10.02.2026 by Dr. Ligia de Souza
Předpověď denaturace bílkovin během pasterizace pomocí softwaru NETZSCH Kinetics Neo
Přečtěte si, jak NETZSCH Kinetics Neo předpovídá denaturaci bílkovin během pasterizace a pomáhá optimalizovat zpracování potravin při zachování jejich funkčnosti.
Proč je denaturace bílkovin při tepelné pasterizaci důležitá?
Pasterizace je jednou z nejdůležitějších technologií zpracování potravin, která zajišťuje mikrobiální bezpečnost a prodlužuje trvanlivost. Přestože jsou tepelné úpravy navrženy tak, aby byly šetrné, nevyhnutelně ovlivňují složky citlivé na teplotu, zejména bílkoviny. Vzhledem k tomu, že bílkoviny zajišťují důležité funkční vlastnosti, jako je rozpustnost, želírování a emulgace, je pro vývoj vysoce kvalitních potravinářských složek nezbytné pochopit, jak reagují na teplo. Denaturace bílkovin může ovlivnit uvedené vlastnosti.
Tradiční pasterační techniky se značně liší teplotou a délkou trvání. Dávkové nebo LTLT (nízkoteplotní, dlouhodobé) ošetření pomalu zahřívá výrobky po dobu několika minut, zatímco HTST (vysokoteplotní, krátkodobé) procesy, ultrapasterizace a UHT (ultravysokoteplotní) vystavují potraviny vyšším teplotám po dobu několika sekund. Každá metoda poskytuje jinou rovnováhu mezi mikrobiální kontrolou a kvalitou výrobku. Nadměrná teplota však může vést k denaturaci bílkovin, ztrátě nutriční hodnoty a změnám textury nebo vzhledu. Navzdory nástupu netepelných alternativ, jako je vysokotlaké zpracování a pulzní elektrické pole, zůstává tepelná pasterizace v mnoha průmyslových odvětvích dominantní. V důsledku toho jsou stále cennější prediktivní nástroje, které dokáží vyhodnotit a optimalizovat tepelné účinky na bílkoviny.
Od DSC křivek ke kinetickým modelům: Předpovídání tepelně indukovaných změn proteinů
NETZSCH Kinetics Neoje výkonná softwarová platforma určená k modelování reakcí závislých na teplotě. Pomocí kinetické analýzy dat z přístrojů pro termickou analýzu NETZSCH dokáže software sestavit jak bezmodelové, tak modelové popisy složitých reakčních drah. V případě studií denaturace proteinů to výzkumníkům umožňuje překročit rámec pouhého pozorování křivek DSC a místo toho vyvinout přesné kinetické modely, které odhalí, jak se proteiny vyvíjejí při specifických teplotních profilech. Tyto modely pak lze použít k předpovědi rozsahu denaturace za skutečných podmínek zpracování.
V nedávné aplikační poznámce jsme analyzovali disperze kvasinkových proteinů pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie(DSC), abychom určili jejich tepelné chování. Během prvního cyklu zahřívání vykazoval protein široký denaturační děj mezi 44 °C a 78 °C. Druhý cyklus zahřívání nepřinesl žádné tepelné účinky, což potvrdilo nevratnost denaturace. Pro stanovení kinetiky tohoto procesu jsme provedli měření při několika rychlostech zahřívání. Pomocí softwaru Kinetics Neo jsme tyto soubory dat vyhodnotili a zjistili jsme vynikající shodu jak při použití bezmodelové Friedmanovy analýzy, tak při použití třístupňového přístupu založeného na modelu.
Optimalizace pasterizačních procesů pomocí simulací na Kinetics Neo
Po stanovení kinetických parametrů, Kinetics Neo byl použit k simulaci denaturace bílkovin za typických pasterizačních podmínek. Předpovědi odhalily významné rozdíly mezi metodami. Dávková pasterizace vedla k téměř úplné denaturaci mnohem dříve, než uplynula celá doba ošetření. Naproti tomu UHT zpracování způsobilo rychlou a rozsáhlou konverzi (po 1 s zůstalo pouze přibližně 10 % nativních bílkovin). HTST byla mírnější, přesto však ovlivnila značnou část obsahu bílkovin. Ultrapasterizace byla jedinou metodou, která zachovala většinu nativních bílkovin, protože velmi krátká doba expozice omezila celkovou denaturaci.
Tato práce zdůrazňuje, jak může kinetické modelování podpořit optimalizaci pasterizačních strategií. Pomocí NETZSCH Kinetics Neo , mohou výrobci potravin Identify zpracovatelská okna, která zachovávají funkčnost bílkovin, snížit pracnost experimentů a zaujmout kontrolovanější přístup k tepelnému zpracování. Výsledkem je přístup k navrhování procesů založený na datech, který zlepšuje kvalitu výrobků i efektivitu vývoje.
Přečtěte si celou aplikační poznámku:
Podívejte se také na tento webinář:
