Utjecaj visokog hidrostatskog tlaka na viskozitet otopina β-laktoglobulina

Abstract

In this research new experimental data for the pressure dependence of the viscosity of β-lactoglobulin solution are presented. The experimental investigation is based on in-situ viscometric measurement technique which provides an observation of the high-pressure-induced changes of β-lactoglobulin solution during the treatment. This method refers to a rolling ball viscometer that is adapted for the use at high pressures and has a variable inclination angle. The estimation of the viscosity has been done in order to detect reversible and irreversible conformational changes of β-lactoglobulin. For investigation protein solutions concentration 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 and 0.06 g/g were used. The sample solutions are exposed to pressure of 0.1-600 MPa. The results showed that there is no significant effect of 100 MPa pressure on the viscosity of β-lactoglobulin solutions. With increasing pressure, between 100 and 300 MPa, the viscosity of β-lactoglobulin solutions increase. Pressure above 300 MPa causes further increase of the viscosity due to nonreversible and more extensive effects on protein, e.g. unfolding of monomeric proteins and aggregation. The structural changes of the β-lactoglobulin under high pressure affect the hydration of the β-lactoglobulin molecules. At pressure between 100 and 300 MPa there is a significant increase in relative hydration due to structural changes and increase in number of water molecules which are associated with protein molecules. Higher pressure cause protein aggregation due to formation of intermolecular disulfide bonds and irreversible denaturation and aggregation occurs. Because of that, there is no changes in protein hydration, moreover, the hydration of β-lactoglobulin molecules have a small decreases at pressure between 400 and 600 MPa.U radu su prikazani novi eksperimentalni podaci o viskozitetu vodene otopine β-laktoglobulina na visokim tlakovima. Eksperimentalno ispitivanje temeljeno je na primjeni in-situ tehnike mjerenja viskoziteta otopine. Za mjerenja korišten je Rolling ball viskozimetar s različitim kutovima nagiba koji je prilagođen radu na visokim tlakovima. Određivanje viskoziteta otopine vršeno je s ciljem utvrđivanja reverzibilnih i ireverzibilnih promjena strukture molekula β-laktoglobulina. Za eksperimentalna mjerenja korištene su otopine koncentracije 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 i 0.06 g/g, a izložene su tlakovima od 0.1 do 600 MPa. Rezultati ispitivanja pokazuju da tlakovi do 100 MPa ne utječu bitnije na viskozitet otopine β-laktoglobulina. S povišenjem tlaka, između 100 i 300 MPa, viskozitet otopine značajno raste ukazujući na promjene strukture molekula β-laktoglobulina. Daljnji porast tlaka iznad 300 MPa dovodi do daljnjeg povećanja viskoziteta uslijed nereverzibilnih i izraženijih promjena proteina, denaturacije i agregacije. Strukturne promjene β-laktoglobulina koje su izazvane visokim tlakovima utječu i na hidrataciju molekula β-laktoglobulina. Na tlakovima između 100 i 300 MPa zapaženo je značajno povećanje relativne hidratacije, što može biti posljedica strukturnih promjena s jedne, i povećanja broja molekula vode koje su asocirane s molekulama proteina - s druge strane. Na višim tlakovima javljaju se ireverzibilna denaturacija i agregacija proteina, koja nastaje kao posljedica uspostavljanja intermolekularnih disulfidnih veza. Uslijed toga ne dolazi do povećanja hidratacije molekula β-laktoglobulina, naprotiv na tlakovima između 400 i 600 MPa hidratacija proteina blago se smanjuje

    Similar works