粘蛋白和甜味剂中实时表征和流变分析检测方案(石英晶体天平)

Biolin Scientific瑞典百欧林瑞典百欧林科技有限公司，佰奥林(上海)贸易有限公司上海市浦东新区祖冲之路2290弄展想广场1号1205室电话：+8621 68370071/72， 传真：+86 21 68370073www.biolinchina.com www.biolinscientific.com 康奈尔大学应用 QSense 研究粘蛋白和低热量甜味剂之间的物理化学相互作用：实时表征和流变分析 如果您从事饮料制造业研究，请不要错过这篇康奈尔大学食品科学系最近使用 QSense耗散型石英晶体微天平分析仪发表的题为《Physicochemical interactions between mucinand low-calorie sweeteners： Real-time characterization and rheological analyses》的文章。 有限公司，佰奥林(上海)贸易有限公司上海市浦东新区区冲之路2290弄展想广场1号1205室电话：+862168370071/72，传真：+862168370073林www.biolinchina.com www.biolinscientific.comLWT-Food Science and Technology 15 LWT-Food Science and Technology 159 (2022) 113252 Contents lists available at ScienceDirect LWT. LWT ELSEVIER journal homepage： www.elsevier.com/locate/lwt Physicochemical interactions between mucin and low-calorie sweeteners：Real-time characterization and rheological analyses Younas Dadmohammadi， Hooman Torabi， Seyed Mohammad Davachi， Mackenzie Childs，Victoria Cao， Alireza Abbaspourrad Department of Food Science， College of Agriculture and Life Sciences， Comell University， Ithaca， NY， 14853， USA ARTICLEINFO ABSTRAC T Keywords： Plagued with unpleasant aftertastes， bitterness， and mouth-puckering astringency， the utilization of sweetenersQCM-DMucinas regular sugar replacements has met with limited success. In this paper， we investigated mucin-sweetenerinteractions as a potential cause of the limitation of several popular sweeteners. We employed a QCM-D tech-Aspartamenique and rheological measurements to quantify the real-time interactions of Reb A， aspartame， sucralose， andRebAsucrose with bovine submaxillary mucin (BSM) at normal oral pH of 7.0 and at pH 3.0， the average pH of typicalSucrosecarbonated beverages. At pH 7.0， the administration of sweetener solutions resulted in a subtle loss of the BSMlayer. However， at pH3.0， the injection of sweetener solutions caused an increase in adsorbed mass. Reb A'sadsorbed mass was found to be the largest， 4-5 times that of sucrose and aspartame. The measured rheologicalproperties suggest that the presence of sweeteners could cause a greater change in the BSM’s elasticity andviscosity at pH 3.0， which could affect the sweetener-BSM interactions. 令人不快的回味、发苦、发涩等问题极大限制了甜味剂作为常规糖替代品的应用。 在本篇论文中，研究人员研究了粘蛋白和甜味剂的相互作用，作为几种常见甜味剂受到限制的潜在原因。研究人员采用了 QCM-D技术和流变测量来量化 Reb A、阿斯巴甜、三氯蔗糖和蔗糖与牛颌下粘蛋白(BSM)在正常口腔 pH值7.0和常见碳酸饮料平均 pH值3.0时的实时相互作用。pH值为7.0时，甜味剂溶液会对牛颌下粘蛋白层造成轻微损失，而 pH值为3.0时，甜味剂溶液的引入会导致吸附质量增加。Reb A 的吸附质量最大，是蔗糖和阿斯巴甜的4-5倍。测量到的流变特性表明， pH 值为3.0时，甜味剂的存在可能会导致牛颌下粘蛋白的弹性和粘度发生巨大变化，从而影响甜味剂与牛颌下粘蛋白的相互作用。 图1(a) pH7.0 和 (b) pH 3.0.时研究频率变化的实验设计 为了研究甜味剂和粘蛋白在pH7.0时的相互作用，实验流程如图1(a)所示：首先通入磷酸缓冲盐(7.i)，然后通入粘蛋白直到其达到平衡状态，即15-20分钟内的变化小0.5Hz(7.ii)，继续通入缓冲盐溶液去除粘附不牢的粘蛋白，确保芯片表面是一层统一的粘蛋白(7.iii)，再通入pH7.0的甜味剂，直到其曲线达到平衡(7.iv)，最后一步通入缓冲盐去除吸附不牢的甜味剂。 同时为了模拟饮用碳酸饮料后的口腔环境，对甜味剂和粘蛋白在pH 3.0时的相互作用也进行了研究。如图1(b)所示：实验设计与pH7.0时基本一致(7.i，ii， 和 iii)， 只是稍作调整。粘蛋白吸附到芯片上后，先用pH7.0的缓冲盐去除粘附不牢的粘蛋白，再通入pH 3.0的缓冲盐(3.iv)，这是为了确保粘蛋白在甜味剂对应的pH值下的稳定性，紧接着通入pH 3.0的甜味剂(3.v)，最后用pH3.0的缓冲盐去除吸附不牢的甜味剂(3-vi)。 图2 (a) BSM与Reb A在pH 7.0时的相互作用；(b)BSM与甜味剂在pH7.0时相互作用后的归一质量变化图(c)BSM与Reb A在pH 3.0时的相互作用； (d) BSM与甜味剂在pH3.0时相互作用后的归一质量变化图； 图2(a)展示的是BSM与Reb A在pH7.0时的相互作用，5倍频的频率和耗散变化图。通入Reb A 后频率下降，是因为其吸附到BSA层上，耗散的增加意味着其粘弹性变大。7.iii频率的上升和耗散的变化说明吸附很弱的分子被去除了。图2(b)总结了pH 7.0时通入几种甜味剂后， BSM层的质量变化，结果显示通入甜味剂后，芯片上的净质量是减小的，这从上升的频率就可以看出。图2(c)展示的是BSM与Reb A在pH 3.0时的相互作用，5倍频的频率和耗散变化图。最后一步通入pH 3.0的缓冲盐时，频率上升，说明吸附的分子有一部分被去除掉了。图2(d)总结了pH 3.0时通入几种甜味剂后， BSM层的质量变化，结果显示Reb A的吸附质量最大，是蔗糖和阿斯巴甜的4-5倍。 原文链接： https：//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643822001876 [Attension KSV NIMA QSense] 如果您从事饮料制造业研究，请不要错过这篇康奈尔大学食品科学系使用QSense耗散型石英晶体微天平分析仪发表的题为《Physicochemical interactions between mucin and low-calorie sweeteners: Real-time characterization and rheological analyses》的文章。 令人不快的回味、发苦、发涩等问题极大限制了甜味剂作为常规糖替代品的应用。在本篇论文中，研究人员研究了粘蛋白和甜味剂的相互作用，作为几种常见甜味剂受到限制的潜在原因。研究人员采用了QCM-D技术和流变测量来量化Reb A、阿斯巴甜、三氯蔗糖和蔗糖与牛颌下粘蛋白(BSM)在正常口腔pH值7.0和常见碳酸饮料平均pH值3.0时的实时相互作用。pH值为7.0时，甜味剂溶液会对牛颌下粘蛋白层造成轻微损失，而pH值为3.0时，甜味剂溶液的引入会导致吸附质量增加。Reb A的吸附质量较大，是蔗糖和阿斯巴甜的4-5倍。测量到的流变特性表明，pH值为3.0时，甜味剂的存在可能会导致牛颌下粘蛋白的弹性和粘度发生巨大变化，从而影响甜味剂与牛颌下粘蛋白的相互作用。  图1 (a) pH 7.0 和 (b) pH 3.0.时研究频率变化的实验设计 为了研究甜味剂和粘蛋白在pH 7.0时的相互作用, 实验流程如图1(a)所示：首先通入磷酸缓冲盐(7.i)，然后通入粘蛋白直到其达到平衡状态，即15-20分钟内的变化小0.5Hz(7.ii)，继续通入缓冲盐溶液去除粘附不牢的粘蛋白，确保芯片表面是一层统一的粘蛋白(7.iii)，再通入pH 7.0的甜味剂，直到其曲线达到平衡(7.iv)，然后通入缓冲盐去除吸附不牢的甜味剂。同时为了模拟饮用碳酸饮料后的口腔环境，对甜味剂和粘蛋白在pH 3.0时的相互作用也进行了研究。如图1(b)所示：实验设计与pH 7.0时基本一致 (7.i, ii, 和 iii)，只是稍作调整。粘蛋白吸附到芯片上后，先用pH 7.0的缓冲盐去除粘附不牢的粘蛋白，再通入pH 3.0的缓冲盐(3.iv)，这是为了确保粘蛋白在甜味剂对应的pH值下的稳定性，紧接着通入pH 3.0的甜味剂(3.v)，然后用pH 3.0的缓冲盐去除吸附不牢的甜味剂(3-vi)。图2 (a) BSM与Reb A在pH 7.0时的相互作用; (b) BSM与甜味剂在pH 7.0时相互作用后的归一质量变化图(c) BSM与Reb A在pH 3.0时的相互作用; (d) BSM与甜味剂在pH 3.0时相互作用后的归一质量变化图; 图2(a)展示的是BSM与Reb A在pH 7.0时的相互作用，5倍频的频率和耗散变化图。通入Reb A 后频率下降，是因为其吸附到BSA层上，耗散的增加意味着其粘弹性变大。7.iii 频率的上升和耗散的变化说明吸附很弱的分子被去除了。图2(b)总结了pH 7.0时通入几种甜味剂后，BSM层的质量变化，结果显示通入甜味剂后，芯片上的净质量是减小的，这从上升的频率就可以看出。图2(c)展示的是BSM与Reb A在pH 3.0时的相互作用，5倍频的频率和耗散变化图。然后通入pH 3.0的缓冲盐时，频率上升，说明吸附的分子有一部分被去除掉了。图2(d)总结了pH 3.0时通入几种甜味剂后，BSM层的质量变化，结果显示Reb A的吸附质量较大，是蔗糖和阿斯巴甜的4-5倍。原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643822001876