The preparation and properties of three caseinate-hydrolyzed bovine gelatin composites generated by microbial transglutaminase

Abstract

Caseinate was mixed with trypsin-hydrolyzed bovine gelatin of degree of hydrolysis of 2% in three ratios of 2:1, 4:1 and 6:1 (w/w) and fixed protein concentration of 50 g/L, and treated by transglutaminase of 10 U/g protein at 45°C for 4 h. Three composites generated were protein polymers containing 4-hydroxyproline of 14.50, 10.30 and 6.55 g/kg protein, respectively, and showed better solubility in pH 4.5 but some lower or similar solubility in pH 7–8, higher surface hydrophobicity (1480.1 vs. 1636.1–2143.8) and water holding capacity (WHC) (3.17 vs. 5.96–17.30 kg water/kg protein), but lower in vitro digestibility than caseinate. More hydrolyzed gelatin used in composite preparation conferred the composite enhanced solubility but decreased in vitro digestibility and WHC. The composite generated from caseinate and hydrolyzed gelatin in a ratio of 6:1 (w/w) had the best WHC and might be a potential ingredient for the processed foods such as ham and fish ball.

El procedimiento realizado implicó mezclar gelatina bovina con caseína, hidrolizándola con tripsina en un grado de 2% en tres proporciones de 2:1, 4:1 y 6:1 (w/w), manteniendo una concentración proteica fija de 50 g/L. Posteriormente, La mezcla obtenida fue tratada con 10 U/g de proteína a 45°C durante 4 horas. Tres de los compuestos que se generaron resultaron ser polímeros proteicos que contenían 4-hidroxiprolina de 14,50, 10,30 y 6,55 g/kg de proteína respectivamente. Los mismos mostraron tener mejor solubilidad en un pH de 4,5 y menor o igual solubilidad en un pH de 7–8; una hidrofobicidad superficial más elevada (1480,1 vs. 1636,1–2143,8) y una capacidad de retención hídrica superior (3,17 vs. 5,96–17,30 kg agua/kg de proteína), así como menor digestibilidad in vitro que la caseína. El compuesto de caseína y gelatina hidrolizada en una proporción de 6:1 (w/w) que se generó, resultó tener la mejor capacidad de retención hídrica y podría convertirse en un ingrediente potencial para alimentos procesados como el jamón y la bola de pescado.

Keywords:

• caseinate
• hydrolyzed bovine gelatin
• caseinate-hydrolyzed gelatin composite
• transglutaminase
• functional properties

Palabras clave:

• Caseinato
• gelatina bovina hidrolizada
• compuesto de gelatina hidrolizada-caseinato
• transglutaminasa
• propiedades funcionales

Acknowledgments

This study was funded by the Innovative Research Team of Higher Education of Heilongjiang Province (No. 2010td11) and the National High Technology Research and Development Program (“863” Program) of China (Project No. 2013AA102205). The authors thank the anonymous reviewers and editors for their valuable advices.