Rehydration of high-protein-containing dairy powder: Slow- and fast-dissolving components and storage effects - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Dairy Science & Technology Année : 2010

Rehydration of high-protein-containing dairy powder: Slow- and fast-dissolving components and storage effects

Réhydratation d'une poudre laitière à haute teneur en protéines : effets du stockage et des composants à dissolution rapide ou lente

Arnaud Mimouni
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Hilton C. Deeth
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Andrew K. Whittaker
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Michael J. Gidley
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Bhesh R. Bhandari
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Résumé

As dissolution of powdered milk proteins is necessary for the expression of their functional properties, it is regarded as a critical property by the dairy industry. However, milk proteins exhibit a progressive loss of solubility during storage in the dry form, especially in the case of high-protein-containing powders such as milk protein concentrate (MPC). To further understand the mechanisms responsible for this loss of solubility, the rehydration process of MPC powder before and after storage at 23% equilibrium relative humidity and 24 °C for up to two months was studied. This work clearly showed that the storage-induced loss of milk protein powder solubility was due to changed rehydration kinetics and not to the formation of insoluble material in the course of storage. The concentrations of the various constituents of MPC (caseins, whey proteins, lactose, calcium, magnesium, phosphorus, sodium and potassium) were determined in the dispersed phase during the powder dissolution process. The results suggest that the release of micelles from powder particles is the rate-limiting step of the MPC rehydration process and is inhibited upon storage. In contrast, water penetration into the powder particles is shown not to be a rate-limiting factor as molecules larger than water (whey proteins and lactose) were freely released out of the powder structure in both fresh and aged MPCs.
La capacité d'une poudre de protéines laitières à se solubiliser est déterminante pour l'expression des propriétés fonctionnelles des protéines, elle est donc cruciale du point de vue industriel. Pourtant, les protéines de lait subissent une perte pro-gressive de solubilité au cours du stockage sous forme déshydratée, particulièrement dans le cas de poudres à haute teneur en protéines telles que les concentrés de protéines de lait (CPL). Pour mieux comprendre les mécanismes à l'origine de la perte de solubilité de ces poudres, leur processus de réhydratation a été étudié avant puis après un stockage de deux mois à 24 °C sous une humidité relative de 23 %. Ce travail a clairement montré que la perte de solubilité induite lors du stockage était due à un ralentissement de la réhydratation et non à la formation de matériel insoluble. Les concentrations des différents constituants des CPL (caséines, protéines sériques, lactose, calcium, magnésium, phosphore, sodium, potassium) ont été mesurées dans la phase dispersée au cours de la réhydratation des poudres. Les résultats suggèrent que l'étape cinétiquement déterminante de la réhydratation des poudres de CPL est la libération des micelles de caséines dans la phase liquide. En revanche, la pénétration de l'eau dans les grains de poudres n'est pas un facteur limitant. En effet, des molécules plus volumineuses que l'eau (protéines sériques, lactose) diffusaient librement hors de la structure des grains de poudre, avant ou après stockage.
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Arnaud Mimouni, Hilton C. Deeth, Andrew K. Whittaker, Michael J. Gidley, Bhesh R. Bhandari. Rehydration of high-protein-containing dairy powder: Slow- and fast-dissolving components and storage effects. Dairy Science & Technology, 2010, 90 (2-3), ⟨10.1051/dst/2010002⟩. ⟨hal-00895732⟩
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