Microstructural study of thermal denaturation and gelation of proteins using an Agilent 660 FTIR

Význam tématu

FTIR spektroskopie patří mezi citlivé a vysoce výkonné metody pro sledování mikrostrukturálních změn proteinů během tepelné denaturace a gelace. Porozumění těmto procesům je klíčové pro optimalizaci potravinářských výrobků obsahujících syrovátkové proteiny.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo charakterizovat tepelné změny β-laktoglobulinu A napříč teplotním rozsahem 40–92 °C pomocí FTIR spektroskopie. β-laktoglobulin je nejhojnější globulární protein syrovátky a zásadně ovlivňuje funkční vlastnosti potravin.

Použitá metodika a instrumentace

• Spektrometrie: Agilent Cary 660 FTIR v mid-IR režimu s rychlým scanem
• Software: Resolutions Pro pro sledování dynamiky a kinetiky reakcí v reálném čase
• Parametry měření: rychlost 5 kHz, 128 skenů, rozsah 4000–800 cm⁻¹, rozlišení 4 cm⁻¹, teplota 40–92 °C
• Vzorek: β-laktoglobulin B 5 % (hmot.) v deuterovaném fosfátovém pufru pH 7, měření v transmisi

Hlavní výsledky a diskuse

Spektrum při 40 °C dekonvolucí odhalilo sedm pásů při 1691, 1677, 1664, 1648, 1634, 1622 a 1614 cm⁻¹, odpovídajících β-typu, β-listům, zákrutám, α-helixu a vibracím postranních řetězců. Zahřívání nad 76 °C vedlo k útlumu pásů 1677, 1648, 1634 a 1614 cm⁻¹ (denaturace) a k rozvoji pásů 1682 a 1617 cm⁻¹, které charakterizují intermolekulární anti-paralelní β-listy spojené s agregací.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje sledovat strukturu proteinů v reálném čase při tepelném zpracování
• Podporuje optimalizaci procesu výroby potravinových gelů obsahujících syrovátkové proteiny
• Přispívá k hlubšímu porozumění vztahu mezi strukturou proteinů a jejich funkčností

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na studium dalších potravinářských proteinů a jejich komplexů s polysacharidy
• Integrace FTIR s metodami DSC, CD spektroskopií a dalšími technikami pro komplexní analýzu termálních procesů
• Vývoj automatizovaných a miniaturizovaných buněk pro vysokopropustné aplikace

Závěr

Studie potvrdila, že Agilent Cary 660 FTIR poskytuje spolehlivý nástroj pro monitorování mikrostrukturálních změn β-laktoglobulinu při zahřívání. Získané údaje mohou významně zlepšit řízení výrobních postupů v potravinářském průmyslu.