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《食品科学》:中国农业科学院农产品加工研究所毕金峰研究员:渗透液特性对渗透脱水黄桃质构品质的影响

发布时间:2023-01-21 23:01:21 | 浏览:

  渗透脱水是广泛应用于果蔬加工的有效预处理方式之一,在生产中多与果蔬干燥、冷冻、杀菌、贮藏等组合使用,既能够保持果蔬加工后的产品品质,也能够降低加工能耗。影响渗透脱水的因素有预处理/渗透方式、渗透溶质的种类、渗透溶液的浓度、渗透脱水时间以及原料特性等。

  中国农业科学院农产品加工研究所,农业农村部农产品加工重点实验室的王凤昭、吕 健、毕金峰*等人以‘金童8号’黄桃为原料,经超声预处理或真空预处理后,分别浸渍于蔗糖、低聚异麦芽糖、果糖和葡萄糖渗透液(30 °Brix)中,追踪分析渗透脱水过程中,渗透液特性变化及黄桃质构改变,进一步明确二者之间的相关性,从而探究渗透液特性对渗透脱水黄桃质构品质的影响机制。

  黄桃经不同方式处理后,渗透液的TSS含量变化如图1所示。随着渗透时间的延长,渗透液中TSS含量呈现降低趋势。当渗透脱水至2~3 h时,TSS含量下降幅度减缓,扩散速率趋于平衡;渗透后期(4~5 h),TSS含量继续缓慢降低。渗透初期,黄桃组织细胞内部液相和外部渗透液之间呈现出水化学势的差异会促进水和溶质快速地相互扩散;渗透后期,细胞内外渗透压力差降低,驱动力减小,因此TSS降低缓慢。

  相比较对照组,超声波和真空预处理能够有效改变黄桃果肉细胞膜的通透性,一方面更有利于渗透液中的溶质渗入黄桃肉组织;另一方面促使黄桃果肉中的水分扩散进渗透液中,进而导致渗透液中TSS含量下降。值得关注的是,渗透液TSS含量降低幅度最大组均为真空预处理组。其中,葡萄糖组黄桃经5 h真空处理后,渗透液TSS含量最低((28.2±0.1)°Brix),其次为果糖组黄桃经5 h真空处理,渗透液TSS含量为(28.4±0.1)°Brix。

  如图2所示,随着渗透脱水过程的进行,渗透溶液的渗透压呈现出明显降低趋势,且渗透初期下降速率较快,1 h后渗透压下降缓慢。渗透初期,渗透液的高渗透压诱导黄桃果肉细胞中的水分子快速渗出,渗透液被稀释,渗透压降低;随着渗透中传质过程的进行,渗透液中溶质成分发生改变,物质交换趋于平衡,渗透压缓慢下降。

  与对照组相比,真空和超声预处理均能加快渗透压的降低,可能是因为细胞结构在超声或真空预处理的过程中被破坏,细胞膜通透性增加,传质速率提升;其中渗透压降低幅度最大组均出现于真空预处理组,可能是由于3 次真空处理对组织细胞的破坏力大于超声处理。葡萄糖组黄桃经线 h后,渗透液渗透压降低幅度最大(降低237 mOsm/L);其次为果糖组,渗透液渗透压降低了271 mOsm/L;低聚异麦芽糖组表现出最小的渗透压降低量,为169 mOsm/L。

  渗透脱水过程中渗透液的pH值变化情况如表1所示。随着渗透脱水时间的延长,各渗透液组pH值总体呈现先降低后趋于稳定的趋势。渗透前0.5 h,pH值迅速下降;而后期pH值趋于稳定,且pH值与新鲜黄桃果肉pH值(4.30±0.32)接近。渗透初始阶段,黄桃果肉组织内的部分有机酸成分溶出,渗透液pH值下降显著;黄桃果肉中的主要有机酸成分为奎宁酸、苹果酸、柠檬酸等弱酸,并不能显著影响渗透脱水后期渗透液pH值的改变,这与Fernández等的研究结果一致。综上可知,渗透脱水过程并不能显著改变渗透液最终pH值。

  渗透脱水过程中渗透液浊度的变化如图3所示。随着渗透脱水时间的延长,渗透液的浊度呈现非线性升高的趋势,且渗透初始阶段(0~0.5 h),渗透液浊度变化较为明显,0.5 h后渗透液浊度缓慢增加,渗透液与样品之间的物质交换处于相对平衡状态。渗透初始阶段,黄桃果肉与渗透液之间的高渗透压力差促使二者之间存在较高的传质效率,果肉中的酸、VC和矿物质等内容物流入渗透液中,使渗透液浊度迅速增加。

  黄桃经不同方式预处理后,浊度变化存在明显差异。相比较BOB,COM官方网站对照组,超声和真空预处理组渗透液浊度增加更为明显,其中真空处理组的最为明显。蔗糖组黄桃经线 NTU),其次为低聚麦芽糖组(1.48~9.78 NTU),果糖组渗透液浊度变化幅度最小,仅增加了2.18 NTU。

  对照组黄桃质构品质与渗透液特性间相关性分析结果如图4所示。渗透脱水过程黄桃果肉的硬度、弹性、咀嚼性与渗透液的渗透压、pH值和TSS含量呈极显著正相关,与浊度呈极显著负相关;回复性与渗透液的pH值和TSS含量呈显著正相关,与浊度呈显著负相关。不同预处理方式(超声预处理和真空预处理)是诱导黄桃果肉细胞通透性及结构改变的重要因素;渗透脱水过程中,不同渗透液与黄桃细胞组织间形成的高渗透压力差是促进渗透液溶质与细胞内容物间传质的主要驱动力,一方面使渗透液特性发生显著变化;另一方面使黄桃质构品质发生明显改变。

  实验结果表明,渗透初期渗透液pH值、TSS含量、渗透压均呈现快速降低趋势,随着渗透脱水时间的延长,上述指标下降趋势趋于平缓;而渗透液浊度在渗透初期呈现快速升高趋势,渗透后期升高缓慢。黄桃果肉质构品质分析结果表明,随着渗透脱水时间的延长,黄桃片质构评价指标呈现明显下降趋势,其中硬度和咀嚼性下降最为显著。相关性分析结果表明,渗透液特性与黄桃片质构品质呈现出显著相关性,可以推断渗透液特性是影响黄桃片质构品质的重要因素。此外,黄桃片经超声波预处理和真空预处理,其质构特性和渗透液特性相比较对照组变化均更显著。因此可以通过调控预处理方式和作用强度以及渗透液的浓度、溶质种类等实现渗透脱水黄桃片质构品质的改善。

  本文《渗透液特性对渗透脱水黄桃质构品质的影响》来源于《食品科学》2022年43卷3期40-46页,作者:王凤昭,吕健,毕金峰,谢晋。DOI:10.7506/spkx0113-148。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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