Applying osmometric measurements to assess protein-polysaccharide interactions in water solutions

Trwałość produktów spożywczych zależy między innymi od oddziaływań pomiędzy białkami, polisacharydami i wodą. Mogą być one oszacowane na podstawie pomiarów ciśnienia osmotycznego w modelowych układach: rozpuszczalnik – pojedynczy biopolimer lub mieszanina biopolimerów. Wyjściowy materiał badawczy stanowiły wodne roztwory izolatów białek: serwatkowych (WPI) i sojowych (SPI) oraz wodne roztwory polisacharydów: gumy ksantanowej (XG) i inuliny (INU). W toku dalszych badań sporządzono wodne mieszaniny białek i polisacharydów zawierające dwa lub trzy rozpuszczone składniki: WPI/SPI-XG, WPI/SPI-INU i WPI/SPI-XG-INU. W roztworach zmierzono ciśnienie osmotyczne π w funkcji stężenia i temperatury. Wyznaczono wartości współczynników wirialu, które umożliwiły określenie charakteru oddziaływań pomiędzy molekułami składników roztworów. Otrzymane wyniki wskazują na tworzenie kompleksów polisacharydowo-białkowych. Na podstawie badań wyznaczono także średnie osmotyczne masy cząsteczkowe XG i INU, które wyniosły odpowiednio: 1960 kg/mol i 126 kg/mol).Among other things, shelf life of food products depends on interactions among proteins, polisaccharides, and water. It is possible to assess them based on the measurements of osmotic pressure in model systems: solvent - single biopolymer or a mixture of biopolymers. The initial research material constituted aqueous solutions of protein isolates: whey (WPI) and soy (SPI) as well as of aqueous solutions of polysaccharides: xanthan gum (XG) and inulin (INU). In the process of further research, aqueous mixtures of proteins and polysaccharides were prepared; they contained two or three components dissolved: WPI / SPI-XG, WPI / SPI-INU, and WPI / SPI-XG-INU. In all of the solutions, the π osmotic pressure was measured as a function of concentration and temperature. The values of virial coefficients were determined; they made it possible to determine the nature of interactions amidst the molecules of the solutions components. The results obtained suggest that polysaccharide – protein complexes have been formed. On the basis of the research performed, the mean molecular osmotic weights of XG and INU (1960 kg / mol and 126 kg / mol, respectively) were determined