吉林农业大学考研(吉林农业大学考研专业目录)




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鲜湿面未经油炸和脱水工艺,更好地保留了面制品的天然风味,具备脂肪含量低、复水快、食用品质优越、烹饪方式多元化等特点。现如今,工业化生产鲜湿面流行于全国各地,但是由于鲜湿面含水量高,水分活度大,从而贮藏期间易出现黏连现象,发生品质劣化,不宜久置,造成大量食品浪费,给企业和消费者带来经济损失。如何改善鲜湿面黏连、减少食品浪费,成为鲜湿面工业化生产的重大难题之一。

吉林农业大学食品科学与工程学院,农业农村部食用菌加工技术集成科研基地,吉林省粮食精深加工与高效利用工程研究中心,吉林省粮食精深加工与副产物高效利用技术创新重点实验室的刘炳莉、张艳荣*,刘婷婷*等将银耳多糖添加到鲜湿面中,从水分状态、面筋网络结构两个角度,研究贮藏期间银耳多糖对鲜湿面水分迁移变化和微观结构的影响,阐述银耳多糖对鲜湿面内部结构改变的原因,为高品质鲜湿面的工业化生产提供一定理论依据。

1、银耳多糖的紫外线吸收曲线

由图1可知,在260 nm和280 nm波长处均无明显的吸收峰,说明银耳多糖中含有极少量蛋白质、核酸等杂质,提取效果较好。

2、银耳多糖对鲜湿面品质的影响

银耳多糖对小麦粉混合体系粉质特性的影响

如表1所示,随着银耳多糖添加量的增加,小麦粉混合体系的吸水率无显著差异(P>0.05)。面团形成时间从(3.97±0.03)min下降至(1.81±0.02)min,说明银耳多糖缩短面团到达最大稠度的时间,促进面筋的形成。面团稳定时间从(9.37±0.04)min增加至(11.11±0.04)min,表明银耳多糖可提高面团的柔韧性和筋性。可能是由于银耳多糖的乳化作用,联结面筋网络结构,从而提高了面团的加工性质。弱化度从(72.00±1.00)FU下降至(44.00±1.00)FU,粉质质量指数从(86.00±1.00)mm增加至(112.00±1.00)mm,说明银耳多糖增加了面团对剪切力的耐受度,使面筋质量提高。

银耳多糖鲜湿面的质构特性

如图2所示,当银耳多糖添加量为0.5%时,鲜湿面的表观黏性最低,这可能是因为银耳多糖的主链结构是由α-(1→3)糖苷键连接的甘露聚糖,体系中的水分子与大量的甘露聚糖羟自由基结合形成氢键,水化的多糖大分子形成环状、螺旋状或双螺旋结构,再通过分子的伸展及不同位点的键合,形成更加稳定紧密的三维网状结构,抑制水分子迁移,使黏度降低。未添加银耳多糖的鲜湿面表观黏性最高;添加0.7%和0.9%的银耳多糖鲜湿面与添加0.5%的银耳多糖鲜湿面相比表观黏性略有升高,可能是因为银耳多糖的黏度和浓度呈线性正相关。此外,贮藏0~24 h,鲜湿面表观黏性呈逐步上升趋势,24~48 h呈下降趋势。综上所述,加入0.5%的银耳多糖,抑制鲜湿面表面黏连效果最佳。

银耳多糖鲜湿面的水分分布

结合表2和图3可以看出,鲜湿面体系主要有4 种氢质子信号,出现了强结合水(T21<1 ms)、弱结合水(1 ms<T22-1<10 ms,10 ms<T22-2<75 ms)、自由水(T23>75 ms),与林向阳等的研究结果相似。强结合水主要是淀粉分子内部的水或与面筋蛋白表面的极性基团紧密结合的水;弱结合水的流动性介于深层结合水和自由水之间,存在于淀粉颗粒外或间接结合到面筋网络的大分子上,以氢键的形式束缚水;自由水以游离态的方式存在,为被物理吸附的水分,具有很好的流动性。

如图4所示,0%银耳多糖鲜湿面在贮藏0~48 h时自由水含量呈上升趋势(P<0.05),说明面筋网络结构遭到破坏,水与固体相互作用减弱,水分迁移增加。添加银耳多糖后,自由水含量出现不同变化趋势,其中添加0.5%银耳多糖贮藏12 h以及48 h自由水含量减少最明显,说明银耳多糖可以抑制水分子移动,减少鲜湿面黏连,这可能是因为二硫键的形成是通过高分子质量麦谷蛋白亚基的中间疏水区域上1 个半胱氨酸残基与低分子质量麦谷蛋白亚基中C末端区域上1 个半胱氨酸残基交联形成,形成时脱除氢离子,因为银耳多糖中含有大量的羟自由基,羟自由基与麦谷蛋白亚基中半胱氨酸残基上的硫醇基团产生键合作用,促进交联形成稳定的高分子麦谷蛋白聚合体,并且银耳多糖可以与面筋蛋白、醇溶蛋白和水形成氢键,强化面筋网络结构,减少自由水的转化,抑制水分迁移。

银耳多糖混合粉面团的频率扫描动态流变学

如图5a所示,添加银耳多糖和未添加银耳多糖的面团黏弹性模量变化趋势一致,说明银耳多糖没有改变频率的变化对面团的影响;除添加1%的银耳多糖的面团外,其余面团的G’均高于G”,呈现弹性大于黏性的流体特性。此外,添加0.1%、0.3%银耳多糖的面团G’和G”小于添加0%银耳多糖的面团,可能是因为银耳多糖吸水性强,低浓度多糖与面筋蛋白竞争吸水,抑制了面筋蛋白与水分子融合,造成黏弹性降低;而添加0.5%、0.7%、0.9%银耳多糖的G’和G”大于添加0%银耳多糖的面团,说明大量银耳多糖的溶胀能力提升了面团的持水性,物质持水性的增强有助于其黏弹性的提高,因此添加适量银耳多糖可提高面团的黏弹性、机械强度。

如图5b所示,tanδ恒小于1,说明面团的弹性大于黏性,具有类固体的性质。添加0.1%~0.7%银耳多糖的面团tanδ均低于添加0%银耳多糖的面团,整体来看,其中添加0.5%银耳多糖的面团tanδ最低,添加0.9%银耳多糖的面团tanδ高于添加0%银耳多糖的面团,说明添加0.1%~0.7%银耳多糖会增加面团聚合度,其中添加0.5%银耳多糖的面团聚合度最高,添加0.9%银耳多糖的面团聚合度最低。可能因为面团形成过程中,银耳多糖不仅是填充在面筋网络结构中,还存在复杂的相互作用。银耳多糖和面筋蛋白通过分子间二硫键交联形成有序的大分子聚合体,强化结构,产生了很强的结合力,从而获得更高的模量。

银耳多糖鲜湿面的热力学特性

如图6a所示,随着银耳多糖的增加,鲜湿面峰值温度呈现先升高后降低的变化趋势;银耳多糖添加量为0%时鲜湿面的峰值温度最低,为113.56 ℃,0.5%时的峰值温度最高,为135.58 ℃,0.9%时的峰值温度为121.21 ℃。

如图6b所示,添加了银耳多糖的鲜湿面的ΔH明显高于未添加的鲜湿面,说明银耳多糖提高了面筋蛋白的热稳定性,可能是因为在蛋白质-阴离子多糖体系中,银耳多糖和面筋蛋白的极性氨基酸通过静电相互作用形成了蛋白多糖凝聚体,强化了面筋网络,提高了结构稳定性。然而,过量添加银耳多糖的鲜湿面的峰值温度以及ΔH下降,可能是由于银耳多糖分子羟基供给过多的H+,发挥了少量的抗氧化性能,将半胱氨基酸的二硫键还原成游离的巯基,抑制醇溶蛋白上自由基的积累,弱化了面筋网络结构。

银耳多糖鲜湿面的微观结构分析

由图7a所示,添加0%银耳多糖的鲜湿面面筋网络的均匀性和连接性较差,孔隙度大,淀粉裸露在面筋结构之外,结构不稳定。随着银耳多糖的添加量增加(图7b~f),鲜湿面面筋蛋白结构呈现先紧密后疏松的状态,其中添加0.5%银耳多糖的面筋网络结构分布均匀,相互连接较好,淀粉颗粒嵌入连续的面筋网络中;添加量增加至0.9%时,面筋网络结构不佳,部分淀粉颗粒呈现破裂状态,分布不均匀,可能是因为高浓度银耳多糖提高了对淀粉颗粒施加的力,包覆作用增强,并且银耳多糖与水分子结合,导致羟自由基、超氧阴离子自由基减少,增强了还原能力,提高了抗氧化活性,抑制了醇溶蛋白和麦谷蛋白上自由基的积累,弱化了面筋网络结构。

银耳多糖鲜湿面的二级结构

如图8a所示,添加银耳多糖没有改变特征峰的位置,说明面筋蛋白的特定基团没有变化。由图8b可知,鲜湿面面筋蛋白二级结构的相对含量发生改变。添加0%银耳多糖鲜湿面面筋蛋白是由30.20% β-折叠、20.43%α-螺旋、27.03% β-转角以及22.34%无规卷曲构成,其中β-折叠结构占比最高。α-螺旋和β-折叠代表了面筋蛋白的有序结构,无规卷曲及β-转角代表无序结构。如图8b所示,添加银耳多糖使鲜湿面中β-折叠的相对含量升高,无规卷曲的相对含量降低,这表明面筋网络结构的有序性增加,鲜湿面更加稳定。可能是因为银耳多糖强化了面筋蛋白的水化作用,使蛋白质之间的氢键被蛋白质和水之间的氢键取代,增加了多肽链的流动性,有助于延长β-折叠结构。添加0.5%银耳多糖的鲜湿面的α-螺旋相对含量最高,β-转角结构的相对含量最低;与添加0%银耳多糖鲜湿面相比,α-螺旋的相对含量增加了9.96%,β-转角的相对含量减少了7.11%。可能因为银耳多糖的加入,增加了面筋蛋白二硫键的交联程度,使鲜湿面面筋网络形成了连续的三维立体结构。鲜湿面面筋蛋白的二级结构有序稳定,进一步说明银耳多糖能够增强鲜湿面贮藏期间的内部稳定性,抑制水分迁移。

银耳多糖鲜湿面的蒸煮特性

如图9所示,银耳多糖对鲜湿面的蒸煮特性作用明显,鲜湿面的吸水率、干物质损失率随银耳多糖的添加呈下降趋势;其中,银耳多糖添加量为0.9%时,鲜湿面的吸水率降低至69.78%,较对照组降低了24.59%,干物质损失率降低至6.62%,较对照组降低了4.24%。这可能是因为银耳多糖可以与面筋蛋白产生交联,进而形成密集的网络结构,增强束缚淀粉颗粒的能力,使淀粉颗粒不易从面筋网络结构中脱落。蒸煮过程中,水分子渗透受阻,限制内部淀粉颗粒吸水膨胀,从而使鲜湿面吸水率、干物质损失率降低,银耳多糖鲜湿面呈现出良好的蒸煮品质。

结论

将银耳多糖添加到鲜湿面中,从水分状态、面筋网络结构两个角度,研究贮藏期间银耳多糖对鲜湿面水分迁移变化和微观结构的影响,阐述银耳多糖对鲜湿面内部结构改变的原因。结果表明,银耳多糖可以有效改善鲜湿面在贮藏期间的黏连现象和水分迁移程度。动态流变学实验、激光共聚焦显微镜观察、热特性分析以及傅里叶变换红外光谱扫描结果均表明,银耳多糖增强了鲜湿面的面筋网络结构,其中物理因素和非共价键起关键作用。低场核磁共振实验结果表明,银耳多糖降低了鲜湿面中的水分自由度,减少自由水的迁移,从而改变了鲜湿面中的水分分布状态。这是因为银耳多糖和麦谷蛋白之间的相互作用,增强面筋网络结构,使鲜湿面网络结构均匀紧凑,添加0.5%银耳多糖时改善效果最为明显。本实验为后续研究银耳多糖改善鲜湿面食用品质及延长货架期提供一定理论依据,为其在工业化生产中的应用提供参考。

通信作者简介

刘婷婷,博士,吉林农业大学食品科学与工程学院教授,硕士生导师,吉林省第八批拔尖创新人才,吉林农业大学青年拔尖人才,兼任中国菌物学会食用菌采后与加工产业分会常务理事,吉林省养生保健协会常务理事、吉林省营养师协会常务理事、第十七届长春市青年联合委员会委员。主要从事主要粮油植物蛋白精深加工、食药用菌精深加工及功能性食品开发等方面的研究工作,先后主持“十三五“国家重点研发计划、吉林省重点科技攻关、吉林省青年科研基金、长春市科技支撑计划及企业横向合作科研项目17项,发表科研论文40余篇,获得国家发明专利80项,转让国家发明专利22项。获吉林省科学技术一等奖5项、吉林省科学技术二等奖2项。

本文《银耳多糖抑制鲜湿面水分迁移及改善黏连的作用》来源于《食品科学》2023年44卷2期79-86页,作者:刘炳莉,樊红秀,邵添,王大为,张艳荣,刘婷婷。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220516-204。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护,并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性,北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨,探讨未来食品发展方向,通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果,搭建科研单位与企业产学研结合的平台,共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。

投稿网址:

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124

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