关于非淀粉亲水胶体在压力下处理的数据相当缺乏。然而值得一提的是对于新成分的典型溶液-凝胶转变,已经研究出存在简单的压力-温度相图,这与淀粉的典型糊化的复杂压力-温度相图完全不相似。
超高压对维生素的影响
高压结合低温处理,使植物产品在低温下就能实现杀菌,从而避免了传统的高温杀菌处理使产品风味、营养物质、维生素和其他同感官、营养和健康有关的植物成分在加工过程中的变化与损失(DeAncos等,2000、2002年;Sanchez-Moreno等,2003年;Fernandez-Garcia等,2001年)。
维生素C是植物食品中最重要的维生素,不是因为它的营养作用,而是因为它具有的高抗氧化能力。人们研究了高压对不同食品原料中的维生素C的影响,400-900MPa,5——10min的高压处理代替青豆冻结之前的烫漂,结果显示,增加压力可使维生素C损失减少。新鲜青豆经900MPa处理,并在-181下贮藏一个星期以后,维生素C保存最多,接近82%(Quaglia等,1996年)0在发达国家,橙汁是人们获取维生素C的主要来源。许多人研究了高压处理对橙汁中维生素C的影响(Ogawa等,1990年;Takahashi等,1993年;Donsi等,1996年;VandenBroeck等,1998年;FernandezGarcia等,2001年;DeAncos等,2002年;SanchezMoreno等,2003年),通常结论是在一定水平高压处理后,橙汁中维生素C含量与新鲜压搾的橙汁差不多。甚至使用非常髙的压力并结合中温(接近40$低些)时,维生素C仍是稳定的。850_MPa高压结合60-8(^:温度作用于橙汁中,发现维生素C发生了分解(VandenBroeck等,1998年)。高压处理的橙汁必须冷藏,在4丈下贮藏10d以后,高压处理的橙汁(lOOMPa、60%:、3.5min),350MPa,30T;、2.5min,400MPa,40t、lmin)和对照组中的维生素C含量均没有发生显著的下降(Sanchez-Moreno等,2003年)。长期贮藏的橙汁,经500MPa和800MPa,5min处理,维生素C分别下降了2%和4%,而对照组却下降了6%左右。
类胡萝卜素(维生素A原)与自由基清除能力有关(FernandezGarcia等,2001年;DeAncos等,2000、2002年;Sanchez-Moreno等,2003年)。橙汁和柿子类水果是具有维生素A源活性(胡萝卜素、玉米黄质)和自由基清除能力(胡萝卜素、玉米黄质、叶黄素)的类胡萝卜素的良好饮食来源。高压处理对不同植物性产品中类胡萝卜素含量保存也有良好的结果。在350MPa高压下处理不同的时间(2.5——15min),橙汁中提取的类胡萝卜素从20%显著地增加到43%。在高压处理(350MPa、5min)的柿子酱中,维生素A的前体类胡萝卜素浓度的增加也与维生素A的显著增加(45%)相关(DeAncos等,2002年),而在从50——200MPa的高压处理下,原橙汁中类胡萝卜素含量几乎没有变化。
MPa高压处理更好地保存或增加冷藏期间类胡萝卜素的萃取量和维生素A的活性。350MPa的高压处理不同的时间,并在4T下贮藏30d后的橙汁中的类胡萝卜素浓度比对照组中髙70%——100%,因此,维生素A大约增加了40%。DeAncos等(2002年)解释说高压处理可以导致引起贮藏期间类胡萝卜素损失的酶的失活以及有利于提取。其他研究表明在高压处理(5OO——8OOMPa,5——15min)并在4T下贮藏21d后橙汁中类胡萝卜素含量没有显著变化(Donsi等,1996年;Fernandez-Garcia等,2001年)。
压力处理柿子酱中的类胡萝卜素提取率呈现相似的增加(DeAncos等,2000年),高压处理(50——400MPa)的柿子酱产品最初的类胡萝卜素浓度增加了9%-12%,提取效果更好的-胡萝卜素和好-玉米隐黄素可以使对照组的维生素A增加8%-16%,这两种物质是对压力处理柿子酱中维生素A值起主要作用的成分(DeAncos等,2000年)。
温和的处理条件(500MPa、5min,40T或稍低)和随后的冷藏能有效地保持橙汁的稳定状态,不会导致维生素C、维生素A、类胡萝卜素、糖和类黄酮等含量的损失(Sanchez-Moreno等,2003年;Fernandez-Garcia等,2001年)。
已有一些关于高压对果蔬抗氧化能力影响的报道(Fernandez-Garcia等,2000、2001年;DeAncos等,2000年;Sanchez-Moreno等,2003年)。通常情况下,高压处理不会导致水果产品抗氧化能力的大量损失,但是,结果取决于食品成分、加工参数(压力,时间,温度),以及测定抗氧化能力的方法。与对照组相比,极端条件(600MPa、60^,30min)下的高压处理会降低鲜榨苹果汁的抗氧化能力(亚油酸//3-胡萝卜体系)约25%,而热处理(60T/30min)损失约为10%。
超高压对盐含量的影响
要形成合话的凝腔。绞碎的肉必须用盐f一般氲化钠或氲化神)询质促伸肌纤维帯白溶解,促使以后的聚集(Suzuki,1981年)。制作鱼胶的氯化钠量大约为鱼糜起始质量的2.5%——3%。然而,研究表明,在一些鱼种中肌纤维蛋白在低氯化钠浓度下仍然可溶,形成低盐凝胶(Wu等,1991年)。加盐也是制作肉焰饼的一个技术需要,因为溶解过程中,肌纤维蛋白涂到肉片上,肉片挤压在一起,形成一个黏结体,烹调中进一步巩固(Macfarlane等,1984年)。
高浓度盐有一些不利的作用,不仅引起质构改变和氧化反应,而且使易感人群出现血压方面的问题(Macfarlane等,1984年)。然而,盐用量减少可减少蛋白提取率,改变蛋白质热变性和肌肉蛋白聚集(Trout和Schmidt,1986年)。因此,压力诱导的蛋白质变性和溶解在保存蛋白质和增强功能性方面尤其有用,可以减少产品中盐的含量(Macfarlane等,1984年;Cheftel和Culioli,1997年)。
Suzuki和Macfarlane(1984年)根据高压可以增加蛋白质溶解性这一特点,得出在低盐或适度盐浓度(0.1——0.4mol/L)有利于牛肉肌动球蛋白随后的热诱导凝胶化。研究者也发现高压低盐处理兔肉可提高蛋白质溶解度(Suzuki等,1991年)。Ikeuchi等(1992年)也报道高离子强度(0.6mol/L氯化钾)可以改善压力辅助的兔肉肌动球蛋白的凝胶特性,并把高离子强度下,离子强度增加归功于肌动球蛋白复合体中肌球蛋白的变性(Ikeuchi等,1992年)。
在肉制品中,已有报道在水相中含有1%盐的碎牛肉焰饼通过压力诱导,张力强度有很明显的增加,这也是要求改善结合力阻止烹调损失的最小的盐浓度(Macfarlane等,1984年)。(^^^等(1995年)注意到马鲅鲤鱼蛋白部分溶解在氯化钠中时,凝胶的形成通过加压(300MPa,5AC)就可以得到,而凝胶强度与加人1%、2%氯化钠所形成的凝胶强度类似。同样,JimSnez-Colmenero等(1998年)发现高压和701可以提高猪肉糜和鸡肉糜的结合力,1.5%和2.5%盐浓度没有显著差异。另一方面,Perez-Mateos(1997年)报道白鳕糜较高的凝胶强度和硬度是在1%氯化钠浓度,而不是2.5%下形成的,其压力大约200MPa,温度低于40T。
生鲜食品各组分在脉冲电场中的特性
脉冲电场对酶的影响
脉冲电场可能对酶的活力产生影响,但比微生物更为强烈的处理才能使酶活力降低到安全范围内(Ho等,1997年)。这个结论很重要,因为一些酶对生鲜食品加工企业来说是非常有用的,这样脉冲电场只杀死微生物,但能维持一些酶的活力。
通过脉冲电场处理导致酶失活的机理尚在进一步探讨之中(Giner等,2001年)。
据分析,球状蛋白的酶,它的接触反应活力依赖于自身活力部位的结构和周围蛋白的结构。存在于酶蛋白上的氨基酸产生了高度不对称的空间分布电荷(Laberge,1998年)。非共价相互作用(包括静电力、离子键、范德华力、氢键力、相互的疏水效应)和共价相互作用(二硫键)的复杂网状结构,及酶结构的稳定性和接触反应的功能都有提到(Wong,1995年)。如果有导致酶活力发生变化可能是由于酶自身的三维结构的改变。在强脉冲电场下的蛋白质变化并不为人所知,但推测,强脉冲电场可能会引起电荷的分解作用,从而引起蛋白质结构伸展和变性、共价键的分解、氧化降解作用等(Barsotti和Cheftel,1999年)。Yeom等(1999年)通过脉冲电场处理降低了木瓜蛋白酶的活力,因为它削弱了其a-螺旋结构。Giner等(2002年)报道了脉冲电场处理多酚氧化酶和果胶甲基酯酶效果的不同,是由于其相应的酶分子结构的不同造成的。Castro(1994年)提到了碱性聚合酶的失活是由于它二级结构的降解,并进一步发现了脉冲电场处理改变了ALP整个的球状构象。
因此,如果脉冲电场处理能够影响酶的结构,同样也能促进酶活力的改变,因此可利用脉冲电场处理来阻止酶在食品加工中产生的令人不愉快的效应(Barbosa-Canovas等,1998年)。
据报道,酶的类型、电场强度、脉冲数量、脉冲宽度、脉冲波形、场的极性、酶介质和处理温度等因素都对酶失活有一定的影响(Castro,1994年;Vega-Mercado等,1995、2001;Ho等,1997年;Giner等,2000、2001年;Bendicho等,2001、2002年)。但影响酶失活的最主要因素是电场强度和处理时间,酶的失活量随着处理时间的延长或者电场场强的增加成指数规律变化。
脉冲电场对蛋白质、维生素和风味的影响
脉冲电场在果汁和牛乳的应用中,解决了脉冲电场处理对维生素、类胡萝卜素、蛋白质和风味物质的影响。
维生素Sharma等人(1998年)发现经33kV/cm的脉冲电场处理的橘汁,海鲜冷库维生素的含量在4T下可以维持8个星期。脉冲电场处理对果汁中的维生素的影响是被Qiu等人研究得到的(1998年)。研究表明,巴氏杀菌果汁同脉冲电场处理相比,维生素C的损失较多。而且,在4T下贮藏92d之后,经脉冲电场处理和无菌包装的果汁维生素C仍然维持68%的含量,而巴氏杀菌后维生素C的含量只剩下46%。进一步来说,在41下,经脉冲电场处理的果汁中保留的维生素C的含量要高于经热巴氏杀菌处理的含量(Yeom等,2000年)。
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