Lecture 23/3 - protein och minerals

Question 1

Hur påverkar partiklarna mjölken?

Answer 1

• Den blir vit, viskositeten påverkas

* Interaction forces between particles impact on stability of system

Question 2

Vilka två olika proteiner finns i mjölken?

Answer 2

Caseiner och whey proteins

Question 3

Vad är meningen med caseinerna i mjölken?

näringssynpunkt

Answer 3

– bär höga koncentrationer av ca och P till ungen
- om detta hade varit fria skulle det skadda modern

– Supplier of highly valuable amino acids to offspring

– koagulerar i kalvens mage och därmed bättre upptag)

Question 4

Vilka två olika whey proteins finns?

Answer 4

– β-lactoglobulin

– α-lactalbumin

Question 5

Hur skilljer sig caseiner och serum proteinerna i storlek?

Answer 5

caseinerna är mindre

Question 6

Vad är gamma casein?

Answer 6

Ej ett riktigt casein utan en del av beta cassein.

Question 7

Vilka caseiner finns?

Answer 7

alfa 1 och 2
beta
kappa (k)
gamma (y)

Question 8

Vilka serum proteiner finns?

Answer 8

beta lactoglobulin
alfa lactoglobulin
serum albumin
imunoglouliner

Question 9

Vad betyder det att de är voluminous?

Hur är miceller laddade?

Answer 9

• Micelle is voluminous
– contains more water than dry matter (4 g/ g dry casein)

• Micelle negatively charged
– de negativt laddade y på utsidan av micellen

Question 10

Hur (när) påverkars caseiner av pH, temp och närvaron av Ca

Answer 10

• Casein is defined as milk protein that precipitates at
pH 4.6 (koagulerar)

• Casein har väldigt lite secuondär och tertiär struktur vilket gör att den inte är känslig för värme. Men vid temperatur över 120 kan de bli olösliga pga kemiska reaktioner
• Casein precipitates in the presence of Ca2+ ions (neutraliserar den neg laddningen) and by action of rennet

Question 11

Vad är whey proteins (serum proteins)?

Hur ser de ut?

Answer 11

• Whey (serum) proteins finns i löslig form i serum

* De flesta whey proteinerna är globulära med compact packade peptid chains

Question 12

Vad är och gör beta lactoglobulin?

Answer 12

• ß-lactoglobulin står för störsa delen av whey protein och har stor inverkan på wheys egenskaper
• stimulerar lipas aktivitet genom dess möjlighet att binda fettsyror
• transporterar vitamin a genom mage noch small intestines

Question 13

Vad gör alfa lactoglobulin?

Answer 13

• α-lactalbumin är ett co-enzyme i lactos syntesen, i sista steget
• regulerar därmed även mjölksyntesen - milk secretion

Question 14

Hur påverkas caseinmiceller av vilket djur den kommer ifrån?

Answer 14

Storlek och innehåll på micellen varierar beroende på art, genetisk variation och individ

Question 15

Hur lagras ca och p i mjölken?
Varför lagras det såhär och inte fritt?
Hur påverkar lagringen mjölkens egenskaper?

Answer 15

de finns lagrade i micellerna
– CaP (8g/100g casein)
skulle va skadliga för honan om fritt då de ej skulle va så lösliga

– Utan calcium and phophate skulle caseinerna ge en väldigt hög viscositet pga deras öppna struktur

Question 16

Vilka spec eg har de olika proteinerna?
Y casseiner,
lactoglobuliner
casseinerna

Answer 16

Y cassein binder ej calsium joner

lactoglobulinerna kan bilda s-s bryggor

caseinerna är fosfolilerade

Question 17

Hur påverkar teperaturen s-s bryggorna?

Answer 17

• temperaturer över 70°C möjliggör reaktioner mellan fria thiolgrupper (-SH) och s-s bryggor på olika proteiner
• Dessa bindningar ökar volmen av de aggregerade proteinerna i fermenteradmjölk och ökar viscositeten

Question 18

Vad påverkar lösligheten av whey proteins?

Answer 18

pH och jon styrka

Question 19

Hur påverkas caseinerna av låg temp (ex storage)

Answer 19

• Dissolution av ß-casein pga svaga hydrophobic
bonds vid låg temp (<5°C) = hög risk för degregering av plasmin vid låga temperaturer

• andra caseiner kommer också lösas sig vilket kommer bilda new type of ”hairs” protruding from micelle = vilket ger higher viscosity. Detta är varför hämtar var 3dje dag
• en del av CCP vilket gör att det bildas färre ca bindaningar till casein
• Colloidal stability minskar vilket sämmre rennetability

Question 20

Hur påverkas caseinmicellerna av hög temp (ex processer)

Answer 20

• mängden CCP i micellen kommer öka
• vid temperatuer >100°C löser sig delar av K-casein
• Serum proteins aggregerar och binder sig till micellens yta under deras heat denaturering vilket ger en irrevebesibel denaturering

Question 21

Hur påverkas caseinmicellerna av acidity?

Answer 21

• Vid pH 5.25 har all P lämnat micellen och vid pH 4.6 har all ca löst sig

• Ändringen i net charge av micellen sker
- den negativa net charge kommer till en början minska med ökat pH men efter ett tag kommer den öka igen pga vidare lösning av ca2+ joner ifrån micellen

• vid lågt pH
– internal salt bridges keep casein molecules together in the micelle
– No calcium bridges finns

Question 22

Vad kan orsaka aggregation av caseinmiceller?

dvs vad ökar viskositeten, vad sker

Answer 22

• Long storage (age gelation, UHT)
– Micelles show protrusions, increasing viscosity

• High temperature (heat coagulation)
– Preceded by changes in chemical composition

• Acidification
– CCP löser sig i whey
– micellens negative net charge minskar (pI of casein is 4.6)
– Den negativa charged “tail” (GMP) viker in sig

• Renneting
– K-casein splite och den negativa svansen tas bort från micellen

• Excess Ca2+
– ökar formationen av Ca-bridges
– ökar mättnaden av CaP i serume
– Minskar the net charge av micellen

Question 23

Hur ser casein micellen ut?

Answer 23

• K-casein on surface
– Negatively charged protruding ”tail” (glycosylated)
– Make micelles hydrophilic
– Essential in providing micelle stability

• Micelles contain nano-clusters of CaP
– Inorganic and organic phosphate
– Calcium

Question 24

Hur ser polymerisationen av alfas1 och b casseiner ut

Answer 24

β-casein forms a linear polymer, giving a surfactant-like micellar structure - smällkaramell med svansar som sticker ut

alfan blir en lång kedja

Question 25

Hur binder k-kassein carbohydrates?

Vad kallar man det?

Answer 25

kolhydrar recedues fastnar via threonine residue på K-casein

man säger att den är Glucosylated då bundit

Question 26

Hur can casseiner cross link?

Answer 26

Via CaP

Question 27

Hur binder ca och fosfat till micellerna?

Answer 27

• αs1-, αs2-, and β-casein binder snabbt till CaP clusters och på så sätt motverkar bildandet av kristaller och precipitation of CaP in the mammary gland
– nutraliserar the phosphoserine clusters
– up tíll 4 eller fler phosphoserine clusters can be accomodated at each CaP nanocluster

Question 28

Hur ser micellen ut inuti

• CaP fungerar som?
• vad gör K-kassein

Answer 28

• Calcium phosphate acts as the crosslinking points, binder ihop chains of proteins
• Κ-casein terminates chains and accumulates på utsidan

Question 29

vad gör den öppna strukturen i micellen?

Answer 29

• Open structure (pores) allowing smaller entities (proteins, enzymes, dextrans) to penetrate the interior
• Accumulation of water in pores

Question 30

Hur stabiliseras micellen?

Answer 30

Micellen stabiliseras genom steric hindrance av the protruding K-casein på ytan

Question 31

Vad händer då globuliner (serum proteinerna) denaturerat?

vad får det för följder?

Answer 31

De s-s bryggor som finns i globulären bryts ut och kommer fram och kan då reagera med andra globylärer (skinn/längre polymer) (-SH och S-S)

De kan även attatch till micellernas surface. (används vid fermentering, binder vatten) - aggregates

• Voluminosity of milk protein increase resulting in increased viscosity

Question 32

Joner i mjölk

Answer 32

Cations (+)
Na 
K 
Ca 
Mg
Amines 

Anions (-)
Cl
CO3 
SO4 
PO4

Question 33

Hur påverkas det om man tillsätter CaCl till mjölken

Answer 33

Gör koaglet bättre,
ph blir lägre (sker även om tillsätter syra/bas)

kemisk reaktion i pp, ekvilibriumet dras åt ena hållet

Question 34

Hur påverkar citrat ca halten?

Answer 34

•Citrat binder upp ca vilket fgör att mer ca lämnar micellen

Question 35

Hur många caseiner i en micell?

Hur stor är en micell?

Answer 35

• approx 10^4 casein molecules in one micelle

* Micelle size 40-300 nm in n diameter

Question 36

Hur reagerar lactoglobuliner på värme?

Answer 36

• denaturerar och lägger sig på ytan av mjölken och aggregerar fast på micellerna

Question 37

Hur påverkar micellerna fermenterad mjölk?

Answer 37

• Fermented milk: micelles largely determine

the rheological properties of fermented milk - flytegenskaperna

Question 38

Hur påverkar micellerna homogeniserad mjölk?

Answer 38

interaction between micelles and oil-water surfaces is impostant in milk produkts

Question 39

Vad stabiliserar micellen?

Answer 39

• olika forces
– Hydrophobic bonds mellan protein grupper
– Cross-links between peptide chains by CaP nanoclusters
– jon bindninar

Question 40

Hur kan kasseiner bilda kedjor?

Answer 40

– Hydrophobic regions in molecules
– Ionic attraction
– Ca-bridging

Question 41

Hur binder k kassein till andra?

Varfördå?

Answer 41

• κ-casein fungerar som chain terminator
– kan bara binda till ett annat protein via hydrophobic interaction
– inga phosphoserine residues
– kan ej binda till fler pga glycomacropeptide

Question 42

Hur påverkar Mg2+ ca halten?

Answer 42

mg binder upp cirtaten då denne ej kan binda ca - ca går in i micellen.