Casein-Micellen als potentielle Trägersysteme für Naturstoffe

FSMI 2013

Vortrag von D. Martin, 19.02.2013

Martin, D., Fischer, J., Schrader, K., Lorenzen, P. Chr. 
Max Rubner-Institut, Hermann-Weigmann-Str. 1, 24103 Kiel


Casein-Micellen (CM) sind natürliche Inhaltsstoffe der Milch und können durch Mikrofiltration[1] aus Magermilch hergestellt werden. Ziel der Untersuchungen war die Prüfung, ob natürliche CM mit Naturstoffen beladen und dann als Trägersysteme angewendet werden können. Als Modellsubstanzen wurden das hydrophile 5’-Uridinmonophosphat (5’-UMP) und das hydrophobe beta-Carotin ausgewählt. Neben den natürlichen CM wurden zum Vergleich artifizielle CM durch Umsetzung von Natrium-Caseinat hergestellt[2]. Die Charakterisierung der CM und Überstände erfolgte durch Laserbeugung (Teilchengrößenverteilung), HPLC (5’-UMP), Photometrie (beta-Carotin), FT-IR-Spektroskopie (MIR) und Transmissionselektronenmikroskopie.
Natürliche CM wurden bei nativem und bei erniedrigtem pH mit 5‘-UMP umgesetzt. In den mit 5‘-UMP behandelten und in den Null-Proben wurden in der Regel übliche Teilchengrößenverteilungen um 0,1 m bestimmt. Bei Umsetzung von CM mit 5‘-UMP wurde bei Rt = 20,4 min eine Substanz detektiert, die zwar früher von der RP-Phase eluiert wird als 5‘-UMP, jedoch ein identisches UV-Spektrum zeigt wie das angewendete 5‘-UMP. Dieser Peak wurde auch in den mit abgesenktem pH mit 5‘-UMP versetzten Proben gefunden. Durch FT-IR-Differenzspektren konnte 5’-UMP in gewaschenem CM-Sediment durch charakteristische Signale nachgewiesen werden. In weiteren Versuchsreihen wurden native CM mit Milchsalzlösung (MSL) verdünnt und nach Umsetzung mit den Modellsubstanzen auf 73°C erhitzt. In den Proben wurde 5‘-UMP nachgewiesen, Substanz Rt = 21,1 min zeigt jedoch größere Peakflächen als 5‘-UMP. In den CM-Sedimentproben wurde 5‘-UMP durch Behandlung mit MSL eher ausgewaschen als die Substanz RT = 21,1 min. In den mit ethanolischer beta-Carotin-Lösung umgesetzten CM-Proben konnte beta-Carotin in den Gesamtproben und in den Überständen nachgewiesen werden, jedoch nicht in den Sedimentproben.
Zum Vergleich wurden bei Umsetzung von Na-Caseinat mit 5‘-UMP in den Überständen und Sedimenten nur bei Rt = 40,4 min (5‘-UMP) -Substanzpeaks detektiert. beta-Carotin konnte in den Überständen und Sedimenten photometrisch nachgewiesen werden.
In aktuellen Untersuchungen wurde nun gezeigt, dass beta-Carotin auch an natürliche CM angelagert wird, wenn bei der Umsetzung die Versuchsbedingungen (Herabsetzung von Temperatur und pH) geändert werden. Im direkten Vergleich wurde ersichtlich, dass die pH-Absenkung bei der Umsetzung einen Einfluss auf die Anlagerung des hydrophoben beta-Carotin an CM ausübt.

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Literatur

[1] ] W. Hoffmann, N. Johannsen, D. Ströbel, Kieler Milchwirtsch. Forsch. Ber. 2006, 58, 41-51. [2] F. Semo, E. Kesselmann, D. Danino, Y. Livney, Food Hydrocolloids 2007, 21, 936-942.