Back to Search Start Over

Multiscale quantitative characterization of demineralized casein micelles: How the partial excision of nano-clusters leads to the aggregation during rehydration

Authors :
Paulo Peres De Sa Peixoto Jr
Marc Schmutz
Antoine Derensy
Sarah Nasser
Guillaume Delaplace
Romdhane Karoui
Salma Ben-Harb
Bertrand Doumert
Marcio H. Nogueira
Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
Institut Charles Viollette (ICV) - ULR 7394 (ICV)
Université d'Artois (UA)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Institut Supérieur d'Agriculture-Université de Lille-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
ADRIANOR
Institut Charles Sadron (ICS)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Michel Eugène Chevreul - FR 2638 (IMEC)
Université d'Artois (UA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centrale Lille Institut (CLIL)
INGREDIA SA, F-62000 Arras, France
Partenaires INRAE
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université d'Artois (UA)-Centrale Lille-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Source :
Food Hydrocolloids, Food Hydrocolloids, Elsevier, 2020, 105, pp.105778. ⟨10.1016/j.foodhyd.2020.105778⟩, Food Hydrocolloids, 2020, 105, pp.105778. ⟨10.1016/j.foodhyd.2020.105778⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier BV, 2020.

Abstract

The amount of colloidal calcium phosphate (CCP) nanoclusters modifies the structure and functional properties of the casein micelles. This study aims to analyze the structural changes in partially demineralized casein micelles (D-CMs) and compare them with native casein micelles (CMs) in order to provide new insights towards the subsequent changes in rehydration behavior. Two rehydration strategies were applied. First is the fast rehydration process (50 degrees C/1 h), close to the industrial practice, while the second one (25 degrees C/24 h), a slow rehydration process, used as control. The presence of large (>10 mu m) and stirring resistant aggregates in D-CMs were evidenced by Static Light Scattering, being significantly higher for D-CMs rehydrated at 50 degrees C/1 h. As evidence from the electrophoresis results, the non-covalent interactions play a major role in aggregate formation. The decrease in the CCP concentration (-15%) leads to a more loosely packed/porous structure of D-CMs (Transmission Electronic Microscopy/Cryo-Fracture), and (as observed using Nuclear Magnetic Resonance and Small Angle X-ray Scattering) the demineralization also contributes to increase disorder in the structure of the micelle. Fluorescence Spectroscopy data reveals the presence of casein-tryptophan residues in a more hydrophobic environment shedding light on the importance of hydrophobic interactions for the aggregation of D-CMs. In summary, the study sketches a clear picture of internal rearrangement of CMs structures, in partially demineralized conditions, followed by fast rehydration at high temperatures.

Details

ISSN :
0268005X and 18737137
Volume :
105
Database :
OpenAIRE
Journal :
Food Hydrocolloids
Accession number :
edsair.doi.dedup.....301c9b35463b224d04ceace84f94f192