Composição e propriedades de Aquafaba: água recuperada de grão de bico enlatado comercialmente
Summary
Aquafaba é um suco viscoso de grão de bico enlatado, quando agitado vigorosamente, produz uma espuma branca relativamente estável ou espuma. O objetivo principal da pesquisa é identificar os componentes do aquafaba que contribuem viscosifying/espessamento propriedades usando ressonância magnética nuclear (NMR), ultrafiltração, eletroforese e peptídeo massa fingerprinting.
Abstract
Grão de bico e outras leguminosas são comumente vendidas como produtos enlatados, embalados em uma solução espessa ou uma salmoura. Esta solução recentemente foi mostrada para produzir espumas estáveis e emulsões e pode atuar como um espessante. Recentemente o interesse neste produto tem sido reforçada através da internet, onde propõe-se que esta solução, agora chamada aquafaba por uma crescente comunidade, pode ser usado um substituto para a proteína de ovo e leite. Como aquafaba é ambos novos e sendo desenvolvido por uma comunidade baseada na internet pouco é conhecido de sua composição ou propriedades. Aquafaba foi recuperado 10 produtos comerciais de grão de bico enlatado e correlações entre aquafaba composição, densidade, viscosidade e propriedades de espuma foram investigadas. Proton NMR foi usado para caracterizar a composição aquafaba antes e depois de ultrafiltração por membranas com corte de peso molecular diferente offs (MWCOs de 3, 10 ou 50 kDa). Um protocolo para eletroforese e peptídeo impressões digitais em massa também é apresentada. Esses métodos forneceram informações valiosas sobre componentes responsáveis pela aquafaba propriedades funcionais. Esta informação permitirá o desenvolvimento de práticas para produzir produtos de padrão comercial aquafaba e pode ajudar os consumidores a selecionar produtos de utilidade superior ou consistente.
Introduction
Cada vez mais estão sendo desenvolvidos produtos vegetarianos que imitam as propriedades da carne, leite e ovos. As propriedades funcionais dos pulsos são importantes em seus usos atuais em aplicações de alimentos e suas propriedades estão a ser exploradas no desenvolvimento de substitutos para proteína animal. Por exemplo, as vendas de lácteos alternativas eram US $ 8,8 bilhões USD em 2015 e este mercado está crescendo rapidamente. Este mercado é projetado para crescer para US $ 35,06 bilhões em 2024. Além disso, a tendência da procura de substitutos do leite à base de plantas é, em parte, um resultado de preocupações com a saúde do consumidor em relação a colesterol, antibióticos e hormônios de crescimento, muitas vezes usados na produção de leite1. Da mesma forma, proteína vegetal e mercados de sucedâneo de ovo hidrocoloide estão expandindo rapidamente, e uma taxa de crescimento composto anual de 5,8% é esperada para estes materiais nos próximos 8 anos com vendas de US $ 1,5 bilhões USD esperado em 20262. Um número crescente de consumidores prefere fontes de proteína de vegan, alérgeno reduzido dietas e menor pegada de carbono para produtos alimentares. Demanda por produtos à base de pulso, especialmente de lentilha, grão de bico e feijão faba estão crescendo constantemente devido o teor de alta proteína, fibra dietética e baixo teor de gordura saturada dos pulsos3. Pulsos também contêm fitoquímicos com atividade biológica potencialmente benéficos4.
Entidades comerciais, cientistas e pessoas privadas tomaram diferentes abordagens para comunicar que as propriedades de qualidade de grão de bico com base substitutos de ovo e leite. Gugger et al. 5 produzido um produto leite de grãos de amido alta incluindo feijão adzuki e grão de bico. Em seus métodos descritos os proponentes tentaram mostrar que seu produto é único e diferente de “aquafaba”6. Em outra abordagem comercial elucidada por Tetrick et al substituto de ovo 7 uma planta-baseado foi desenvolvido. Seu pedido de patente descreve métodos de combinação de farinha de pulso com espessantes conhecidos que emulam a função da clara de ovo em materiais cozidos. Fórmulas típicas incluem farinha de pulso de 80-90% e aditivos de espessamento de 10-20%.
Pares literatura também indica a funcionalidade possível com grão de bico e demonstrou que frações proteicas albumina, obtidas a partir de farinha de grão de bico kabuli e desi têm propriedades de boa emulsificação. Também encontraram um efeito significativo de origem de grão de bico em albumina rendimento e desempenho8.
Após o relatório inicial de internet, descrevendo “aquafaba” pelo chef francês Joël Roessel, um movimento do código aberto está mostrando a utilidade do aquafaba como um substituto da clara de ovo e proteína de leite em muitas aplicações de comida. Existem muitas páginas da Web altamente vistas e vídeos do YouTube mostrando a incorporação de aquafaba em alimentos que emulam as qualidades de gelo cream, merengue, ovos mexidos, queijo, maionese e creme chantilly. A maioria dos pioneiros fornecendo aplicações open source de aquafaba (receitas) obter seu material por esticar o grão de bico enlatado e usando o líquido em suas receitas. Estes indivíduos são principalmente os cientistas não treinados. Seções de video Comentários indicam que os inquiridos têm copiado as receitas e alguns não conseguiram replicar os sucessos dos defensores aquafaba.
As três abordagens (empresarial, científica e de código aberto) para o desenvolvimento de substitutos de leite e ovos têm mérito, mas estão faltando uma dimensão importante. Cientistas aplicados, cientistas básicos indivíduos promulgação de produtos à base de pulso incompleta caracterizada e padronizou seu material de entrada. Padronização de um produto para um uso específico é uma prática industrial normal. Cultivares de grão de bico não tem sido padronizados para aquafaba qualidade e práticas de produção de conservas industriais são padronizadas para produzir o grão de bico consistente não aquafaba.
Com base em estudos de outras commodities, é previsível que tanto o genótipo e o ambiente contribuirá para a qualidade de aquafaba de pulso. É sabido que tanto o genótipo e o meio ambiente afetam de grão de bico kabuli enlatar propriedades9. Normalmente, os efeitos genotípicos são grandes entre espécies relacionadas e menores dentro de membros de uma espécie. Variação nas propriedades físicas e químicas pode ser minimizada através da preservação de identidade que permite a seleção de cultivares com propriedades desejadas. Efeitos ambientais também podem ser grandes e são gerenciados pela avaliação da qualidade e mistura de desempenho padrão em específico testes10.
Existem muitas cultivares geneticamente distintas de grão de bico na produção comercial. Para exemplos, centro de desenvolvimento da cultura da Universidade de Saskatchewan, uma importante fonte de germoplasma comercial de grão de bico, lançou 23 cultivares de grão de bico desde 1980, dos quais 6 são atualmente recomendados para cultivo no Canadá. Enquanto manuscritos científicos frequentemente descrevem o cultivar utilizado em um estudo, as patentes e páginas de internet que foram inquiridas não indicaram o cultivar utilizado ou a proveniência do grão de bico. A padronização de cultivares e manipulação pode ajudar os usuários a aumentar o seu sucesso no uso de grão de bico, mas esta informação não está disponível em produtos de grão de bico enlatado.
O objetivo desta pesquisa é determinar os componentes de aquafaba que contribuem Propriedades de formação de espuma. Aqui, foram comparadas as propriedades reológicas de aquafaba de marcas comerciais de grão de bico e as propriedades químicas foram estudadas por NMR e electroforese do peptide mass fingerprinting. A nosso conhecimento, esta é a primeira pesquisa que descreve a composição química e as propriedades funcionais dos componentes viscosifier aquafaba.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nesta pesquisa, encontramos essa aquafaba de grão de bico de diferentes fontes comerciais produz espumas que variam em composição química e Propriedades (volume e estabilidade de espuma). Houve uma correlação positiva entre aquafaba viscosidade e teor de umidade. Aumento de volume de espuma (Vf100) não foi relacionado para esses parâmetros. Aditivos tais como sal e dissódico EDTA pode suprimir a viscosidade e estabilidade de espuma, como aquafaba de grão de bico enlatado com estes aditivos tinha meno…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada pelo fundo de resgate de estudioso do Instituto de educação do Internacional (IIE-SRF).
Materials
| 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. |
References
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