer  Loblaws PC2200MR
Viscosity Measurement 
Shell cup No. 2  Norcross Corp.
Color Measurement 
Colorflex HunterLab spectrophotometer  Hunter Associates Laboratory Inc.
Protein and Carbon Contents 
Elemental analyzer   LECO Corp. CN628
NMR Spectrometry
Spectrafuge 24D   Labnet International Inc.
Syringe filters  VWR International CA28145-497 25 mm, with 0.45 µm PTFE membrane
Deuterium oxide  Cambridge Isotope Laboratories Inc. 7789-20-0
3-(trimethylsilyl)propionic-2,2,3,3-d4 acid sodium salt Sigma-Aldrich 169913-1G
Bruker Avance 500 MHz NMR spectrometer  Bruker BioSpin
TopSpin 3.2 software  Bruker BioSpin GmbH
Electrophoresis 
Regenerated cellulose membrane  Millipore Corp. 3, 10, 50 kDa (MWCO)
Centrifugal filter unit  Millipore Corp.
Benchtop centrifuge  Allegra X-22R, Beckman Coulter Canada Inc.
Mixer Mill MM 300  bead mill  F. Kurt Retsch GmbH & Co. KG
Eppendorf centrifuge 5417C Eppendorf
Phosphate buffered saline, pH 7.4 Sigma-Aldrich P3813-10PAK
Tris-HCl buffer pH 7.4  Sigma-Aldrich T6789-10PAK
PageRuler Prestained Protein Ladder  Fisher Scientific
Mini-Protein Tetra Cell system BioRad
Peptide Mass Fingerprinting
Thermo-Savant SpeedVac BioSurplus Centrifugal vacuum evaporator 
Trypsin buffer  20 µL trypsin in 1 mM hydrochloric acid and 200 mM NH4HCO3
Iodoacetamide Sigma-Aldrich I1149-5 g
Trifluoroacetic acid  Fluka BB360P050
Acetonitrile Fisher Scientific  L14734
Formic acid  Sigma-Aldrich 33015-500mL
Mass spectrometry vial  Agilent Technologies Canada Ltd.
Agilent 6550 iFunnel quadrupole time-of-flight mass spectrometer  Agilent Technologies Canada Ltd. Agilent 1260 series LC instrument and Agilent Chip Cube LC-MS interface
HPLC-Chip II: G4240-62030 Polaris-HR-Chip_3C18  360 nL enrichment column and 75 µm × 150 mm analytical column, both packed with Polaris C18-A, 180Å, 3 µm stationary phase. 
Agilent MassHunter Qualitative Analysis Software Agilent Technologies Canada Ltd.
SpectrumMill data extractors Agilent Technologies Canada Ltd.

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環境科学、問題 132、ひよこ豆、乳化剤、安定剤、増粘剤、製造、製品の卵/グルテン フリー (菜食主義者)
Aquafaba の組成と性質: 市販缶詰のヒヨコ豆から水が回復しました。
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