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高压二氧化碳对NFC桃汁流变性质的非热调控机制
  • 项目名称:高压二氧化碳对NFC桃汁流变性质的非热调控机制
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:31171770
  • 申请代码:C200501
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:廖小军
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中国农业大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

NFC果汁具有品质好、附加值高的优点,是果汁的重要产品之一。热力杀菌方式是现阶段NFC果汁加工的主要技术,能有效杀灭微生物,提高产品货架期。但果汁为热敏性产品,热力杀菌容易破坏NFC果汁的流变学性质,导致果汁的悬浮不稳定,从而影响NFC果汁的感官品质。本研究以桃为实验材料,针对NFC桃汁热力杀菌过程中流变学性质的破坏问题,以高压二氧化碳(High Pressure CO2, HPCD)作为非热技术手段,从非酶因素(果汁粒度分布、Zeta电位、蛋白质以及Ca2+含量的变化等)和酶促因素(果胶甲基酯酶、聚半乳糖醛酸酶及其导致的果胶性质、果胶酯化度、果胶分子量等)两方面,采用蛋白组学、生物化学、物理化学和流变学方法系统研究HPCD对NFC桃汁流变学性质以及相关因素影响,深入探讨HPCD对NFC桃汁流变性质的非热调控机制,为HPCD技术在果蔬加工的应用提供理论依据,具有重要理论价值和实际意义。

结论摘要:

NFC果汁具有品质好、附加值高的优点。目前,NFC果汁加工仍以热力杀菌为主。虽然热力杀菌能有效杀菌及钝酶,但却容易破坏果汁流变学性质,从而影响果汁感官品质。基于此问题,本项目以NFC桃汁为对象,研究了高压二氧化碳(high pressure CO2, HPCD)对NFC桃汁流变性质的影响,并从酶促因素和非酶因素两方面研究了HPCD对NFC桃汁流变性质的非热调控机制。主要结果如下(1)HPCD处理改变了NFC桃汁的流变性质,表现为增加了桃汁粘度,但未改变桃汁的流体类型;而热处理不仅增加了桃汁粘度,同时改变了桃汁的流体类型。(2)HPCD处理过程中桃汁的pH值和ζ-电势绝对值降低;处理后桃汁中仍有较高的PME活性;桃汁的粒度也显著增大,但随着处理时间的延长又逐渐减小。(3)酶促因素HPCD对桃汁中PME酶的钝化效果较差,但能完全钝化PME粗酶液,钝化效果符合一级动力学曲线。HPCD和55 ℃温热处理对水溶性果胶+空白缓冲液(PB)和水溶性果胶+PME酶液(PE)的两个模拟体系中果胶分子量和ζ-电势没有影响;但温热处理后PE体系的果胶颗粒粒径小于HPCD处理的样品。HPCD处理后PE模拟体系中PME酶活被完全钝化,果胶酯化度降低了20%,粘度没有显著变化;55 ℃温热处理后PE模拟体系中PME残存酶活在80%以上,果胶酯化度降低了70%,粘度显著下降。由以上结果得出,HPCD处理过程中NFC桃汁中仍有较高PME活性,能作用于果胶导致果胶颗粒粒径变小、酯化度降低及粘度降低。(4)非酶因素HPCD处理后桃蛋白质颗粒粒径显著增大,一级结构没有变化,但高级结构发生了改变。通过2-DE电泳结合蛋白质结构组成分析,发现对HPCD处理敏感的桃蛋白通常含有较低的α-螺旋含量及氢键含量。(5)HPCD对NFC桃汁流变性质的非热调控机制HPCD作用引起果胶颗粒粒径降低及颗粒数量的增加,这会增加果胶颗粒之间的相互作用;另外,HPCD作用增加了蛋白质颗粒粒径并减少了颗粒数量,这会减少其对果胶颗粒之间相互作用的影响,另一方面这些“大型”的蛋白质颗粒会减小果胶的活动空间,从而提高果胶相互作用的概率;这些变化最终使HPCD作用后的桃汁在保证流体类型不变的情况下提高了粘度。该研究结果不仅具有重要的理论研究意义,而且具有实际应用价值,有利于推动HPCD技术在果汁加工业中的应用。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
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