超高压对麦麸及其植酸含量变化的影响

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小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展

小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展

第1期(总第520期) 2021年1月农产品加工Farm Products ProcessingNo.1Jan.文章编号:1671-9646 (2021) 01b-0064-04小麦麸皮改性及在食品中的应用研究进展张倩芳,李敏,孟晶岩,栗红瑜(山西农业大学山西功能食品研究院山西太原030031)摘要:麦麸作为小麦加工的主要副产物,富含多种营养活性成分,其加工利用具有较高的经济效益和社会效益。

对 麦麸的营养成分、改性方法及其在食品中的应用进行综合概述,以期为麦麸的开发利用提供参考。

关键词:小麦麸皮;营养成分;改性;加工利用中图分类号:TS201 文献标志码: A doi:10.16693/ki.l671-9646(X).2021.01.051Research Progress on Wheat Bran Modification and its Application in FoodZHANG Qianfang, LI Min, MENG Jingyan, LI Hongyu(Institute of Functional Food of Shanxi,Shanxi Agricultural University,Taiyuan,Shanxi 030031,China) Abstract:Wheat bran,as the main by-product of wheat processing,is rich in nutritional active ingredients. The processing and utilization of wheat bran can bring about high economic and social benefits. The nutritional components,modification technologies and its application in food of wheat bran were summarized,in order to provide some reference for the development and utilization of wheat bran.Key words:wheat bran; nutritional ingredients; modification;〇引言我国是小麦种植和加工大国,小麦产量逐年上 涨,麦麸作为小麦加工的副产物,资源十分丰富。

不同高压处理下薯类食物消化特性研究进展

不同高压处理下薯类食物消化特性研究进展

收稿日期:20230310基金项目:辽宁省社会科学规划基金办公室基金项目(L 20B J Y 018)㊂作者简介:王东伟(1965 ),女,辽宁昌图人,沈阳师范大学副教授,硕士;通信作者:杨宏黎(1982 ),女,山西霍州人,沈阳师范大学讲师,博士㊂第41卷 第6期2023年 12月沈阳师范大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g N o r m a lU n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n )V o l .41N o .6D e c .2023文章编号:16735862(2023)06054206不同高压处理下薯类食物消化特性研究进展王东伟1,董生忠2,杨玉霞1,修文依1,刘佳丽1,杨宏黎1(1.沈阳师范大学粮食学院,沈阳 110034;2.沈阳师范大学实验教学中心,沈阳 110034)摘 要:挤压膨化技术㊁超高压处理技术㊁高压湿热处理技术㊁高压均质技术作为物理改性技术,已广泛应用于食品物料改性研究中㊂综述了近年来国内外关于不同高压处理技术在薯类食物消化特性中的研究与应用㊂通过对比分析,探究不同高压处理条件对薯类食物消化特性的影响㊂挤压膨化技术处理后的物料适口性好,但会损失物料中的游离氨基酸和维生素;超高压处理技术作为非热物理改性技术,改性效果较好,但设备较为昂贵,产品后期贮藏条件较为严格;高压湿热处理技术操作相对简便,在高压湿热条件下有利于抗性淀粉生成,改性效果较好,应用较为广泛;高压均质技术因缺乏对薯类相关研究作为理论支撑,目前无法充分证明其对薯类消化特性的影响,但该技术应用于其他物料时呈现了良好的降低淀粉水解率的效果,物料中抗性淀粉含量增加,这为高压均质技术改性物料奠定了理论基础,也为今后的研究提供了思路㊂关 键 词:薯类;挤压技术;超高压;高压湿热;高压均质;消化特性中图分类号:T S 215 文献标志码:Ad o i :10.3969/j .i s s n .16735862.2023.06.010Re s e a r c h p r o g r e s so nd i g e s t i v ec h a r a c t e r i s t i c sof p o t a t ou n d e r d i f f e r e n t p r e s s u r e t r e a t m e n t c o n d i t i o n sWA N G D o n g w e i 1,D O N G S h e n g z h o n g 2,Y A N G Y u x i a 1,X I U W e n y i 1,L I U J i a l i 1,Y A N G H o n g l i 1(1.C o l l e g e o f G r a i n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,S h e n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110034,C h i n a ;2.E x p e r i m e n t a lT e a c h i n g C e n t e r ,S h e n y a n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110034,C h i n a )A b s t r a c t :E x t r u s i o nt e c h n o l o g y ,u l t r a -h i g h p r e s s u r et r e a t m e n tt e c h n o l o g y ,h i g h p r e s s u r e w e t h e a tt r e a t m e n tt e c h n o l o g y ,h i g h p r e s s u r e h o m o g e n i z a t i o n t e c h n o l o g y a s p h y s i c a l m o d i f i c a t i o n t e c h n o l o g i e s ,h a v eb e e n w i d e l y u s e di nf o o d m a t e r i a l m o d i f i c a t i o nr e s e a r c h .I nt h i s p a p e r ,t h e r e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n o f d i f f e r e n t h i g h -p r e s s u r e t r e a t m e n t t e c h n i q u e s o n t h e d i g e s t i v e c h a r a c t e r i s t i c s o f p o t a t o f o o d s a t h o m e a n d a b r o a d i n r e c e n t y e a r sw e r e r e v i e w e d ,a n d t h e i n f l u e n c eo f d i f f e r e n t h i g h -p r e s s u r e t r e a t m e n t c o n d i t i o n so nt h ed i g e s t i v ec h a r a c t e r i s t i c so f p o t a t o f o o d sw a s e x p l o r e dt h r o u g hc o m p a r a t i v ea n a l y s i s .T h e m a t e r i a lt r e a t e d b y e x t r u s i o nt e c h n o l o g y h a s g o o d p a l a t a b i l i t y ,b u ti t w i l ll o s ef r e ea m i n oa c i d sa n dv i t a m i n si nt h e m a t e r i a l ;A san o n -t h e r m a l p h y s i c a lm o d i f i c a t i o n t e c h n o l o g y ,t h em o d i f i c a t i o n e f f e c t o f u l t r a -h i g h p r e s s u r e t e c h n o l o g y i s b e t t e r ,b u t t h e e q u i p m e n t i sm o r e e x p e n s i v ea n dt h e s t o r a g e c o n d i t i o n so f p r o d u c t sa r em o r e s t r i c t .H i g h p r e s s u r ew e t h e a t t r e a t m e n t t e c h n o l o g y i sr e l a t i v e l y s i m p l e t oo p e r a t e ,a n di t i sc o n d u c i v et ot h e f o r m a t i o no f r e s i s t a n t s t a r c hu n d e r h i g h p r e s s u r ew e t h e a t c o n d i t i o n ,a n d t h em o d i f i c a t i o ne f f e c t i s g o o d ,a n d i t i sw i d e l y u s e d .D u e t o t h e l a c ko f r e l e v a n t r e s e a r c h e s o n t u b e r s a s t h e o r e t i c a l s u p po r t ,t h ei n f l u e n c eo fh i g h -p r e s s u r eh o m o g e n i z a t i o nt e c h n o l o g y o nt h ed i g e s t i b i l i t y c h a r a c t e r i s t i c so f t u b e r s c a n n o tb ef u l l yp r o v e da t p r e s e n t .H o w e v e r ,w h e ni t i sa p p l i e dt oo t h e r m a t e r i a l s ,t h e t e c h n o l o g y s h o w s a g o o de f f e c t o f r e d u c i n g t h eh y d r o l y s i s r a t eo f s t a r c ha n d i n c r e a s i n g t h e c o n t e n t o f r e s i s t a n ts t a r c hi nt h e m a t e r i a l s ,w h i c hl a i dat h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o rt h e m o d i f i c a t i o no f m a t e r i a l sb y h i g h -p r e s s u r e h o m o g e n i z a t i o nt e c h n o l o g y a n d a l s o p r o v i d es o m ei d e a sf o rf u t u r e r e s e a r c h .K e y w o r d s :p o t a t o ;e x t r u s i o n t e c h n o l o g y ;u l t r a -h i g h p r e s s u r e ;h i g h p r e s s u r e h e a t a n dh u m i d i t y ;h i g h p r e s s u r eh o m o g e n i z a t i o n ;d i g e s t i v e c h a r a c t e r i s t i c s 近年来,随着人们对食品营养㊁合理膳食的重视,薯类逐渐为人们所关注㊂薯类作物富含多种人体所需元素,营养价值颇高[1]㊂甘薯中的蛋白质成分和普通水稻中的蛋白质成分接近,有很高的营养价值,甘薯中的淀粉也更易于被身体的消化系统吸取[2];红薯中的烟酸㊁胡萝卜素及钾㊁钙等矿物质元素浓度都较高,而且膳食纤维浓度也较高[3];紫薯的营养元素也比较齐全,不但具有一般红薯中的无机盐㊁糖㊁蛋白质等,而且还含有许多微量元素,其中有 抗癌大王 之称的 硒 的浓度最高[4];马铃薯具有一般粮食所缺乏的赖氨酸和色氨酸,并且马铃薯中还含有较高含量的抗坏血酸[5]㊂我国科学家目前已在马铃薯的种植栽培㊁生产利用和营养价值等领域取得大量科研成果㊂薯类中富含的优质纤维素和抗性淀粉不但可加快胃肠蠕动,还可延缓人体对淀粉的消化吸收,薯类从而成为控制主食食品升糖指数的关键作物[611]㊂1 薯类中的抗性淀粉及其与消化特性的关系在抗性淀粉的功能特性研究中,多项研究表明,抗性淀粉具有降低血糖和血脂的作用,对预防糖尿病也有一定的作用[12]㊂淀粉食品的升糖指数主要与淀粉颗粒的种类㊁水分浓度㊁糊化程度和生产环境等影响因素有关[13],同时上述影响因素还与抗性淀粉的产生有重要联系㊂富含抗性淀粉的食品不易被消化,能够调节血糖水平㊁降低胰岛素反应并利用储存的脂肪[14]㊂薯类所含淀粉中的抗性淀粉比例较高,由于其能量较小,而且对多种营养蛋白质的分解代谢有抗性,所以在人体中消化吸收缓慢,有助于保持血糖平衡,从而降低饥饿感,并减少血液中的胆固醇和甘油三酯的含量[15]㊂2 体外消化模型在薯类食物中的应用2.1 体外消化模型在测定薯类淀粉水解率中的应用抗性淀粉(r e s i s t a n t s t a r c h ,R S)是降血糖食物的重要成分,详细精确地计算食物中抗性淀粉的浓度极其重要㊂按照检测环境R S 的测定方法可划分为体内检测与体外检测㊂其中,体外检测方法按照实验要求划分为实验室方法和体外模型方法㊂实验室方法中又根据其所用的酶和酵解条件的不同划分为E n g l y s t 法㊁G o n i 法㊁B e r r y 法等㊂有关专家也做了仔细的对比,指出G o n i 法的检测条件比较贴近机体的消化吸收条件㊂表1为各评级法酶解条件的差异比较结果[1617]㊂表1 R S 测定方法使用酶及酶解条件对比T a b l e1 C o m p a r i s o no f e n z y m ea n de n z y m a t i c h y d r o l ys i s c o n d i t i o n s f o rR Sd e t e r m i n a t i o n E n g l ys l B e r r y B j o r c k G o n i水解非抗性淀粉p H=4.8,猪胰α-淀粉酶,普鲁酶,42ħ,16h p H=5.2,α-淀粉酶,普鲁兰酶,淀粉分解酶,42ħ,16h p H =4.8,耐热型α-淀粉酶,42ħ,16h p H =1.5,胃蛋白酶,40ħ,60m i n ,p H=6.9,α-淀粉酶,37ħ,16h 水解抗性淀粉p H=4.5,淀粉葡萄糖苷(AMG ),65ħ,60m i n p H=4.5,淀粉葡萄糖苷酶(AMG ),65ħ,60m i n p H =4.75,AMG ,60ħ,30m i n p H=4.5,淀粉葡萄糖苷酶(AMG ),65ħ,60m i n 2.2 体外消化模型在薯类蛋白质中的应用蛋白质体外消化模型一般以蛋白质的消化吸收率为重要参考,蛋白质的消化吸收率指食品中蛋白质被消化系统吸收的部分与总蛋白质数量之间的比例,是判断蛋白质营养的最重要指标[18]㊂消化吸收345 第6期 王东伟,等:不同高压处理下薯类食物消化特性研究进展445沈阳师范大学学报(自然科学版)第41卷率高的蛋白质在被消化或吸收后可以形成更高的氨基酸,从而具有更高的食品营养价值㊂近几年来,不同类型的蛋白质已被广泛用作体外消化模型的基础,其中常用的有大豆蛋白[19]㊁乳制品蛋白[20]和蛋清蛋白[21]等㊂但是对于人体的消化系统的复杂情况来说,多酶共同作用相比于单酶更加符合人体内的消化系统情况[22]㊂P r a n d i等[23]在对各种消化吸收酶系统开展深入研究时,对比了2种消化吸收酶系统(单纯酶消化体系和多酶消化体系)对薯类蛋白体外消化率的差异㊂科学研究还证实,通过模拟各种酶对蛋白质的消化吸收更有利于模拟蛋白质在胃肠道内的消化吸收情况㊂表2为各种体外消化吸收模型的优缺点㊂表2体外消化模型的优缺点T a b l e2A d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e s o f i n v i t r od i g e s t i o nm o d e l s体外消化模型优点缺点单酶一步消化法[21]操作简便,耗时少酶相对单一,消化不充分胃蛋白酶-肠液一步消化法[22]较好地模拟人体的消化环境易受条件影响,操作难度大,实验重现性低胃-肠两步消化法[23]实验重现性较好耗时长,操作较复杂单酶作用[2425]简单易操作,模型更标准化消化率较低多酶体系[2627]接近实际情况,实用性较好考虑因素较多,没有单酶作用标准3不同高压处理方式对薯类食物消化特性的影响3.1挤压技术及其对薯类食物消化特性的影响挤压处理(挤压膨化)是将食品材料放在高温㊁高压的环境中,突然释放能量至常温常压,从而引起材料结构与性能的改变过程[28]㊂经升温㊁高压,淀粉粒子中大分子间氢键弱化,导致变性淀粉粒子部分解散,产生网纹组织,黏度增加,进而发生糊化㊂将压榨技术运用到抗性淀粉生产预处理过程时,由于在抗性淀粉生产处理过程中压榨技术具有预糊化功能,从而增加了变性淀粉糊化的可能性㊂只有使淀粉完全糊化,才能使淀粉酶与普鲁兰淀粉酶对其充分利用,生成必然长度的直链淀粉分子,通过调整蛋白酶的利用条件,进而增加抗性淀粉得率㊂挤压技术是指利用高压㊁髙温或高剪切作用,导致连接在化纤分子物质内部的化学键破裂,从而改变了分子结构的极性并且使分子剪切,使化纤内物料被完全的微粒化,也因此增加了物料与水分子间弥散的接触面积,从而增加了亲水性,减少了不可溶性的膳食纤维比例,从而增加了可溶性膳食纤维的浓度[29]㊂这一技术不仅改善了纤维物料的口感,而且也增强了物料的溶解性㊂水溶性膳食纤维可以有效控制葡萄糖被消化吸收时血糖的增加㊂挤压方法可提高制品的适口度,且成本低,但仍具有无法溶解物质㊁分解营养物质的缺点㊂倪文霞[30]通过比较纤维素酶和压榨工艺技术对红薯渣的改性,使酵解渣和压榨技术渣广泛地应用于生产面食和饼干,从而提高了面食和饼干中的膳食纤维的浓度㊂科学研究结果显示,红薯渣在经挤压技术的改良后,水溶性膳食纤维浓度显著提高,含量为19.23%㊂莎日娜[29]以马铃薯渣为原材料,分别探讨了纤维素酶和挤压处理方法对马铃薯膳食纤维的作用,实验结果显示,2种改性方式处理的马铃薯渣水溶性膳食纤维浓度均增加,而以挤压处理方式增加的水溶性膳食纤维浓度则高于以纤维素酶的处理㊂3.2超高压技术及其对薯类食物消化特性的影响超高压(h i g hh y d r o s t a t i c p r e s s u r e,HH P)处理工艺是通过100M P a的电压,在常温或更低工作温度下对食物进行杀菌㊁物料改性及使食物发生生化反应等[31]的一种食物处理方法㊂超高压处理有结构均匀㊁运行稳定㊁费用较低等优点㊂淀粉经过超高压处理后,A型结晶受到高压影响,双螺旋部分重新聚集,部分变成了B型,所以和高温下糊化淀粉一样,经过超高压处理的淀粉显示出了不同的糊化程度和胶状特性,有一些淀粉在未产生糊化的情况下,由于淀粉颗粒仍保持了原有的分子结构,增加了R S 的含量[32]㊂超高压技术增加了货架期,保持了食物原有的风味和营养价值,提高了产品的价值㊂但该技术所应用的设备相对昂贵,而且大多数改造后的产品需要在冷冻的条件下贮存和运送;该技术也不适合面制品带有巨大气泡的产品㊂由于超高压技术需要将水当作压力传递介质,所以带有泡沫的产品也不适合㊂R a a d [33]研究了在超高压和酶解条件下马铃薯淀粉分子结构和生物化特征的变化,研究发现,在600M P a 以下,马铃薯淀粉等B 型淀粉是最耐高压的㊂超高压下α-淀粉酶处理可以同时改变R S 的结晶结构和理化性质,但改变程度受酶浓度和压力水平的影响㊂薛路舟[34]研究证实,通过超高压加工可使蛋白质分子的内部结构完全变化或使蛋白质分子内部结构的二㊁三㊁四级结构变化,在500M P a 下时,一级结构并没有发生改变㊂超高压处理过程也能够明显地影响淀粉的糊化程度㊂S u n 等[35]发现,随着加热温度和加热时间的增加,甘薯蛋白体外消化率显著增高,HH P 处理时压强的改变对消化率的影响较小或没有影响㊂HH P 处理增加了甘薯蛋白二次构成中β-折叠浓度,无规卷曲浓度明显减少㊂研究表明,甘薯蛋白结构的变化可能是影响甘薯蛋白体外消化率的主要原因,且热处理对甘薯蛋白的影响更为明显㊂3.3 高压湿热技术及其对薯类食物消化特性的影响压热处理(高压湿热处理)是在一定温度和压力条件下,对含水分量高于40%的淀粉溶液进行处理㊂在一般情况下,高温㊁高压和高含湿度条件有利于抗性淀粉的形成㊂这主要是由于在淀粉糊化充分后,直链淀粉的氢键断裂,发生凝沉所致㊂在高压高热影响下,部分不溶性膳食纤维转变为可溶性膳食纤维,可溶性膳食纤维吸收膨胀,形成高黏度的水溶胶或凝胶[36],葡萄糖的扩散速率减小,α-淀粉酶的活性也得到有效控制[3738]㊂压热技术常被用来做灭菌处理,其操作简便,且大量研究证明将其应用于物料改性后,改性效果良好㊂闫巧珍[39]应用体外消化法,探讨了物理处理方法对马铃薯全粉理化特性和消化吸收功能的影响,实验结果表明,经湿热处理的马铃薯全粉结晶性㊁可溶性㊁R S 和S D S (s l o w l y d i ge s t i b l e s t a r c h )浓度均有增加,而还原糖和R D S (r a p i d l y d i ge s t i b l e s t a r c h )的浓度则减少㊂当水分浓度约为30%时,溶解度㊁还原糖和R S 浓度均变大㊂在100ħ时,R D S 浓度最低,而R S 浓度最大㊂O n y a n g o 等[40]研究了在压热酸解法制备木薯的R S 过程中储藏时间及储藏温度对R S 3形成的影响㊂结果表明,当不加酸处理,压热时间为15m i n 时,以及加酸处理,压热时间为45m i n 时,R S 3得率最大;同时,在水环境压热条件下,R S 3晶体熔融的温度为158~175ħ,加酸处理则热转换不明显㊂W i t t a w a t 等[41]研究了湿热处理后蜡质淀粉和普通淀粉的微观结构和物理化学特性㊂在100ħ,水含量为25%的条件下,将玉米㊁大米和马铃薯淀粉样品处理16h ,结果发现只有大米淀粉表面胶化,蜡质马铃薯淀粉晶型发生由B 型到C 型的转变,在黏度变化方面,普通淀粉比蜡质淀粉明显,而糊化温度则恰好相反㊂3.4 高压均质技术及其对薯类食物消化特性的影响高压均质技术是一种以流体力学和超高压理论为基础的迅速㊁有效的动态高压处理技术[42]㊂其在几秒内就能形成超过200M P a 的压强,且处理时限极短,能进行连续性作业[43]㊂高压或均质作用中发生的剧烈的切割㊁冲击㊁震动,以及气穴效应导致了淀粉的分子结构被打破,淀粉的分子链断裂,淀粉分子结构也发生了变化,从而导致了淀粉的理化特性发生改变㊂因此,高压均质会引起淀粉的持水力㊁溶解度和膨胀度提高,并降低淀粉的黏度㊁糊化温度及糊化热焓值,改善淀粉的凝沉性和冻融稳定性[44]㊂高压均质机对材料的细化作用很强,其细化机理是依靠材料的作用,因为材料的发热量小,所以可维持材料的性质基本不变,但能耗高㊁易磨损且不易维护㊂高压均质技术目前多用于小麦㊁稻米等主粮作物,鲜有学者将其应用于薯类㊂孟爽[45]利用高压均质稳定技术成功生产了玉米淀粉类脂复合物,实验结果显示,动态高压均质固定技术改善了玉米淀粉分子,支链淀粉中的α-1,6-糖苷键被破坏,进而使得淀粉分子量减少和直链淀粉数量提高,经高压均质处理后的玉米淀粉亚麻酸复合抗消化性能增加㊂刘誉繁[46]采用高压均质固定工艺对水稻淀粉进行了物理修饰,并利用现代方法系统地研究了高压均质固定压力和均质次数对水稻淀粉链组织结构和聚态功能及其消化特性的影响,研究结果表明,水稻淀粉的R D S 数量下降,而R S 数量则上升㊂在高压均质稳定过程中,玉米淀粉分子链一方面因为受剪切力的影响而出现破裂,产生了分子量相对较小的微粒分子,玉米淀粉原有结构,包括与氢键作用结合形式㊁结构㊁双钉状结构和有序性结构均遭到了破坏,向不定型结构转化;另一方面,在剪切力的影响下分子链出现了取向的重新排列,通过氢键的作用产生了单螺旋结构㊁双螺旋结构等更近距离的新结构,或通过缠绕与聚集排列形成致密的微区结构域,从而降低545 第6期 王东伟,等:不同高压处理下薯类食物消化特性研究进展645沈阳师范大学学报(自然科学版)第41卷和屏蔽了淀粉酶在淀粉分子中的迁移速率和作用位点,抑制了淀粉的降解速度和程度㊂这也证明了高压均质技术在降低淀粉水解率方面的可行性,为今后将高压均质技术应用于薯类研究奠定了理论基础㊂4总结及展望通过综述不同高压处理对薯类食物消化特性的影响,发现不同的体外模型对薯类消化特性的影响不尽相同,且在不同高压方式处理下对体外消化率的影响也不尽相同㊂挤压技术利用高温和高剪切的作用效应,导致连接纤维蛋白质间的化学键破裂,使水溶性膳食纤维浓度增加,从而改变了薯类的消化特征,该技术可提高产品的适口性,降低生产成本,但同时也存在着产生不易消化吸收的产物㊁破坏营养平衡等不利因素㊂利用超高压处理技术作为非热处理使淀粉的生产过程显示出不同糊化和凝胶材料的特性,其中一些技术可在不产生糊化过程条件下,淀粉最大程度保留其原有颗粒结构并增加R S含量,虽然改性效果较好,但设备价格上相对昂贵㊁生产后期的贮存要求也相对严格㊂高压湿热处理作为物理改性技术改变了淀粉的结构,将淀粉分子链重排,形成的双螺旋结构更加牢固,抗酶解功能也得到提高,从而达到了对淀粉消化特性的调节目的㊂该技术操作简便,且大量研究证明,将其应用于物料改性后改性效果良好㊂高压均质过程中产生的强烈的剪切㊁撞击㊁振荡等作用使淀粉颗粒结构被破坏,淀粉的分子链发生断裂,改变了淀粉结构㊂高压均质机对材料的细化作用较强,可维持材料的性质基本不变,但均质机能耗较高㊁易磨损且不易维护,鉴于国内外目前将高压均质技术应用于薯类的研究较少,日后研究中可针对此项技术对薯类的影响进行更为系统的研究,同时,高压均质技术应用于其他物料时降低淀粉水解率的特性也为今后高压均质技术在薯类消化特性方面的研究提供了理论支撑㊂致谢沈阳师范大学校级大学生创新创业训练计划资助项目(X202310166250)㊂参考文献:[1]侯飞娜.马铃薯全粉营养特性分析及马铃薯小麦复合馒头专用品种筛选研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学, 2015:12.[2]田春宇.甘薯多糖分离纯化及生物活性研究[D].大连:大连理工大学,2011:12.[3]路飞,吴玥曈,郑家荣,等.杂粮馒头的营养价值及加工技术研究进展[J].沈阳师范大学学报(自然科学版),2021, 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超高压对食品品质的影响

超高压对食品品质的影响

食品超高压技术是近年来研究的热点,目前该技术已被应用到肉类、乳品、蛋类以及果蔬制品的加工中。

超高压属于一项纯物理冷加工技术,它主要是利用高压下介质(一般为水)的高挤压作用、高渗透及卸压时的膨胀作用,杀灭食品中的微生物、钝化酶或使其部分失活、使蛋白质变性、使淀粉糊化或部分糊化,从而避免热加工的破坏作用,达到延长食品的贮藏期、保持食品原有的营养成分与风味、提高食品的食用品质的目的。

本文综述超高压处理对肉、奶、蛋及果蔬制品品质的影响。

1超高压处理的作用机理与特点超高压加工过程中,食品在液体介质中体积被压缩,超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态,还能使形成生物高分子立体结构的氢键、离子键和疏水键等非共价键发生变化,改变其空间结构,使之发生某些不可逆的变化,该过程也可被用来改善食品的组织结构或生成新型食品。

由于超高压处理只作用于非共价键,因此对维生素、色素和风味物质等低分子化合物的共价键无明显影响,从而使食品较好地保持了原有的营养价值、色泽和天然风味,这也是高压技术在目前各种食品杀菌、加工技术领域所独具的特点:(1)瞬间压缩、作用均匀、时间短、操作安全和耗能低;(2)污染少;(3)较好地保持了食品的原有风味(色、香、味)和天然营养成分(如VC等);(4)通过组织变性,可得到新物性食品;(5)压力不同,作用性质和结果也不同[1]。

2超高压技术在食品加工业中的应用超高压技术在食品加工业中的应用基本上可以分为以下几个方面:1)杀菌:超高压技术不仅被用于果酱、果汁的杀菌,所得产品能较好地保持新鲜水果的口味、颜色和风味,还被应用于奶产品、罐头、果蔬、茶叶、咖啡、香料的杀菌消毒。

2)灭酶:超高压可使得食品中所含的品质酶(如过氧化氢酶、多酚氧化酶、果胶甲基质酶、纤维素酶等)完全失活或部分失活,从而抑制或减缓酶促褐变及降解反应的发生。

THEEFFECTSOFULTRAHIGHPRESSUREONTHEFOODQUALITYLIUYan-qi,WUShi-bo(SchoolofFood&BiologicalEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002,Henan,China)Abstract:ThispapergaveanoverviewoftheeffectsofUltraHighPressureonthequalitiesofmeat,milk,eggsandvegetableproducts,includingtheeffectsonthecolor,flavor,fibrestructureandtendernessofmeatproducts,andsummeduptheimpactsofUHPonmicroorganism,proteinandsensoryqualityindairyproducts,andsum-marizedthechangesofnutritioningredient,sensoryqualityandproteincoagulummingnatureineggproductsandfragranceingredient,vitamincontentinvegetableproductsunderUHPcondition.Keywords:ultrahighpressure;food;quality;effect刘延奇,吴史博(郑州轻工业学院食品与生物工程学院,河南郑州450002)超高压对食品品质的影响摘要:综述超高压处理对肉、奶、蛋及果蔬制品品质的影响,包括超高压对肉类食品的色泽、风味、纤维结构和嫩度的影响及超高压对乳制品中微生物、蛋白质及感官品质的作用效果;归纳了超高压下蛋类制品营养成分、感官品质、蛋白质凝结性和杀菌效果的改变及超高压下果蔬制品的香气成分、维生素含量和口感的变化。

超高压处理影响果蔬品质的研究进展

超高压处理影响果蔬品质的研究进展

超高压处理影响果蔬品质的研究进展来源:食品科学2009年9期作者:胡友栋,励建荣蒋跃明超高压处理食品由来已久。

早在1885年R OYER首次报道了高压能够杀死细菌,1899年H ITE首次将该技术用于牛奶保存;但在早期由于设备制造困难等原因限制了它在食品领域的应用和发展。

直到20世纪80年代日本学者林力丸将其提到食品应用研究层面,才引起人们的广泛关注。

由于该技术满足了消费者对于食品加工过程既能保障产品的安全性又最少处理(M INIMAL P ROCESS)的需求;因而,在近二十年来发展迅速。

1 超高压处理的基本原理和主要特点超高压处理主要遵循P ASCAL和L E C HATELIER这两个原理。

根据P ASCAL原理在压力作用下,食品中所有原子和分子几乎在同时受到同样的压力;因而,超高压处理具有迅速和均匀的特点,不受食品体积和形状的影响。

和积L E C HA TELIER原理表明,在增加压力的条件下,一些导致平衡系统体积减小的作用将会得到加强,包括相变、化学反应以及分子构象的可能变化;增加压力将会促进氢键的形成,减小原子间的相互距离,破坏离子键和疏水性相互作用,但对共价键影响小,可有效保留食品的色、香、味和营养成分。

超高压处理能够在室温或低温下进行,而且具有耗能低、污染少的优点,可促使组织变性得到新型食品。

主要缺点是一次性投入成本较高且难以连续化生产。

2超高压处理对果蔬中微生物的影响超高压处理主要通过破坏细胞膜和蛋白质的结构并对DNA的转录和复制产生影响,进而杀死微生物。

通常认为细胞膜是压力的主要破坏对象。

细胞膜是由磷脂双分子层构成,超高压可引起膜双分子层的体积和每个磷脂分子的截面积减小,这种变化影响了细胞膜的通透性,进而导致细胞的破坏和凋亡。

2.1超高压对细菌的影响A RROYO等报道了超高压处理对蔬菜中微生物的致死效应;杀死大多数革兰氏阴性菌需要350MP A压力,400MP A压力还不足以完全杀死革兰氏阳性菌。

小麦麸皮超高压处理条件优化及其微观结构观察

小麦麸皮超高压处理条件优化及其微观结构观察

小麦麸皮超高压处理条件优化及其微观结构观察李梦琴;王跃;赵杨;徐艳艳;周洪禄【摘要】采用响应曲面中的Box-Behnken模式,对超高压改性小麦麸皮的条件进行优化.以超高压处理压力、时间、料液比为因素,以小麦麸皮的持水力、膨胀力、可溶性膳食纤维的含量为响应值,进行响应曲面设计,建立持水性、膨胀性、可溶性膳食纤维含量的回归模型,优化工艺参数.结果表明,最佳处理条件为处理压力400MPa,时间20 min,料水比17; 100(m;V),该条件下小麦麸皮的持水力、膨胀力、可溶性膳食纤维含量分别为3.08 g/g,1.49 mL/g,3.12%.经超高处理的小麦麸皮样品结构更加疏松,颗粒体积膨大,表面孔隙、层状结构增多,其性能明显改善.%The effects of different treated pressure, time and ratios of solid to liquid onthe water holding capacity, welling capacity and the soluble dietary fiber content of wheat bran were optimized with response surface methodology and the regression prediction models of the holding water capacity, swelling capacity, soluble dietary fiber content were established. The optimum process were the UHP pressure 400 Mpa, processing time 20 mm, ratio of solid to liquid 17 > 100(m : V), the response values were 3.08 g/g, 1.49 mL/g,3.12% respectively. The treated wheat bran and the raw material were observed with SEM and showed that the particles of treated material were inflated and the surface of which were multihole and flake-like.【期刊名称】《食品与机械》【年(卷),期】2011(027)004【总页数】5页(P10-14)【关键词】小麦麸皮;UHP处理;响应曲面法优化;SEM结构观察【作者】李梦琴;王跃;赵杨;徐艳艳;周洪禄【作者单位】河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州450002;河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州450002;.河南化工职业学院化学工程系,河南郑州450002;河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州450002;河南农业大学食品科学技术学院,河南郑州450002【正文语种】中文小麦麸皮是面粉加工的主要副产品,年产2 000万t左右。

超高压杀菌技术论文

超高压杀菌技术论文

山东理工大学论文课题:超高压灭菌技术学院:农业工程与食品科学学院班级:食品1202姓名:冯兆晨学号:12110302040指导老师:李艳杰摘要:超高压灭菌技术是食品加工业中的一种高新技术,具有广泛的应用前景。

本文介绍了超高压杀菌的机理,杀菌的影响因素,超高压杀菌技术对食品营养成分的影响以及与传统工艺灭菌相比较的优点。

关键词:超高压、食品、杀菌摘要 (I)目录 (II)前言 (1)第一章超高压杀菌、灭酶机理 (2)1.1 超高压灭菌的机理 (2)1.2 超高压灭酶机理 (2)第二章超高压杀菌因素的影响 (3)2.1压力对超高压杀菌的影响 (3)2.2温度对超高压灭菌的效果影响 (3)2.3加压时间对超高压灭菌效果的影响 (4)2.4 pH对超高压灭菌效果的影响 (4)2.5 抑菌剂对超高压杀菌效果的影响 (5)2.6 食品成分对超高压杀菌的影响 (5)2.7 微生物的种类对超高压杀菌效果的影响 (6)2.8 微生物生长阶段对超高压杀菌效果的影响 (6)2.9 水分活度对超高压杀菌效果的影响 (7)第三章超高压灭菌对食品中营养成分的影响 (8)3.1 与传统工艺的比较 (8)3.2 对蛋白质的影响 (8)3.3 对淀粉和多糖的影响 (8)3.4 对油脂的影响 (9)3.5对食品中其他成分的影响 (9)第四章超高压灭菌技术与传统工艺的比较 (10)4.1 与传统加热处理食品比较 (10)4.2与传统化学处理食品比较 (10)第五章建议 (12)结束语 (13)参考文献 (14)食品超高压灭菌技术,就是指在密闭的超高压容器内,以水为介质对软包装食品等物料施以400 ~600MPa的压力或用高级液压油施加100~1000MPa的压力。

以达到杀菌,灭酶和改善食品功能特性的目的[1]。

而且不会造成像高温杀菌那样造成食品营养成分破坏和风味变化。

但目前存在的最大难题是超高压设备设计困难,以及超高压设备和大流量的高压泵系统制造费用非常昂贵。

不同超高压处理时间对小麦麸皮性质的影响

不同超高压处理时间对小麦麸皮性质的影响

小 麦 麸 皮 是 小 麦 粉 加 工 的 主 要 副 产 品 , 产 年
20 0 t i 。 麦 麸 中 主 要 含 有 蛋 白 质 1 ~ 0 万 a 右 2 1 、脂 肪 3 ~ 5 、 淀 粉 1 ~ 1 、无 机 盐 8/ 9 6 0 5 4 ~ 6 、膳 食 纤 维 3 ~ 5 l 。 可 见 小 麦 麸 5 0 l 皮 中 营 养 丰 富 , 食 纤 维 的 含 量 极 高 。 作 为 制 粉 厂 膳 的大 宗 副 产 品 , 麸 来 源 充 足 , 格 低 廉 , 目前 国 麦 价 而
摘 要 : 试 验探 索 了超 高压 处 理 时间 对 小 麦麸 皮 性 质 的 影 响 。将 小麦 麸 皮在 常 温 下 充 分吸 水 , 3 0MP 本 在 5 a的 压 力下, 处理 不 同时 间 , 考察 小麦 麸 皮 持 水 力 ( WHC) 、膨 胀 力 ( C) 可 溶 性 膳 食 纤 维 ( DF) 量 的 变化 。结 果表 S 和 S 含
高 压处 理时 间作用 , 麦麸 皮 的膨 胀 力变 化 如表 2 小 。 小 麦麸 皮经过 超 高压处 理其 膨胀 力随作 用 时间 的延 长 呈 先 升 高 后 降 低 的 趋 势 , 过 1 i 经 5r n的 处 理 , a 其
膨 胀 力最大 , 到 原麸 皮膨 胀力 的 16 达 . 8倍 。 超 高 压
内每 年 8 以上 的麦 麸 用 于 酿酒 、制 醋 、 油 、 5 酱 饲 料 等传 统 加 工 , 少 有 麦 麸类 食 品上 市 , 一 方 极 ]另 面 , 麸类 食品 中麦 麸 含量 低 , 泽 差 , 麦 色 口感 粗 糙 也 制约 了麦麸 产 品的广泛 应用 。 采用超 高压 处理技 术 , 过产 生极高 的静压 , 通 改

麸皮中植酸的提取及其在果蔬保鲜中的应用研究

麸皮中植酸的提取及其在果蔬保鲜中的应用研究

麸皮中植酸的提取及其在果蔬保鲜中的应用研究作者:管雪婷,吕萍来源:《现代食品》 2019年第5期◎ 管雪婷,吕?萍(吉林农业科技学院食品工程学院,吉林?吉林?132101)Guan Xueting, Lyu?Ping(College of Food Engineering, Jilin Agricultural Scienceand Technology College, Jilin?132101, China)摘?要:通过酸浸法提取麸皮中的植酸,最佳提取条件为:酸浸液浓度为0.8%,室温下,酸浸时间为4~6 h,适当搅拌,酸浸液先用10%新鲜石灰乳中和,用稀酸浸泡麦麸,然后用30%氢氧化钠溶液进行二次中和,然后进行过滤、酸化、浓缩,对麸皮中的植酸进行定量分析,并研究了植酸在果蔬保鲜中的应用,为植酸提取和果蔬保鲜研究提供了一定的参考依据。

关键词:麦麸;提取;植酸;果蔬保鲜Abstract:The wheat bran was soaked in dilute acid. The extract was neutralized with 10% fresh lime milk and then with 30% sodium hydroxide solution for secondary neutralization. The precipitate was phytin, i.e. calcium magnesium phytate double salt. Then qualitative and quantitative analysis is carried out. The extracted phytic acid solution was diluted to different concentrations, the fresh fruits and vegetables purchased were cleaned and dried, and then the diluted phytic acid solution was sprayed on the fruits and vegetables. Fruits and vegetables were dried and put into fresh-keeping bags. The changes of color and freshness of fruits and vegetables were observed by contrast experiments.Key words:Wheat bran; Extraction; Phytic acid; Preservation中图分类号:TS255.3植酸(Phytic Acid),分子量为660.68,分子式是C6H18O24P6[1],是一种淡黄色或浅棕色粘稠液体,酸性高,溶于水。

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食品研究与开发F ood Research And Development圆园19年4月第40卷第7期DOI :10.3969/j.issn.1005-6521.2019.07.005超高压对麦麸及其植酸含量变化的影响任顺成,万毅,李丹(河南工业大学小麦和玉米深加工国家工程实验室,河南郑州450001)摘要:主要研究超高压对麦麸及其植酸含量变化的影响。

通过单因素试验研究料水比、处理时间、处理压力对麦麸中植酸含量的影响趋势。

以麦麸中植酸含量为考察参数,确定超高压处理麸皮的最优工艺:料水比为1∶5(g/mL ),处理时间为18min ,处理压力为450MPa 。

采用该工艺处理的麦麸,植酸含量为2.51g/100g ,且在扫描电镜下观察,麦麸体积增大,表面疏松且有片状分层结构,这有助于提高麦麸的加工品质。

关键词:麦麸;超高压;工艺参数;植酸;扫描电镜Effect of Ultra-high Pressure on Wheat Bran and Its Phytic Acid ContentREN Shun-cheng ,WAN Yi ,LI Dan(National Engineering Laboratory of Wheat &Corn Further Processing ,Henan University of Technology ,Zhengzhou 450001,Henan ,China )Abstract :The effects of ultra -high pressure on the changes of wheat bran and its phytic acid content werestudied..The effects of material water ratio ,treatment time and treatment pressure on the phytic acid content of wheat bran were studied by single factor experiment.Taking the phytic acid content of wheat bran as theparameter to determine ,the optimal process for ultra-high pressure treatment of bran were as follows :the ratioof material to water was 1∶5(g/mL ),the treatment time was 18min ,and the treatment pressure was 450MPa.The wheat bran ,which treated by this process ,had the lowest content (2.51g/100g )of phytic acid ,and observedunder scanning electron microscopy (SEM ),the wheat bran volume increased ,the surface was loose and had a flaky layer structure ,which helped to improve the processing quality of wheat bran.Key words :wheat bran ;ultra-high pressure ;process parameters ;phytic acid ;scanning electron microscopy (SEM )引文格式:任顺成,万毅,李丹.超高压对麦麸及其植酸含量变化的影响[J].食品研究与开发,2019,40(7):29-33REN Shuncheng ,WAN Yi ,LI Dan.Effect of Ultra-high Pressure on Wheat Bran and Its Phytic Acid Content [J].Food Researchand Development ,2019,40(7):29-33基金项目:小麦和玉米深加工国家工程实验室开放课题(NL2016005)作者简介:任顺成(1963—),男(汉),教授,博士,研究方向:食品营养与功能食品。

麦麸,是小麦磨取面粉后留下的种皮,因此也叫做麦皮[1],小麦作为人类膳食的主要原料,所具有的营养特性主要集中于小麦的皮层,即麸皮中。

小麦麸皮每年产量巨大,每年加工出的小麦麸皮可达2000万吨,小麦麸皮营养价值丰富,富含大量的膳食纤维、酚酸、木酚素、类黄酮。

这些化合物被认为有着很大的功能性,主要包括有效降低胆汁酸的再吸收,进而降低发生心血管疾病的概率[2]、调节血糖血脂、抗氧化、抗衰老等生物活性[3-4]。

麦麸在国内分布地区广泛,产量巨大,在国内有着很多方面的研究,包括了组分、用途、功能。

尽管麦麸在食品中没有得到充分的利用,但是在国内研究麦麸用来发酵、制备膳食纤维、提取活性成分、制备麸皮油等技术取得很大进展[5-7]。

小麦中含有主要以钙镁盐化合物的形式存在的植酸,植酸具有强烈的螯合作用来结合金属离子[8-9],此外植酸及其水解产物通过抑制蛋白酶、淀粉酶和脂基础研究29肪酶的活性[10-11],从而影响动物对蛋白质、碳水化合物的消化吸收。

有试验表明,植酸盐对不同来源的α-淀粉酶有很强的抑制作用,降低淀粉消化率,以及在植酸存在的情况下对维生素和矿物质的吸收也存在不利的影响,是一种抗营养因子[12-13]。

超高压技术在食品加工中广泛应用于杀菌、蛋白改性、淀粉糊化、诱变育种等方面[14],虽然超高压技术对麦麸处理已有研究,但是关注点常在麦麸的结构特性,在以往的研究中,超高压在麦麸冷加工过程中植酸的变化往往被忽略,因此在不同料水比、时间、压强下探究超高压对麸皮中植酸含量变化的影响,通过正交试验来确定超高压处理麦麸的最佳工艺参数,并采用扫描电镜观察超高压处理后的麦麸微观结构变化,为麦麸的开发利用提供理论依据。

1试验材料与方法1.1试验材料麦麸(食品级):郑州金苑面业有限公司;植酸(BR):Solarbio公司;磺基水杨酸(CP):国药集团化学试剂有限公司;硫酸钠、三氯化铁、三氯乙酸(AR):天津市科密欧化学试剂有限公司;盐酸(AR):宿州化学试剂厂;氢氧化钠(AR):天津市福晨化学试剂厂;1.2主要仪器UHP900X2-Z超高压食品保鲜处理设备:河南工业大学定制;DT5-4B离心机:北京时代北利离心机有限公司;85-2恒温磁力搅拌器:上海司乐仪器有限公司;UV-752紫外可见分光光度计:上海菁华科技仪器有限公司;PHS-3C雷磁酸度计:上海仪电科学仪器股份有限公司;SX2-6-13马弗炉:上海跃进医疗机械厂;101FX-1电热恒温鼓风干燥箱:上海树立仪器仪表有限公司;FA1004数显电子分析天平:上海上平仪器公司;VELP CSF6膳食纤维测定仪:河南一诺佳盛仪器设备有限公司。

1.3试验方法1.3.1植酸测定[15]1.3.1.1标准曲线的测定取16支试管分为两组,分别加入0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4mL的0.1g/L的植酸标准溶液,蒸馏水补足至3mL,再加1mL0.03%FeCl3·6H2O·0.3%磺基水杨酸,摇匀待测。

用蒸馏水调零后,于500nm处测吸光度。

以标准溶液中的植酸含量(μg/3mL)为横坐标、吸光度值为纵坐标,制作标准曲线,见图1。

1.3.1.2样品中植酸的提取取样品0.75g,加入30mL1.2%HCl·10%Na2SO4溶液,室温搅拌2h,4500r/min离心30min,得到上清液,于4℃冰箱中保存。

1.3.1.3样品中植酸的测定取上清液5mL、15%三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)5mL于离心管中,混匀,在4℃冰箱中静置2h,然后4500r/min离心30min。

取上清液5mL,用0.75%NaOH调节其pH值至pH6.2左右,加水稀释至75mL,混和均匀,取3mL稀释液,加入1mL0.03% FeCl3·6H2O·0.3%磺基水杨酸,混匀后于500nm处比色测定。

其计算方法为:X=180×(0.5287-吸光度值)/(0.0013×7500)式中:X为样品中植酸的含量,g/100g。

1.3.2麦麸基本成分测定根据国家标准分别测得水分含量、灰分含量、粗脂肪、淀粉含量、粗蛋白质、总膳食纤维(total dietary fiber,TDF)、可溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)。

水分含量:参照国标GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》直接干燥法;灰分含量:参照国标GB5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》高温灰化法;粗脂肪:参照国标GB5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》索式抽提法;淀粉含量:参照国标GB5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》酶水解法;粗蛋白质:参照国标GB5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法;总膳食纤维(TDF)、可溶性膳食纤维(SDF)和不溶性膳食纤维(IDF):参照国标GB5009.88-2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》酶-重量法。

1.3.3麦麸处理将麦麸除杂,粉碎,加水调节料水比,常温静置2h 使其充分吸水,然后装入聚丙烯薄膜袋中,真空密封图1植酸标准曲线Fig.1Phytic acid standard curve0.550.500.450.400.350.30014020406080100植酸浓度/(μg/3mL)120y=-0.0013x+0.5287R2=0.9916任顺成,等:超高压对麦麸及其植酸含量变化的影响基础研究30包装后摇匀,放入超高压设备内,高压舱中温度保持在21℃左右,在一定压力下处理一定时间,60℃鼓风干燥24h,每3h翻动一次使其充分干燥,粉碎过40目筛得到麸粉样品,进行性质测定。

1.3.4料水比单因素试验固定处理时间为20min、处理压力为400MPa,设置料水比分别为1∶10、1∶5、3∶10、2∶5、1∶2(g/mL)进行试验,测定样品的植酸含量的变化。

做3次平行试验。

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