The effect of chelating salts, hydrocolloids, and proteins on the structure, stability, and interaction mechanisms of milk-based colloidal systems
| Téma: | Vliv chelatačních solí, hydrokoloidů a bílkovin na strukturu, stabilitu a interakční mechanismy koloidních systémů na bázi mléka | |
| Topic: | The effect of chelating salts, hydrocolloids, and proteins on the structure, stability, and interaction mechanisms of milk-based colloidal systems | |
| Školitel/Tutor: | doc. Ing. Richardos Nikolaos Salek, Ph.D. | |
| Konzultant/Consultant: | Ing. Eva Lorencová, Ph.D. | |
| E-mail: | rsalek@utb.cz | |
| Anotace: | ||
| Dizertační práce se zaměřuje na fyzikálně‑chemické charakteristiky a interakční mechanismy chelatačních solí, hydrokoloidů a proteinů v koloidních systémech na bází mléka. Hlavním cílem je objasnit, jak chelatační soli (zejména sodné a draselné) modulují sequestraci vápníku, ovlivňují strukturu kaseinových micel a následně mění stabilitu a funkční vlastnosti koloidní matrice. Práce se dále soustředí na interakce mezi hydrokoloidy a proteiny, přičemž zkoumá jejich synergické či antagonistické působení v prostředí vybraných disperzních systémů. Zvláštní pozornost je věnována strukturálně‑funkčním vztahům, které ovlivňují reologické chování, tepelnou stabilitu, mikrostrukturu a výsledné funkční chování těchto komplexních materiálů. Na základě kombinace experimentálních metod (reologie, termické analýzy, mikroskopických technik), poskytuje práce komplexní porozumění tomu, jak jednotlivé složky určují funkční vlastnosti mléčných koloidních systémů. Výsledky přispívají k hlubšímu pochopení designu funkčních matric na bází mléka a poskytují základ pro vývoj nových potravinářských aplikací, které využívají přesně řízené interakce mezi proteiny, hydrokoloidy a chelatačními solí. | ||
| Annotation: | ||
| This dissertation focuses on the physicochemical characterization and interaction mechanisms of chelating salts, hydrocolloids, and proteins within milk‑based colloidal systems. The primary objective is to elucidate how chelating salts (specifically sodium‑ and potassium‑based) can modulate calcium sequestration, alter the structural organization of casein micelles, and consequently influence the stability and functional behavior of complex dairy colloid systems. The work further investigates the interactions between hydrocolloids and proteins, examining their synergistic or antagonistic effects within selected dispersed systems. Emphasis is placed on the structure–function relationships governing rheological properties, thermal stability, microstructure, and the resulting functional properties of these multicomponent systems. Using a combination of advanced methods, including rheology, thermal analysis, microscopic techniques, the dissertation provides a comprehensive understanding of how individual components and their interactions shape the emergent properties of milk colloidal systems. The findings contribute to a deeper understanding of the design principles of functional dairy matrices and offer a basis for developing innovative food applications that rely on precise manipulation of interactions among proteins, hydrocolloids, and chelating salts. | ||
| Požadavky na studenta: | ||
| Absolvent magisterského nebo navazujícího magisterského studia chemie a technologie potravin, případně příbuzných oborů. Vynikající znalost anglického jazyka | ||
| Requirements: | ||
| Master degree in Food Chemistry and Technology or related areas. Excellent level of the English language skills. | ||
| Literatura/Literature: | ||
| 1. Kaliappan, S., & Lucey, J. A. (2011). Influence of mixtures of calcium-chelating salts on the physicochemical properties of casein micelles. Journal of Dairy Science, 94(9), 4255-4263. https://doi.org/10.3168/jds.2010-3343
2. Nagyová, G., Buňka, F., Richardos Nikolaos Salek, Černíková, M., Mančík, P., Grůber, T., & Kuchař, D. (2013). Use of sodium polyphosphates with different linear lengths in the production of spreadable processed cheese. Journal of Dairy Science, 97(1), 111-122. https://doi.org/10.3168/jds.2013-7210 3. Richardos Nikolaos Salek, Černíková, M., Nagyová, G., Kuchař, D., Bačová, H., Minarčíková, L., & Buňka, F. (2014). The effect of composition of ternary mixtures containing phosphate and citrate emulsifying salts on selected textural properties of spreadable processed cheese. International Dairy Journal, 44, 37-43. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2014.12.009 4. García, A., Arno C. Alting, & Huppertz, T. (2023). Disruption of casein micelles by calcium sequestering salts: From observations to mechanistic insights. International Dairy Journal, 142, 105638-105638. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2023.105638 5. Deshwal, G. K., Gómez-Mascaraque, L. G., Fenelon, M., & Huppertz, T. (2023). A review on the effect of calcium sequestering salts on casein micelles: from model milk protein systems to processed cheese. Molecules, 28(5), 2085. https://doi.org/10.3390/molecules28052085
|
||