Original article

Rennet-induced aggregation of homogenized milk: Impact of the presence of fat globules on the structure of casein gels

均质奶的酶凝乳: 脂肪球对酪蛋白胶束结构的影响

Agrégation induite par la présure de lait homogénéisé : impact de la présence de globules gras dans la structure des gels de caséine

Department of Food Science, University of Guelph, Guelph, Ontario, N1G 2W1, Canada

^* Corresponding author (通讯作者): mcorredi@uoguelph.ca

Received: 21 September 2009
Revised: 18 February 2010
Accepted: 1 March 2010

Abstract

The present study investigated the renneting behaviour of casein micelles as influenced by the presence of fat globules. The gelation of skim milk, homogenized milk and homogenized milk with Tween 20 added was observed using diffusing wave spectroscopy and rheology. By adding Tween 20 to homogenized milk, it was possible to displace most of the milk protein from the oil/water interface and create a system with the same colloidal attributes as homogenized milk but with oil droplets with a very different interfacial composition, and relatively inert during rennet-induced aggregation. The primary phase of gelation was faster in homogenized milk compared to skim milk. Casein micelles were altered by the homogenization process which spreads them at the interface, making κ-casein more readily available. The addition of Tween 20 did not further affect the enzymatic activity on the micelles. However, the onset of gelation occurred earlier in homogenized milk with Tween 20 added, as the micelles aggregated at a lower level of proteolysis compared to homogenized milk. This work clearly showed that the gels formed in homogenized milk with and without Tween 20 have different physico-chemical properties, because of the different colloidal state of the filler particles.

摘要

本文考察了脂肪球的存在对酪蛋白胶束凝乳特性的影响。通过运用散射波谱和流变仪观察了脱脂奶、均质奶和添加吐温20 的均质奶的凝乳过程。吐温 20 添加到均质奶后，可能会替代水包油界面中的大多数乳蛋白，形成了与均质奶具有相同胶体特性的新体系，但是油滴界面成分会因此发生变化，并且皱胃酶凝乳过程会相对缓慢。均质奶中凝胶相的形成比脱脂奶中要快。均质过程使酪蛋白胶束向胶体界面扩散，从而 κ-酪蛋白更易获得。虽然添加吐温 20 不能进一步影响胶束中酶活性，但是，添加吐温 20 的均质奶凝胶的形成比未添加吐温 20 的要快，这是由于添加吐温 20 的均质奶可以在较低的水解蛋白浓度下使酪蛋白胶体聚合所致。该研究清楚的表明了由于填料颗粒具有不同的胶体状态导致了均质奶和添加吐温 20 的均质奶形成的凝胶具有不同的物化特性。

Résumé

Cette étude porte sur l’influence de la présence des globules gras sur le comportement des micelles de caséine après ajout de présure. La gélification de lait écrémé, de lait homogénéisé et de lait homogénéisé additionné de Tween 20 a été observée par diffusion dynamique de la lumière et par rhéologie. En ajoutant du Tween 20 au lait homogénéisé, il était possible de déplacer la plupart des protéines adsorbées à l’interface huile/eau et de créer un système avec les mêmes éléments colloïdaux que le lait homogénéisé mais avec des gouttelettes lipidiques ayant une composition à l’interface très différente et relativement inertes durant l’agrégation induite par la présure. La phase primaire de la gélification était plus rapide dans le lait homogénéisé en comparaison au lait écrémé. Les micelles de caséines étaient altérées par l’homogénéisation qui les disperse à l’interface, rendant les caséines kappa plus disponibles. L’addition de Tween 20 ne provoquait pas de modification supplémentaire de l’activité enzymatique sur les micelles. Cependant, le démarrage de la gélification apparaissait plus précocement dans le lait homogénéisé avec Tween 20, puisque les micelles s’agrégeaient à un niveau plus faible de protéolyse que celui du lait homogénéisé. Ces travaux montrent que les gels formés dans du lait homogénéisé additionné ou non de Tween 20 ont des propriétés physico-chimiques différentes, en raison de l’état colloïdal différent des particules de remplissage.