超声波可以用来调节食物如何?

最近的一篇论文发表在杂志上食品科学与技术的趋势亚博老虎机网登录回顾了利用超声波食品加工技术规范食物成分相互作用的蛋白质食物矩阵。

研究:超声:一个可靠的方法调节食物蛋白质的组件交互矩阵。图片来源:HOMONSTOCK / Shutterstock.com

背景

蛋白质食物矩阵主要是多酚组成的复杂系统,脂类、多糖和蛋白质供给人体必需的营养和能量。

蛋白质通常是发现在不同的形状和分子构象。蛋白质与其他矩阵的交互组件,比如水和多酚,取决于结构的构象的蛋白质。

这些交互严重影响食物的属性矩阵,明确定性特征,如消化率、口感和质地,增加调节食物组件交互的重要性。

传统方法用于调节这些交互往往伴随着热量的形成,导致过度分子聚合和产品质量的整体退化。

新兴技术,如脉冲电场、微波、超声波、静水中的压力被认为是适用于修改不同的蛋白质食品特征通过调节组件交互的食物。

其中,超声获得了相当大的关注,因为它是一个环保和有效的食品加工技术,能顺利地影响各种食品的功能组件。

虽然超声波用于食品行业准备新颖的蛋白质产品优越的性能,商业化之前需要更多的改进。

在过去的几年里,研究主要集中在提高蛋白质食品的理化性质矩阵使用超声波治疗。

这项研究

在这项研究中,研究人员审查了影响超声波的共价共价相互作用的蛋白质和其它营养成分存在于蛋白质食物矩阵。研究人员还讨论了用于分析这些交互的技术。

交互模式后超声

非共价相互作用

非共价结合是最常见的食物成分相互作用蛋白质食物矩阵。氢键、疏水相互作用和静电相互作用是食品中主要的非共价相互作用矩阵。

超声波可以有效改善静电相互作用的强度通过增加静电接触之间的蛋白质和其它营养成分。例如,柑橘果胶和大豆分离蛋白之间的静电相互作用从脱脂大豆粉增强使用22 25 kHz超声波治疗^o360 - 720 C和W 5 - 20分钟。

疏水相互作用是蛋白质折叠背后的推动力量。疏水的力量之间不同的饮食成分是原蛋白质结构时增强超声的空化而中断。

例如,疏水相互作用叶黄素和红豆红豆面粉的蛋白质提高20 kHz超声波用于20 - 30的时候^oC和60−102 W /厘米²10 - 20分钟。

氢键是至关重要的蛋白质食物蛋白质绑定到其他组件的矩阵。超声治疗可以增加饮食组件之间的氢键氢键受体和捐赠者通过增加可用。

黄芩甙元之间的疏水相互作用和氢键和肌纤维蛋白质(或然数)鸡胸肉改善使用20/23 4 kHz^oC和60−102 W /厘米²主/分钟。

然而,过度的超声波治疗会导致不受欢迎的重折叠的蛋白质结构,减少非共价力的强度。因此,选择最优功率密度和/或频率需要逐步改善食品的感官和理化品质。

共价相互作用

共价相互作用的蛋白质和其它营养成分在蛋白质食品矩阵相当强而非共价相互作用。此外,共价复合物也证明稳定性和抗氧化能力高于非共价样本。

超声可以促进和推动共价相互作用通过修改蛋白质通过特定的声化学的和sonophysical品质。然而,矩阵组合在调节中起着重要作用超声治疗食物成分相互作用的影响。

例如,蛋白质和多酚之间的共价键的变化相比,超声治疗后高蛋白质和多糖之间的共价键。美拉德反应(MAR)和酚醛改性是最常见的超声破碎法的例子在食品矩阵。

影响因素食物成分相互作用

一般来说,外在因素,如离子强度、温度、pH值、和超声波处理参数,和内在因素,如蛋白质结构和矩阵组成,主要影响蛋白质之间的相互作用和其他膳食成分在超声治疗。在这些因素中,相关参数之前,必须仔细选择超声波治疗蛋白质食物矩阵优化超声效应。

食物成分交互评价方法

超声波治疗后评估组件交互的食物相当挑战性由于蛋白质食品基质的复杂性。相图法、等温滴定量热法(ITC),分子动力学模拟(MDS)、质谱,大的振幅振荡剪切(老挝),和显微镜方法常用于评估食品配料成分相互作用。

相图的方法作为补充技术评估食品质量变化引起的食物组件交互超声治疗后,虽然美国国际贸易委员会是用来有效地确定热力学相互作用后的蛋白质和其它营养成分超声波。然而,ITC严格要求有关样本数量、纯度和稳定性。

MDS,基于经典力学理论方法,常被用来理解非共价相互作用强度,自由能,能量传递距离,solvent-accessible表面积在蛋白质食品矩阵。然而,该方法不是最可靠的方式调查食品组件交互的结构矩阵的几个蛋白质和其他组件不明确。

质谱法的使用是必要的调查共价键食物中的蛋白质和其他组件之间的变化矩阵超声治疗后。x射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱学比传统方法更有利的由于他们的非破坏性的本性。

老挝提供额外信息的非线性行为,可以提高食品的流变测量精度成分相互作用后超声波。然而,老挝技术不是广泛用于食品科学与流变学许多食品科学家没有经验,和专业人士进行流变研究不熟悉老挝机制。亚博老虎机网登录

显微镜方法,如透射电子显微镜、激光共聚焦显微镜电子,原子力显微镜,通常用于研究蛋白质食物的不同微观结构矩阵,因为他们可以监控不同的聚合阶段和形态的矩阵。

食物成分相互作用对食品的影响矩阵属性超声治疗后

Protein-Water交互

Protein-water交互提高超声治疗后,导致增加纹理和持水能力的最终产品。Ultrasound-assisted冷冻可以加速冷冻过程通过提高成核站点的数量。

改善protein-water猪肉蛋白质和水之间的相互作用和氯化钠在超声治疗后提高了纹理,储水,氯化钠扩散的食物矩阵。

Protein-Polyphenol交互

超声治疗在非共价多酚和蛋白质之间的相互作用可以加速多酚嵌入,导致最终产品的生物利用度和颜色的变化。此外,超声波treatment-induced共价键修饰食品组件之间可以影响的结构特性和抗氧化性能。

例如,protein-phenolics或然数之间的相互作用的强度的增加从日本seerfish、水和没食子酸经过20 kHz超声治疗10^oC和400 W 10分钟或然数的凝胶性能的改善。

Protein-Polysaccharide交互

变化共价共价多糖和蛋白质之间的相互作用可以改善食品矩阵特性,特别是构象稳定性、乳化、胶凝性质、溶解度、抗氧化能力和味道。

例如,鱼后增加的存储稳定性protein-polysaccharide鱼或然数和大豆油和黄原胶之间的相互作用是增强使用20 kHz超声波治疗12分钟0^oC和150−600 W。

Protein-Lipid交互

轻微的超声波治疗改善脂质和蛋白质之间的疏水相互作用,导致改善贮存稳定性和乳化活性。然而,过度的声波降解法治疗可能会影响protein-lipid交互。因此,选择最佳温度、时间、功率密度和频率有必要提高乳状液的流变特性和稳定性。

新兴的应用矩阵超声治疗后蛋白质食物

人造肉,三维(3 d)印刷和多功能凝胶具有抗氧化特性的生化和减少脂肪和钠的主要新兴应用ultrasound-treated蛋白质食物矩阵。

结论

总之,超声波的声化学的和sonophysical属性治疗能有效提高蛋白质的共价和非共价相互作用与其他膳食成分蛋白质食物矩阵,从而改善矩阵的性质。然而,还需要更多的研究来评估超声波的声化学的活动影响复杂蛋白质的共价相互作用矩阵。

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源

徐,X。周,G。,陈,X。,等。超声:一个可靠的方法调节食物蛋白质的组件交互矩阵。食品科学与技术趋势亚博老虎机网登录2022年。https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224422003648?via%3Dihub

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