Feedback

Effect of soya milk on nutritive, antioxidative, reological and textural properties of chocolate produced in a ball mill

 0  3  11  2017-02-01 13:04:56 Report infringing document
Documento informativo
Uticaj sojinog mleka na nutritivna, antioksidativna, reološka i teksturalna svojstva čokolade proizvedene u kugličnom mlinu Danica B. Zarić1, Biljana S. Pajin2, Marica B. Rakin3, Zita I. Šereš2, Ljubica P. Dokić2, Jelena M. Tomić4 1 IHIS Tehno experts d.o.o., Istraživačko-razvojni centar, Beograd, Srbija Tehnološki fakultet, Univerzitet u Novom Sadu, Srbija 3 Tehnološko–metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Srbija 4 Institut za prehrambene tehnologije, Univerzitet u Novom Sadu, Srbija 2 Izvod Čokolada je složen reološki sistem u kome su nemasne kakao čestice i čestice šećera obavijene kristalnim matriksom kakao maslaca. Fizičke karakteristike čokolade zavise od sirovinskog sastava, postupka proizvodnje i pravilno vođene faze pretkristalizacije. Za istraživanja, proizvedena je čokolada na nekonvencionalni način, odnosno u kugličnom mlinu uz variranje vremena usitnjavanja (30, 60 i 90 min) i temperatura pretkristalizacije (26, 28 i 30 °C). Proizvedene su dve vrste čokolade, čokolada sa 20% kravljeg mleka u prahu (R1) i čokolada sa 20% sojinog mleka u prahu (R2). Kvalitet čokolada je praćen upoređivanjem nutritivnog sastava, sadržaja polifenola i antioksidativne aktivnosti, čvrstoće čokolada, sadržaja čvrstih triglicerida i reoloških parametara (prinosno proticanje po Cassonu (Pa), viskozitetet po Cassonu (Pa s), površina tiksotropne petlje, moduli elastičnosti i krive puzanja). Cilj ovog rada je da se utvrde promene koje izaziva zamena kravljeg mleka sojinim mlekom u prahu u nutritivnom, reološkom i senzornom smislu i da se pronađu optimalni parametri: temperatura pretkristalizacije i vreme usitnjavanja čokolade sa sojinim mlekom kako bi se postigle odgovarajuće senzorne i fizičke osobine identične mlečnoj čokoladnoj masi. NAUČNI RAD UDK 663.91:663.911.3 Hem. Ind. 65 (5) 563–573 (2011) doi: 10.2298/HEMIND110525045Z Ključne reči: čokolada; sojino mleko; kuglični mlin; sadržaj čvrstih triglicerida; čvrstoća; ukupni fenoli; antioksidativna aktivnost. Dostupno na Internetu sa adrese časopisa: http://www.ache.org.rs/HI/ Proces proizvodnje čokolade je detaljno proučen i sa malim odstupanjima u konstrukciji uređaja, poznat već oko 150 godina. Današnja ekonomska situacija dovodi do preispitivanja istog, odnosno do potrebe da se izvrši racionalizacija proizvodnje, jer su svi uređaji u standardnom procesu proizvodnje veliki potrošači energije, zauzimaju veliki prostor, vrlo su skupi, a sam proces traje od 8 do 48 h. Racionalizacija je dovela do proizvodnje čokoladne mase u kugličnom mlinu, koji je prvo konstruisan za potrebe industrije cementa, a kasnije je svoju primenu našao u prehrambenoj, odnosno konditorskoj industriji. Konditorska industrija je prvo upotrebljavala kuglični mlin za usitnjavanje kakao mase i proizvodnju krem proizvoda. Kuglični mlin je vertikalni ili horizontalni cilindar sa dvostrukim zidom kroz koji struji topla voda [1,2]. U centralnom delu cilindra smešten je mešač sa lopaticama. Mešač sa lopaticama se kreće brzinom od 50-70 o/min što izaziva sudaranje čestica čokoladne mase i kuglica tako da usled dejstva sila udaranja, trenja i smicanja, dolazi do usitnjavanja čvrstih čestica čokoladne mase [3,4]. Mlin je snabdeven i sistemom za recirkulaciju mase, kako bi masa prolazila Prepiska: M. Rakin, Tehnološko–metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Karnegijeva 4, 11120 Beograd, Srbija. E-pošta: marica@tmf.bg.ac.rs Rad primljen: 25. maj, 2011 Rad prihvaćen: 26. jun, 2011 nekoliko puta kroz gust sloj pokretnih kuglica, i iznova se sitnila i podvrgavala dejstvu sila smicanja i trenja. Brzina recirkulacije mase je 3−6 kg/min. Kuglični mlinovi se stalno usavršavaju kao bi se dobila čokolada odličnih senzornih i reoloških karakteristika. Kompanija Mazzeti je konstruisala kuglični mlin sa rezervoarom za skladištenje čokoladne mase, koji je snabdeven tankoslojnim isparivačem čime se čokoladnoj masi koriguje viskozitet i ukus [5]. Firma Duyvis Wiener je za uklanjanje nepoželjne vlage i isparljivih kiselina konstruisala “Taste Changer”. Čokoladnoj masi se dodaje zagrejan suv vazduh pod pritiskom uz regulaciju brzine strujanja. U cevi prečnika 200−300 mm, čokoladna masa se meša, gnječi i izlaže kratkotrajnom kontaktu sa zagrejanim vazduhom i istovremeno dolazi do promene ukusa čokoladne mase kao i smanjenja prinosnog napona i viskoziteta. Suv vazduh odnosi vlagu i isparljive kiseline, dok zagrejan vazduh povećava zapreminu kakao maslaca koji dodatno obavija čvrste čestice i utiče na reološke osobine [6,7]. Kvalitet dobijene čokoladne mase zavisi od: prečnika kuglice, mase kuglica, zapremine mlevnog prostora, brzine recirkulacije mase, brzine kretanja mešača, količine i vrste upotrebljenih emulgatora. Prednosti proizvodnje čokolade u kugličnom mlinu u odnosu na konvencionalni način proizvodnje su: veliki kapacitet, 563 D.B. ZARIĆ i sar.: SVOJSTVA ČOKOLADE PROIZVEDENE U KUGLIČNOM MLINU mali prostor i smanjenje troškova: održavanja, radne snage, proizvodnje i inicijalnih troškova. Kuglični mlin zamenjuje dve faze u standardnom procesu proizvodnje čokoladne mase: usitnjavanje i končiranje koje se dešavaju istovremeno. U zavisnosti od vremena mlevenja dobija se optimalna raspodela čestica po veličini. Mehaničkim putem, odnosno dugotrajnim mešanjem, mlevenjem i stalnom recirkulacijom čokoladne mase pri određenoj temperaturi, dobija se stabilna suspenzija čvrstih čestica u kakao maslacu [8]. Otopljena čokolada je komleksan reološki sistem gde su čvrste čestice dispergovane u masnoj fazi. Masnu fazu, u ovom radu, čine kakao maslac, mlečna mast (ili sojino ulje iz sojinog mleka) i lešnikovo ulje. Čvrsta faza nije uniformna dispergovana faza, jer su čestice sa različitom raspodelom po veličini, obliku i svojstvima površine. Uticaj mlevenja u čokoladnoj masi se ogleda u postepenom smanjenju napona smicanja usled čega ona dobija izgled homogene suspenzije koja počinje da protiče. Reološka merenja čokoladne mase upravo predviđaju ponašanje mase tokom obrade. Čokoladna masa je nenjutnovski fluid, definisan plastičnim proticanjem, koji karakteriše prinosni napon potreban da se savlada unutrašnji otpor da bi čokoladna masa počela proticati i koji je izraz unutrašnjeg otpora sistema pri daljem proticanju [9]. Takođe, čokoladna masa se svrstava u pseudoplastična tela i pokazuje osobine tiksotropije i reopeksije [10]. U uslovima povećanja brzine smicanja postepeno se narušava strukturiranost suspenzije čokoladne mase odnosno razrušavaju se uzajamne veze elemenata prostorne rešetke. Površina tiksotropne petlje je merilo gubitka energije veza koje su razrušene tokom smicanja, a takođe je i merilo tiksotropnih promena unutar sistema. Kada je površina tiksotropne petlje jednaka nuli sistem je vremenski nezavisan, odnosno pseudoplastičan. Na reologiju čokolade najveći uticaj ima sirovinski sastav, sadržaj masti, izbor emulgatora, raspodela veličine čvrstih čestica i način pakovanja čestica. Značaj gusto pakovanih čestica i njihove međusobne interakcije u čokoladi i sintetičkoj čokoladi, gde je kakao maslac zamenjen sojinim uljem uz zadržavanje slične raspodele čvrstih čestica, pokazali su Taylor i saradnici [11]. Njihovo istraživanje pokazuje i da Carrau model daje preciznije podatke u odnosu na Casson model, kod čokolada sa većim sadržajem čvrstih čestica. Uticaj izbora emulgatora u mlečnoj čokoladi prikazuju Schantz i Rohm [12] koji su utvrdili da odnos PGPR:lecitin u crnoj čokoladi treba da bude 50:50, a u mlečnoj 25:75. Afoakwa i saradnici [13,14] utvrdili su da povećanje prosečne veličine čestice dovodi do smanjenja Cassonovog plastičnog viskoziteta, napona smicanja, prinosnog napona i prividnog viskoziteta. Ovo smanjenje je izražajnije pri manjim sadržajima masti, dok efekat smanjenja se ne uočava pri sadržaju masti od i preko 30%. Uticaj sastava 564 Hem. ind. 65 (5) 563–573 (2011) čokolade na reologiju čokolade je značajan. Sokmen i Gunes [15] utvrdili su efekte zaslađivača maltitola, izomalta i ksilitola na reološka svojstva čokolade koristeći Bingham, Herschel–Bulkley i Casson model. Herschel– –Bulkley model se pokazao kao najbolji za ispitivanje čokolade sa smanjenim sadržajem energije i pokazao je da maltitol povećava prinosni napon, izomalt plastični viskozitet, a ksilitol povećava indeks tečenja. Farzanmehr i saradnici [16] pokazali su da zamene za šećer u recepturama za čokoladu dovode do smanjenja čvrstoće i povećanje vlage. Takođe, preporučuju da se smanjenje energetskog efekta uz ne narušavanje fizičko– –hemijskih i senzornih svojstava postiže smanjenjem masti za 5%. Zamena kravljeg mleka sojinim mlekom u čokoladi dovodi do pojave viskoelastičnih osobina. One su uslovljene prisustvom sojinih proteina β-konglicinina i glicinina. β-konglicinin je sklon procesima asocijacije i disocijacije i javlja se u sedam polimorfnih oblika. Svaki polimorfni oblik je trimer i sastoji se od istih ili kombinacije različitih podjedinica [17]. Oba proteina sojinog mleka stupaju u međumolekulsko povezivanje, koje utiče na viskoelastične osobine čokolade. Na povišenim temperaturama i pri neutralnoj pH β-konglicinin i glicinin obrazuju gel. Stabilna čokoladna masa, odnosno masa dobrih reoloških karakteristika se pre oblikovanja temperira u cilju stvaranja kristalizacionih centara kakao maslaca u stabilnom kristalnom obliku V [18–20]. Osobine teksture čokolade kao što su prelom, čvrstoća, otpornost na zagrevanje, topivost i voskasto–lojav ukus se mogu predvideti određivanjem sadržaja čvrstih triglicerida u masnoj fazi čokolade [21–23]. Čokolada otporna na zagrevanje ima dovoljnu količinu čvrstih kristala kakao maslaca u masnoj fazi, dok topiva čokolada ima niži sadržaj čvrstih kristala u masnoj fazi. Sadržaj čvrstih triglicerida (SČT) u očvrsloj čokoladi zavisi od sastava masne faze, kao i od pravilnog vođenja postupka kristalizacije kakao maslaca i definiše se kao odnos tečne i čvrste faze na datoj temperaturi. Određivanjem SČT se meri udeo tečne i čvrste faze masti na odabranim temperaturama, koje pokrivaju interval između temperature spoljašnje sredine i telesne temperature. Na grafiku zavisnosti sadržaja čvrstih triglicerida od temperature za čokoladne proizvode su bitne tri faze: SČT ispod 25 °C pokazuje čvrstoću proizvoda, SČT između 25 i 30 °C predstavljaju otpornost čokolade na zagrevanje i SČT između 27−33 °C (glavno topljenje) odgovoran je za oslobađanje ukusa uz stvaranje osećaja hlađenja u ustima. Pulsna NMR je postala dominantna tehnika za određivanje sadržaja čvrstih masti [24,25]. Analiza se bazira na činjenici da je moguće meriti razliku između osobine protona u čvrstoj i protona u tečnoj masti. Problemi koji se javljaju pri određivanju SČT u čokoladi su vezani za pripremu uzorka i D.B. ZARIĆ i sar.: SVOJSTVA ČOKOLADE PROIZVEDENE U KUGLIČNOM MLINU zato je od velikog interesa bilo razvijanje metode koja ne zahteva ekstrakciju masti iz uzoraka čokolade i koja u relativno kratkom roku daje pouzdane i tačne rezultate [26]. Čokolada sa sojinim mlekom u svom sastavu ima od 8–10% sojinih proteina, koji imaju pozitivan uticaj na zdravlje ljudi. Sojino mleko sadrži više proteina [27], a manje masti od kravljeg mleka. Karakteriše ga odsustvo holesterola i laktoze, nizak sadržaj zasićenih masnih kiselina, dok je sadržaj polinezasićenih masnih kiselina znatno viši u odnosu na kravlje mleko. Sadržaj gvožđa, niacina, tiamina je veći u odnosu na kravlje. Prednost primene sojinog mleka ogleda se u njegovoj visokoj digestibilnosti. Savremena istraživanja pokazuju da soja sadrži širok spektar bioaktivnih jedinjenja, koja su se pokazala kao vrlo efikasna u prevenciji bolesti srca, krvnih sudova i kancera što ovu sirovinu uspešno svrstava u funkcionalnu hranu, odnosno hranu sa pozitivnim uticajem na zdravlje ljudi [28,29]. Soja sadrži flavonoide, izoflavone, izoflavonoidi i druge polifenole, koji smanjenju rizik od ateroskleroze, jer pozitivno utiču na lipide krvne plazme i inhibiraju agregaciju krvnih pločica. Epidemiološki podaci podržavaju ideju da je poboljšanje zdravlja povezano sa konzumiranjem izvesnih flavonoida. Flavonoidima bogata hrana i napici obuhvataju različito voće, vino, čaj, kao i kakao zrno i proizvode na bazi kakao zrna, odnosno čokoladu i proizvode slične čokoladi [30]. Novija istraživanja ukazuju da proteini mleka smanjuju antioksidativnu aktivnost mlečne čokolade, u poređenju sa crnom čokoladom [31]. EKSPERIMENTALNI DEO Materijal Sirovine koje su korišćene za izradu čokoladnih masa su: šećer (Crvenka AD, Srbija), kakao maslac (Theobroma, Holandija), kakao masa (Cargill, Gana), sojino mleko u prahu (Provesol PSA, Brazil), lešnik pasta (Arslanturk, Turska), etilvanilin (FCC, Norveška), lecitin (Sojaprotein AD, Srbija), PGPR – poliglicerol poliricinoleat (Danisco, Malezija). Metode Opis eksperimenta. Čokoladna masa je proizvedena u laboratorijskom kugličnom mlinu sa homogenizatorom (kapaciteta 5 kg), domaćeg proizvođača. U homogenizatoru su dodate sve sirovine izuzev 10% kakao butera. Vreme mešanja je bilo 20 min. Dobijena masa se prebacila u mlin sa kuglama. Vreme mlevenja je bilo 30, 60 i 90 min. Preostala količina kakao butera (10%), dodata je 10 min pred završetak mlevenja. Prečnik kuglica u mlinu je 9,1 mm, brzina obrtaja mešača 50 o/min, brzina recirkulacije mase 10 kg/h, unutrašnji prečnik kugličnog mlina 0,250 m, visina 0,31 m, zapremina pro- Hem. ind. 65 (5) 563–573 (2011) stora za kuglice, i čokoladnu masu od 5 kg, 0,0152 m3. Proizvedene su dve čokoladne mase: R1 (čokoladna masa sa 20% kravljeg mleka u prahu) R2 (čokoladna masa sa 20% sojinog mleka u prahu). Pretkristalizacija čokoladne mase. Pretkristalizacija čokoladnih masa je izvedena u laboratorijskom pretkristalizatoru, modifikovanom Brabenderovom farinografu. Tok pretkristalizacije se pratio indirektno preko promene unutrašnjeg otpora koji pruža masa pri mešanju i koji se registruje na dijagramu vreme/otpor [32]. Primenjene su sledeće temperature pretkristalizacije: 26, 28 i 30 °C. Čokoladne mase su izlivene u forme i ohlađene u hladnjaku na temperaturama od 10−16 °C. U dobijenim čokoladama je određen hemijski sastav, sadržaj ukupnih polifenola i antioksidativna aktivnosti, sadržaj čvrstih triglicerida, reološka ispitivanja i čvrstoća čokolade. Hemijska analiza čokoladne mase Osnovni hemijski sastav čokoladne mase je određen primenom standardnih AOACC metoda [33]: vlaga – termogravimetrijski, ukupna mast – Soxlet metodom, proteini – metodom po Kjeldalu, ugljeni hidrati i saharoza – polarimetrijski, laktoza – jodometrijskom titracijom, kakao delovi i bezmasni kakao delovi – spektrofotometrijski, dok je aminokiselinski sastav urađen jonskom hromatografijom. Energetska vrednost je izračunata računskim putem na osnovu sirovinskog sastava čokoladnih masa. Sadržaj ukupnih polifenola i antioksidativna aktivnost Lipidi su uklonjeni iz uzoraka čokolade, tako što se 2 g uzorka ekstrahovano tri puta sa 10 ml heksana. Obezmašćeni uzorci su tokom 24 h osušeni na vazduhu da bi se uklonio ostatak organskog rastvarača. Fenolne komponente ekstrahovane su dva puta iz uzoraka sa vodenim rastvorom metanola (70%) tokom 30 min u ultrazvučnom kupatilu (model USK 28, snaga 600 W, frekvencija 40 kHz, EI Niš, Srbija). Nakon ekstrakcije, smeša je centrifugirana 10 min na 3000 o/min i supernatant korišćen za dalja određivanja. Ukupan sadržaj polifenolnih jedinjenja odredjen je po modifikovanoj metodi [34]. Masa ekstrakta od 100 g mešana je 1 min sa 500 µl of Folin/Ciocalteu reagensa i 6 ml destilovane vode. Zatim je smeši dodato 2 ml 15% Na2CO3 i mešano je još 5 min. Rastvor je dopunjen sa destilovanom vodom do 10 ml. Nakon 2 h merena je apsorbancija na 750 nm (Ultraspec 3300 pro, Amersham Bioscience, Sweden). Rezultati se izražavaju u mg galne kiseline (GAE) na 1 g uzorka i izračunavaju se iz standardne krive (razređenja galne kiseline od 1−1500 µl/ml). Antioksidativna aktivnost uzoraka čokolade određena je na osnovu neutralizacije DPPH radikala. DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) radikal je stabilan azotni radikal, koji se prilikom reakcije sa donorom protona re565 D.B. ZARIĆ i sar.: SVOJSTVA ČOKOLADE PROIZVEDENE U KUGLIČNOM MLINU dukuje do DPPH-H i dovodi do promene boje iz ljubičaste u žutu. Intenzitet promene boje se određuje spektrofotometrijski na 517 nm [35]. U 50 µl uzorka čokolade doda se 3,95 ml metanola i 1 ml 0,2 mmol rastvora DPPH u metanolu. Sadržaj se snažno promućka i ostavi na sobnoj temperaturi u mraku. Posle 30 min se meri apsorbancija na 517 nm (Ultraspec 3300 pro, Amersham Bioscience, Sweden). Rezultati se izražavaju kao procenti inhibicije, odnosno neutralizacije slobodnog DPPH radikala u odnosu na kontrolu (metanol). Izračunavanje se vrši prema izrazu: Inhibicija (%) = ((Ak – Au)/Ak)×100 (1) gde je Ak – apsorbancija kontrole i Au – apsorbancija uzorka. Konstruisane su krive zavisnosti koncentracije ispitivanih uzoraka i procenta inhibicije DPPH radikala i izračunate su vrednosti IC50, koje predstavljaju koncentraciju antioksidanasa, potrebne za inhibiciju 50% početne koncentracije DPPH radikala. Hem. ind. 65 (5) 563–573 (2011) oporavka je 450 s. Kriva puzanja se definiše preko Bardžersov modela, koji se može predstaviti sledećim jednačinama: J(t) = J0 + Jm(1 – exp(–t/λ)) + t/η0, za creep fazu (3) J(t) = Jmax – J0 – Jm(1 – exp(–t/λ)), za recovery fazu (4) gde su: J0 – početna vrednost J, Jm – viskoelastični iznos J, Jmax – maksimalna vrednost J u creep fazi, λ – srednja vrednost vremena oporavka sistema, η0 – Njutnovski viskozitet, J0e – razlika između Jm i J krajnjeg dela krive kada oporavak sistema dostiže ravnotežno stanje, Je – iznos elastične komponente J, Jv – iznos viskozne komponente J. Određivanje čvrstoće čokolade Određivanja SČT izvedena su na uređaju pulsni NMR Bruker na temperaturama 20, 25, 27,5, 30, 32,5, 35 i 40 °C, prema Karlshamns metodi [23]. Određivanje teksturalnih karakteristika izvedeno je na aparatu Texture Analyser po originalnoj metodi 3-Point Bending Rig HDP/3PB. Radni uslovi su: merna ćelija 5 kg; temperatura 20 °C; brzina cilindrične equilibrium value of MeCpG steps (,+14 deg.) [31,44]. In comparison, methylation has a significantly lower stability cost when happening at major groove positions, such as 211 and 21 base pair from dyad (mutations 9 and 12), where the roll of the nucleosome bound conformation (+10 deg.) is more compatible with the equilibrium geometry of MeCpG steps. The nucleosome destabilizing effect of cytosine methylation increases with the number of methylated cytosines, following the same position dependence as the single methylations. The multiple-methylation case reveals that each major groove meth- PLOS Computational Biology | www.ploscompbiol.org 3 November 2013 | Volume 9 | Issue 11 | e1003354 DNA Methylation and Nucleosome Positioning ylation destabilizes the nucleosome by around 1 kJ/mol (close to the average estimate of 2 kJ/mol obtained for from individual methylation studies), while each minor groove methylation destabilizes it by up to 5 kJ/mol (average free energy as single mutation is around 6 kJ/mol). This energetic position-dependence is the reverse of what was observed in a recent FRET/SAXS study [30]. The differences can be attributed to the use of different ionic conditions and different sequences: a modified Widom-601 sequence of 157 bp, which already contains multiple CpG steps in mixed orientations, and which could assume different positioning due to the introduction of new CpG steps and by effect of the methylation. The analysis of our trajectories reveals a larger root mean square deviation (RMSD) and fluctuation (RMSF; see Figures S2– S3 in Text S1) for the methylated nucleosomes, but failed to detect any systematic change in DNA geometry or in intermolecular DNA-histone energy related to methylation (Fig. S1B, S1C, S4–S6 in Text S1). The hydrophobic effect should favor orientation of the methyl group out from the solvent but this effect alone is not likely to justify the positional dependent stability changes in Figure 2, as the differential solvation of the methyl groups in the bound and unbound states is only in the order of a fraction of a water molecule (Figure S5 in Text S1). We find however, a reasonable correlation between methylation-induced changes in hydrogen bond and stacking interactions of the bases and the change in nucleosome stability (see Figure S6 in Text S1). This finding suggests that methylation-induced nucleosome destabilization is related to the poorer ability of methylated DNA to fit into the required conformation for DNA in a nucleosome. Changes in the elastic deformation energy between methylated and un-methylated DNA correlate with nucleosomal differential binding free energies To further analyze the idea that methylation-induced nucleosome destabilization is connected to a worse fit of methylated DNA into the required nucleosome-bound conformation, we computed the elastic energy of the nucleosomal DNA using a harmonic deformation method [36,37,44]. This method provides a rough estimate of the energy required to deform a DNA fiber to adopt the super helical conformation in the nucleosome (full details in Suppl. Information Text S1). As shown in Figure 2, there is an evident correlation between the increase that methylation produces in the elastic deformation energy (DDE def.) and the free energy variation (DDG bind.) computed from MD/TI calculations. Clearly, methylation increases the stiffness of the CpG step [31], raising the energy cost required to wrap DNA around the histone octamers. This extra energy cost will be smaller in regions of high positive roll (naked DNA MeCpG steps have a higher roll than CpG steps [31]) than in regions of high negative roll. Thus, simple elastic considerations explain why methylation is better tolerated when the DNA faces the histones through the major groove (where positive roll is required) that when it faces histones through the minor groove (where negative roll is required). Nucleosome methylation can give rise to nucleosome repositioning We have established that methylation affects the wrapping of DNA in nucleosomes, but how does this translate into chromatin structure? As noted above, accumulation of minor groove methylations strongly destabilizes the nucleosome, and could trigger nucleosome unfolding, or notable changes in positioning or phasing of DNA around the histone core. While accumulation of methylations might be well tolerated if placed in favorable positions, accumulation in unfavorable positions would destabilize the nucleosome, which might trigger changes in chromatin structure. Chromatin could in fact react in two different ways in response to significant levels of methylation in unfavorable positions: i) the DNA could either detach from the histone core, leading to nucleosome eviction or nucleosome repositioning, or ii) the DNA could rotate around the histone core, changing its phase to place MeCpG steps in favorable positions. Both effects are anticipated to alter DNA accessibility and impact gene expression regulation. The sub-microsecond time scale of our MD trajectories of methylated DNAs bound to nucleosomes is not large enough to capture these effects, but clear trends are visible in cases of multiple mutations occurring in unfavorable positions, where unmethylated and methylated DNA sequences are out of phase by around 28 degrees (Figure S7 in Text S1). Due to this repositioning, large or small, DNA could move and the nucleosome structure could assume a more compact and distorted conformation, as detected by Lee and Lee [29], or a slightly open conformation as found in Jimenez-Useche et al. [30]. Using the harmonic deformation method, we additionally predicted the change in stability induced by cytosine methylation for millions of different nucleosomal DNA sequences. Consistently with our calculations, we used two extreme scenarios to prepare our DNA sequences (see Fig. 3): i) all positions where the minor grooves contact the histone core are occupied by CpG steps, and ii) all positions where the major grooves contact the histone core are occupied by CpG steps. We then computed the elastic energy required to wrap the DNA around the histone proteins in unmethylated and methylated states, and, as expected, observed that methylation disfavors DNA wrapping (Figure 3A). We have rescaled the elastic energy differences with a factor of 0.23 to match the DDG prediction in figure 2B. In agreement with the rest of our results, our analysis confirms that the effect of methylation is position-dependent. In fact, the overall difference between the two extreme methylation scenarios (all-in-minor vs all-in-major) is larger than 60 kJ/mol, the average difference being around 15 kJ/ mol. We have also computed the elastic energy differences for a million sequences with CpG/MeCpG steps positioned at all possible intermediate locations with respect to the position (figure 3B). The large differences between the extreme cases can induce rotations of DNA around the histone core, shifting its phase to allow the placement of the methylated CpG steps facing the histones through the major groove. It is illustrative to compare the magnitude of CpG methylation penalty with sequence dependent differences. Since there are roughly 1.5e88 possible 147 base pairs long sequence combinations (i.e., (4n+4(n/2))/2, n = 147), it is unfeasible to calculate all the possible sequence effects. However, using our elastic model we can provide a range of values based on a reasonably large number of samples. If we consider all possible nucleosomal sequences in the yeast genome (around 12 Mbp), the energy difference between the best and the worst sequence that could form a nucleosome is 0.7 kj/mol per base (a minimum of 1 kJ/mol and maximum of around 1.7 kJ/mol per base, the first best and the last worst sequences are displayed in Table S3 in Text S1). We repeated the same calculation for one million random sequences and we obtained equivalent results. Placing one CpG step every helical turn gives an average energetic difference between minor groove and major groove methylation of 15 kJ/ mol, which translates into ,0.5 kJ/mol per methyl group, 2 kJ/ mol per base for the largest effects. Considering that not all nucleosome base pair steps are likely to be CpG steps, we can conclude that the balance between the destabilization due to CpG methylation and sequence repositioning will depend on the PLOS Computational Biology | www.ploscompbiol.org 4 November 2013 | Volume 9 | Issue 11 | e1003354 DNA Methylation and Nucleosome Positioning Figure 3. Methylated and non-methylated DNA elastic deformation energies. (A) Distribution of deformation energies for 147 bplong random DNA sequences with CpG steps positioned every 10 base steps (one helical turn) in minor (red and dark red) and major (light and dark blue) grooves respectively. The energy values were rescaled by the slope of a best-fit straight line of figure 2, which is 0.23, to por la lectura a través de la lectura de la prensa. La educación en los medios las fuerzas dispersas en función de los soportes mediáticos y orientarse más hacia la educación en medios que al dominio adquiere pleno derecho y entidad en la sección sexta titulada «competencias sociales y cívi- técnico de los aparatos. cas» que indica que «los alum- nos deberán ser capaces de juz- gar y tendrán espíritu crítico, lo que supone ser educados en los las programaciones oficiales, ya que, a lo largo de un medios y tener conciencia de su lugar y de su influencia estudio de los textos, los documentalistas del CLEMI en la sociedad». han podido señalar más de una centena de referencias a la educación de los medios en el seno de disciplinas 4. Un entorno positivo como el francés, la historia, la geografía, las lenguas, Si nos atenemos a las cifras, el panorama de la las artes plásticas : trabajos sobre las portadas de educación en medios es muy positivo. Una gran ope- prensa, reflexiones sobre temas mediáticos, análisis de ración de visibilidad como la «Semana de la prensa y publicidad, análisis de imágenes desde todos los ángu- de los medios en la escuela», coordinada por el CLE- los, reflexión sobre las noticias en los países europeos, MI, confirma año tras año, después de 17 convocato- información y opinión rias, el atractivo que ejerce sobre los profesores y los Esta presencia se constata desde la escuela mater- alumnos. Concebida como una gran operación de nal (2 a 6 años) donde, por ejemplo, se le pregunta a complementariedad entre la escuela y los profesiona- los niños más pequeños si saben diferenciar entre un les de los medios, alrededor del aprendizaje ciudada- periódico, un libro, un catálogo, a través de activida- no de la comunicación mediática, este evento moviliza des sensoriales, si saben para qué sirve un cartel, un durante toda una semana un porcentaje elevado de periódico, un cuaderno, un ordenador si son capa- centros escolares que representan un potencial de 4,3 ces de reconocer y distinguir imágenes de origen y de millones de alumnos (cifras de 2006). Basada en el naturaleza distintas. Podríamos continuar con más voluntariado, la semana permite desarrollar activida- ejemplos en todos los niveles de enseñanza y práctica- des más o menos ambiciosas centradas en la introduc- Páginas 43-48 ción de los medios en la vida de la escuela a través de la instalación de kioscos, organización de debates con profesionales y la confección por parte de los alumnos de documentos difundidos en los medios profesionales. Es la ocasión de dar un empujón a la educación en medios y de disfrutarlos. Los medios –un millar en 2006– se asocian de maneras diversas ofreciendo ejemplares de periódicos, acceso a noticias o a imágenes, proponiendo encuentros, permitiendo intervenir a los jóvenes en sus ondas o en sus columnas Esta operación da luz al trabajo de la educación en medios y moviliza a los diferentes participantes en el proyecto. 5. La formación de los docentes La formación es uno de los pilares principales de la educación en los medios. Su función es indispensable ya que no se trata de una disciplina, sino de una enseñanza que se hace sobre la base del voluntariado y del compromiso personal. Se trata de convencer, de mostrar, de interactuar. En primer lugar es necesario incluirla en la formación continua de los docentes, cuyo volumen se ha incrementado desde 1981 con la aparición de una verdadera política de formación continua de personal. Es difícil dar una imagen completa del volumen y del público, pero si nos atenemos a las cifras del CLEMI, hay más de 24.000 profesores que han asistido y se han involucrado durante 2004-05. 5.1. La formación continua En la mayoría de los casos, los profesores reciben su formación en contextos cercanos a su centro de trabajo, o incluso en este mismo. Después de una política centrada en la oferta que hacían los formadores, se valora más positivamente la demanda por parte del profesorado, ya que sólo así será verdaderamente fructífera. Los cursos de formación se repartieron en varias categorías: desde los formatos más tradicionales (cursos, debates, animaciones), hasta actividades de asesoramiento y de acompañamiento, y por supuesto los coloquios que permiten un trabajo en profundidad ya que van acompañados de expertos investigadores y profesionales. Citemos, por ejemplo en 2005, los coloquios del CLEMI-Toulouse sobre el cine documental o el del CLEMI-Dijon sobre «Políticos y medios: ¿connivencia?». Estos coloquios, que forman parte de un trabajo pedagógico regular, reagrupan a los diferentes participantes regionales y nacionales alrededor de grandes temas de la educación en medios y permiten generar nuevos conocimientos de aproximación y una profundización. Páginas 43-48 Hay otro tipo de formación original que se viene desarrollando desde hace menos tiempo, a través de cursos profesionales, como por ejemplo, en el Festival Internacional de Foto-periodismo «Visa para la imagen», en Perpignan. La formación se consolida en el curso, da acceso a las exposiciones, a las conferencias de profesionales y a los grandes debates, pero añade además propuestas pedagógicas y reflexiones didácticas destinadas a los docentes. Estas nuevas modalidades de formación son también consecuencia del agotamiento de la formación tradicional en las regiones. Los contenidos más frecuentes en formación continua conciernen tanto a los temas más clásicos como a los cambios que se están llevando a cabo en las prácticas mediáticas. Así encontramos distintas tendencias para 2004-05: La imagen desde el ángulo de la producción de imágenes animadas, el análisis de la imagen de la información o las imágenes del J.T. La prensa escrita y el periódico escolar. Internet y la información en línea. Medios y educación de los medios. 5.2 La formación inicial La formación inicial está aun en un grado muy ini- cial. El hecho de que la educación en medios no sea una disciplina impide su presencia en los IUFM (Institutos Universitarios de Formación de Maestros) que dan una prioridad absoluta a la didáctica de las disciplinas. En 2003, alrededor de 1.400 cursillistas sobre un total de 30.000 participaron en un momento u otro de un módulo de educación en medios. Estos módulos se ofrecen en función del interés que ese formador encuentra puntualmente y forman parte a menudo de varias disciplinas: documentación, letras, historia-geografía Estamos aún lejos de una política concertada en este dominio. La optativa «Cine-audiovisual» ha entrado desde hace muy poco tiempo en algunos IUFM destinada a obtener un certificado de enseñanza de la opción audiovisual y cine. Internet tiene cabida también en los cursos de formación inicial, recientemente con la aparición de un certificado informático y de Internet para los docentes, dirigido más a constatar competencias personales que a valorar una aptitud para enseñarlos. 6. ¿Y el futuro? El problema del futuro se plantea una vez más por la irrupción de nuevas técnicas y nuevos soportes. La difusión acelerada de lo digital replantea hoy muchas cuestiones relativas a prácticas mediáticas. Muchos Comunicar, 28, 2007 47 Comunicar, 28, 2007 Enrique Martínez-Salanova '2007 para Comunicar 48 trabajos que llevan el rótulo de la educación en medios solicitan una revisión ya que los conceptos cambian. La metodología elaborada en el marco de la educación en medios parece incluso permitir la inclinación de la sociedad de la información hacia una sociedad del conocimiento, como defiende la UNESCO. En Francia, se necesitaría unir las fuerzas dispersas en función de los soportes mediáticos y orientarse más hacia la educación en medios que al dominio técnico de los aparatos. Los avances recientes en el reconocimiento de estos contenidos y las competencias que supondrían podrían permitirlo. Referencias CLEMI/ACADEMIE DE BORDEAUX (Ed.) (2003): Parcours médias au collège: approches disciplinaires et transdisciplinaires. Aquitaine, Sceren-CRDP. GONNET, J. (2001): Education aux médias. Les controverses fécondes. Paris, Hachette Education/CNDP. SAVINO, J.; MARMIESSE, C. et BENSA, F. (2005): L’éducation aux médias de la maternelle au lycée. Direction de l’Enseignement Scolaire. Paris, Ministère de l’Education Nationale, Sceren/CNDP, Témoigner. BEVORT, E. et FREMONT, P. (2001): Médias, violence et education. Paris, CNDP, Actes et rapports pour l’éducation. – www.clemi.org: fiches pédagogiques, rapports et liens avec les pages régionales/académiques. – www.ac-nancy-metz.fr/cinemav/quai.html: Le site «Quai des images» est dédié à l’enseignement du cinéma et de l’audiovisuel. – www.france5.fr/education: la rubrique «Côté profs» a une entrée «education aux médias». – www.educaunet.org: Programme européen d’éducation aux risques liés à Internet. dResedfeleexliobnuetsacón Páginas 43-48
Effect of soya milk on nutritive, antioxidative, reological and textural properties of chocolate produced in a ball mill
RECENT ACTIVITIES
Autor
Documento similar

Effect of soya milk on nutritive, antioxidative, reological and textural properties of chocolate produced in a ball mill

Livre