Solubility of $\alpha_{\rm S1}$-, $\beta$- and $\kappa$-casein in water-ethanol solutions

Samir Mezdour; Patrick Boyaval; Józef Korolczuk

doi:doi:10.1051/dst:2008001

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Volume 88 / No 3 (May-June 2008)

Dairy Sci. Technol., 88 3 (2008) 313-325

Abstract

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Issue		Dairy Sci. Technol. Volume 88, Number 3, May-June 2008


Page(s)		313 - 325
DOI		https://doi.org/10.1051/dst:2008001
Published online		22 May 2008

Dairy Sci. Technol. 88 (2008) 313-325
DOI: 10.1051/dst:2008001

Solubility of $\alpha_{\rm S1}$ -, $\beta$ - and $\kappa$ -casein in water-ethanol solutions

Samir Mezdour¹, Patrick Boyaval² and Józef Korolczuk³

¹ UMR1211 Science de l'Aliment et de l'Emballage, AgroParisTech, Cnam, INRA, 1 avenue des Olympiades, 91744 Massy cedex, France
² Danisco France SAS, Zone d'Activités de Buxières, 86220 Dangé Saint Romain, France
³ INRA, Agrocampus Rennes, UMR1253 Science et Technologie du Lait et de l'OEuf, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes cedex, France

Received 4 June 2007 - Accepted 7 November 2007 - Published online 22 May 2008

Abstract - The solubility and the selectivity of $\alpha_{\rm S1}$ -, $\beta$ - and $\kappa$ -casein isolation from an industrially produced spray-dried sodium caseinate as a function of temperature (20-40 °C) and of ethanol volume fraction (0-0.6) at pH 5.0-7.5 were studied. Reverse-phase high-performance liquid chromatography and nitrogen balance were used as analytical methods. At 20 °C, casein solubility as a function of pH (5-7) and of the ethanol volume fraction (0-0.6) is quite well represented by an equation describing the ionisation process. $\alpha_{\rm S1}$ -, $\beta$ - and $\kappa$ -casein solubility and $\beta$ - and $\kappa$ -casein extraction selectivity decrease both with a rise in the ethanol volume fraction to 0.45-0.50 and with temperature increase. For $\alpha_{\rm S1}$ -casein, the selectivity increases to 67% for an ethanol volume fraction of 0.47 at 29 °C. This fraction could be used as an emulsifying agent or for cream liqueur production or further purification.

Résumé - Solubilité des caséines $\alpha_{\rm S1}$ -, $\beta$ - et $\kappa$ - dans des solutions d'éthanol-eau
La solubilité et la sélectivité de séparation des caséines $\alpha_{\rm S1}$ , $\beta$ et $\kappa$ , à partir d'un caséinate de sodium industriel, en fonction de la température (20-40 °C) et de la fraction volumique d'éthanol (0 à 0,6) à pH 5,0-7,5, ont été étudiées. La chromatographie liquide de phase inverse haute performance et le bilan d'azote ont été utilisés comme méthodes analytiques. La solubilité de la caséine à 20 °C, en fonction du pH (5-7) et de la fraction volumique d'éthanol (0 à 0,6), est assez bien représentée par une équation qui décrit le processus d'ionisation. La solubilité des caséines $\alpha_{\rm S1}$ , $\beta$ et $\kappa$ et la sélectivité d'extraction des caséines $\beta$ et $\kappa$ diminuent avec l'augmentation de la fraction volumique d'éthanol à 0,45-0,50 et de la température. La sélectivité pour la caséine $\alpha_{\rm S1}$ augmente jusqu'à 67 % à 29 °C pour la fraction volumique d'éthanol de 0,47. Cette fraction caséique pourrait être utilisée comme émulsifiant ou pour la fabrication de crèmes liqueurs, ou être purifiée davantage.

Key words: $\alpha_{\rm S1}$ -casein / $\beta$ -casein / $\kappa$ -casein / solubility / purification / ethanol / temperature

Mots clés : caséine ${\bf\alpha}_{\bf S1}$ / caséine ${\bf\beta}$ / caséine ${\bf\kappa}$ / solubilité / purification / éthanol / température

Corresponding author: jozef.korolczuk@gmail.com

© INRA, EDP Sciences 2008

Solubility of -, - and -casein in water-ethanol solutions

Solubility of $\alpha_{\rm S1}$ -, $\beta$ - and $\kappa$ -casein in water-ethanol solutions