{"id":26762,"date":"2026-08-31T16:57:50","date_gmt":"2026-08-31T14:57:50","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/katja-garina\/"},"modified":"2026-10-31T11:29:55","modified_gmt":"2026-10-31T10:29:55","slug":"katja-garina","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/katja-garina\/","title":{"rendered":"Katja Garina"},"content":{"rendered":"","protected":true},"featured_media":26763,"template":"","meta":{"_acf_changed":false},"university_us_portfolio":[16],"class_list":["post-26762","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","university_us_portfolio-overig"],"acf":{"main_text":"","naam_van_het_proefschift":"Unpacking the plant-based matryoshka","samenvatting":"Het doel van dit proefschrift was om te onderzoeken hoe de multischalige structuur zich ontwikkelt tijdens de hoog-vocht extrusie (HME) van plantaardige eiwitten, met bijzondere nadruk op structurele herschikkingen op de nm-tot-\u00b5m-schaal en hun rol bij de vorming van structuren op grotere schaal en de uiteindelijke textuur van de extrudaten. Om dit doel te bereiken, werden SAS-technieken gebruikt naast complementaire structurele en texturele karakteriseringsmethoden, waarbij zowel ex situ als in situ benaderingen werden toegepast.\n\nIn Hoofdstuk 2 hebben we aangetoond dat het complementaire gebruik van SANS en (U)SAXS essentieel is voor SPC-systemen omdat elke methode verschillende SLD-contrasten biedt. Onder HME-omstandigheden assembleren matig ontvouwen maar globulaire eiwitten zich tot nano-aggregaten die in het schroefgedeelte groeien tot ze een stabiele grootte bereiken (\u223c30 nm); deze aggregaten dienen waarschijnlijk als bouwstenen voor eiwitfibrillen. Uitlijning van eiwitfibrillen wordt waargenomen op lengteschalen die groter zijn dan individuele nano-aggregaten, met een grotere uitlijning in de koelmatrijs, vooral nabij de koudere wanden.\n\nIn Hoofdstuk 3 hebben we bevestigd dat uitlijning op nm-tot-\u00b5m-schaal al tot stand is gekomen in de extruderbarrel, terwijl de ontwikkeling van de lamellaire fase-gescheiden structuur voornamelijk plaatsvindt in de koelmatrijs. Het gebruik van een geperforeerde plaat (breaker plate) bevordert een meer homogene verdeling van structuur en temperatuur in de eiwitsmelt.\n\nIn Hoofdstuk 4 hebben we het effect van pH-verschuiving op multischalige structurele anisotropie en textuur onderzocht. Het is aangetoond dat pH-verschuiving een uitgesproken, niet-monotoon effect heeft. Op nm-schaal geeft SAS aan dat bij pH > pI de eiwit-nano-aggregaten in omvang toenemen en er een overgang plaatsvindt van particulaire naar fibrillaire aggregatie. Uitgelijnde lamellaire structuren ontstaan bij pH > pI en nemen weer af bij pH \u226b pI.\n\nIn Hoofdstuk 5 hebben we de mechanismen van structuurvorming verduidelijkt door het hitte-ge\u00efnduceerde geleringsgedrag van gefractioneerde 11S en 7S soja-globulines te koppelen aan de multischalige structuren. 7S-globuline bevordert de vervormbaarheid en vergemakkelijkt door stroming ge\u00efnduceerde uitlijning, terwijl 11S-globuline bijdraagt aan netwerkversterking via covalente crosslinks.\n\nIn Hoofdstuk 6 hebben we een op maat gemaakte 'neutronen-transparante' koelmatrijs ontwikkeld om directe in situ SANS-metingen mogelijk te maken. De resultaten tonen aan dat eiwitaggregatie in de extruderbarrel primair wordt bepaald door de eiwitlading. Opvallend is dat gedeeltelijke relaxatie van de uitlijning op nanoschaal in de koelmatrijs het macroscopische lamellaire patroon niet elimineert, wat aantoont dat de uiteindelijke structuur op mm-schaal de vroege uitlijningstoestand weerspiegelt die bij de ingang van de koelmatrijs is vastgesteld.","summary":"The aim of this thesis was to investigate how multiscale structure develops during HME of plant-based proteins, with particular emphasis on nm-to-\u00b5m scale structural rearrangements and their role in larger scale structure formation and the final texture of the extrudates. To achieve this aim, SAS techniques were used alongside complementary structural and textural characterisation methods, employing both ex situ and in situ approaches.\n\nIn Chapter 2, we demonstrated that the complementary use of SANS and (U)SAXS is essential for SPC systems because each method provides different SLD contrasts. Under HME conditions, moderately unfolded yet globular proteins assemble into nano-aggregates that grow in the screw section until reaching a stable size (\u223c30 nm); these aggregates likely serve as building blocks for protein fibrils. Alignment of protein fibrils is observed at length scales larger than individual nano-aggregates, with greater alignment in the cooling die, especially near the colder walls.\n\nIn Chapter 3, we confirmed that nm-to-\u00b5m scale alignment is already established within the extruder barrel, whereas the development of the lamellar phase-separated structure takes place predominantly in the cooling die. The use of a breaker plate promotes a more homogeneous distribution of structure and temperature in the protein melt.\n\nIn Chapter 4, we investigated the effect of pH-shifting on multiscale structural anisotropy and texture. pH-shifting was shown to have a pronounced, non-monotonic effect. At the nm scale, SAS indicates that at pH > pI protein nano-aggregates increase in size and a transition from particulate to fibrillar-like aggregation takes place. Aligned lamellar structures emerge at pH > pI and diminish again at pH \u226b pI.\n\nIn Chapter 5, we clarified mechanisms of structure formation by linking the heat-set gelation behaviour of fractionated 11S and 7S soy globulins to the multiscale structures. 7S globulin promotes deformability and facilitates flow-induced alignment, whereas 11S globulin contributes to network strengthening through covalent crosslinks.\n\nIn Chapter 6, we developed a custom \u2018neutron-transparent\u2019 cooling die to enable direct in situ SANS measurements. The results show that protein aggregation in the extruder barrel is primarily governed by protein charge. Notably, partial relaxation of nanoscale alignment in the cooling die does not eliminate the macroscopic lamellar pattern, demonstrating that the final mm-scale structure reflects the early alignment state established at the cooling die entrance.","auteur":"Katja Garina","auteur_slug":"katja-garina","publicatiedatum":"24 september 2026","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/katjagarina?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/e8b27214-cfcf-4bc4-825a-e2c7ca022ca4\/highres","url_epub":"","ordernummer":"19480","isbn":"978-94-6563-014-4","doi_nummer":"","naam_universiteit":"Overig","afbeeldingen":26763,"video_url":"","podcast_url":"","naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"Overig","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/26762","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/26763"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26762"}],"wp:term":[{"taxonomy":"university_us_portfolio","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/university_us_portfolio?post=26762"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}