10.02.2026 by Dr. Ligia de Souza
Forudsigelse af proteindenaturering under pasteurisering med NETZSCH Kinetics Neo Software
Se, hvordan NETZSCH Kinetics Neo forudsiger proteindenaturering under pasteurisering og hjælper med at optimere fødevareforarbejdningen, samtidig med at funktionaliteten bevares.
Hvorfor proteindenaturering er vigtig i termisk pasteurisering
Pasteurisering er en af de vigtigste teknologier til forarbejdning af fødevarer, som giver mikrobiel sikkerhed og forlænger holdbarheden. Selvom varmebehandlinger er designet til at være skånsomme, påvirker de uundgåeligt temperaturfølsomme komponenter, især proteiner. Da proteiner giver vigtige funktionelle egenskaber som opløselighed, gelering og emulgering, er det vigtigt at forstå, hvordan de reagerer på varme for at kunne udvikle fødevareingredienser af høj kvalitet. Denaturering af proteiner kan påvirke de nævnte egenskaber.
Traditionelle pasteuriseringsteknikker varierer meget i temperatur og varighed. Batch- eller LTLT-behandlinger (lav temperatur, lang tid) opvarmer langsomt produkter over flere minutter, mens HTST-processer (høj temperatur, kort tid), ultrapasteurisering og UHT (ultrahøj temperatur) udsætter fødevarer for højere temperaturer i løbet af få sekunder. Hver metode giver en forskellig balance mellem mikrobiel kontrol og produktkvalitet. Men overdreven varme kan føre til proteindenaturering, tab af næringsværdi og ændringer i tekstur eller udseende. På trods af fremkomsten af ikke-termiske alternativer, såsom højtryksbehandling og pulserende elektriske felter, er termisk pasteurisering fortsat dominerende i mange industrisektorer. Derfor bliver forudsigelsesværktøjer, der kan evaluere og optimere termiske effekter på proteiner, stadig mere værdifulde.
Fra DSC-kurver til kinetiske modeller: Forudsigelse af varmeinducerede proteinændringer
NETZSCH Kinetics Neoer en kraftfuld softwareplatform designet til at modellere temperaturafhængige reaktioner. Ved kinetisk analyse af data fra NETZSCH termiske analyseinstrumenter kan softwaren konstruere både modelfrie og modelbaserede beskrivelser af komplekse reaktionsveje. I forbindelse med undersøgelser af proteindenaturering giver det forskerne mulighed for at bevæge sig ud over blot at observere DSC-kurver og i stedet udvikle præcise kinetiske modeller, der afslører, hvordan proteiner udfolder sig under specifikke temperaturprofiler. Disse modeller kan derefter bruges til at forudsige omfanget af denaturering under reelle behandlingsforhold.
I en nylig applikationsnote analyserede vi gærproteindispersioner ved hjælp af Differential Scanning Calorimetry, DSC, for at bestemme deres termiske opførsel. Under den første opvarmningscyklus udviste proteinet en bred denaturering mellem 44 °C og 78 °C. En anden opvarmningscyklus gav ingen termiske effekter, hvilket bekræfter, at denatureringen er irreversibel. For at fastslå kinetikken i denne proces foretog vi målinger ved flere opvarmningshastigheder. Ved hjælp af Kinetics Neo -softwaren evaluerede vi disse datasæt og fandt fremragende overensstemmelse ved hjælp af både den modelfrie Friedman-analyse og den tretrins modelbaserede tilgang.
Optimering af pasteuriseringsprocesser med Kinetics Neo simuleringer
Efter at have etableret de kinetiske parametre, Kinetics Neo blev brugt til at simulere proteindenaturering under typiske pasteuriseringsforhold. Forudsigelserne afslørede betydelige forskelle mellem metoderne. Batch-pasteurisering førte til næsten fuldstændig denaturering, længe før den fulde behandlingstid var gået. I modsætning hertil forårsagede UHT-behandling hurtig og omfattende omdannelse (efter 1 sek. var der kun ca. 10 % af det oprindelige protein tilbage). HTST var mildere, men påvirkede stadig en betydelig del af proteinindholdet. Ultrapasteurisering var den eneste metode, der bevarede det meste af det oprindelige protein, fordi den meget korte eksponeringstid begrænsede den samlede denaturering.
Dette arbejde fremhæver, hvordan kinetisk modellering kan understøtte optimeringen af pasteuriseringsstrategier. Ved at bruge NETZSCH Kinetics Neo kan fødevareproducenter Identify behandlingsvinduer, der opretholder proteinfunktionalitet, reducere arbejdsbyrden ved eksperimenter og tage en mere kontrolleret tilgang til termisk behandling. Resultatet er en datadrevet tilgang til design af processer, der forbedrer både produktkvalitet og udviklingseffektivitet.
Læs hele applikationsnoten:
Se også dette webinar:
