The whey protein beta-lactoglobulin is the building block of amyloid fibrils which exhibit a great potential in various applications. These include stabilization of gels or emulsions. During biotechnological processing, high shear forces lead to fragmentation of fibrils and therefore to smaller fibril lengths. To provide insight into such processes, pure straight amyloid fibril dispersions (prepared at pH 2) were produced and sheared using the rotor stator setup of an Ultra Turrax. In the first part of this work, the sedimentation properties of fragmented amyloid fibrils sheared at different stress levels were analyzed with mulitwavelength analytical ultracentrifugation (AUC). Sedimentation data analysis was carried out with the boundary condition that fragmented fibrils were of cylindrical shape, for which frictional properties are known. These results were compared with complementary atomic force microscopy (AFM) measurements. We demonstrate how the sedimentation coefficient distribution from AUC experiments is influenced by the underlying length and diameter distribution of amyloid fibrils.In the second part of this work, we show how to correlate the fibril size reduction kinetics with the applied rotor revolution and the resulting energy density, respectively, using modal values of the sedimentation coefficients obtained from AUC. Remarkably, the determined scaling laws for the size reduction are in agreement with the results for other material systems, such as emulsification processes or the size reduction of graphene oxide sheets.

中文翻译：

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通过多波长分析超速离心法测定β-乳球蛋白原纤维的长度分布。

乳清蛋白β-乳球蛋白是淀粉样蛋白原纤维的组成部分，其在各种应用中显示出巨大的潜力。这些包括凝胶或乳液的稳定化。在生物技术加工过程中，高剪切力导致原纤维破碎，从而导致原纤维长度变短。为了提供对此类过程的洞察力，使用Ultra Turrax的转子定子装置生产并剪切了纯直淀粉样原纤维分散液（在pH 2下制备）。在这项工作的第一部分中，使用多波长分析超速离心（AUC）分析了在不同应力水平下剪切的淀粉样蛋白原纤维的沉降特性。沉积数据分析是在边界条件下进行的，即碎裂的原纤维为圆柱状，其摩擦特性是已知的。将这些结果与互补原子力显微镜（AFM）测量进行了比较。我们展示了AUC实验的沉降系数分布如何受到淀粉样原纤维潜在的长度和直径分布的影响。在这项工作的第二部分中，我们展示了如何将原纤维尺寸减小动力学与所施加的转子旋转和所产生的能量相关联密度，分别使用从AUC获得的沉降系数的模态值。值得注意的是，确定的尺寸减小规律与其他材料系统的结果一致，例如乳化工艺或氧化石墨烯片的尺寸减小。我们展示了AUC实验的沉降系数分布如何受到淀粉样原纤维潜在的长度和直径分布的影响。在这项工作的第二部分中，我们展示了如何将原纤维尺寸减小动力学与所施加的转子旋转和所产生的能量相关联密度，分别使用从AUC获得的沉降系数的模态值。显着地，确定的尺寸减小的定律与其他材料系统的结果一致，例如乳化工艺或氧化石墨烯片的尺寸减小。我们展示了AUC实验的沉降系数分布如何受到淀粉样原纤维潜在的长度和直径分布的影响。在这项工作的第二部分中，我们展示了如何将原纤维尺寸减小动力学与所施加的转子旋转和所产生的能量相关联密度，分别使用从AUC获得的沉降系数的模态值。显着地，确定的尺寸减小的定律与其他材料系统的结果一致，例如乳化工艺或氧化石墨烯片的尺寸减小。我们展示了如何使用从AUC获得的沉降系数的模态值，分别将原纤维尺寸减小动力学与所施加的转子旋转和所产生的能量密度相关联。值得注意的是，确定的尺寸减小规律与其他材料系统的结果一致，例如乳化工艺或氧化石墨烯片的尺寸减小。我们展示了如何使用从AUC获得的沉降系数的模态值，分别将原纤维尺寸减小动力学与所施加的转子转速和所产生的能量密度相关联。值得注意的是，确定的尺寸减小规律与其他材料系统的结果一致，例如乳化工艺或氧化石墨烯片的尺寸减小。