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          關(guān)鍵詞搜索: 超聲波細胞粉碎機,超聲波清洗機,恒溫水浴,高壓均質(zhì)機,基因導入儀,冷凍干燥機,微生物成長(cháng)曲線(xiàn)分析儀,藥物溶出儀,高低溫循環(huán)裝置,工藝流程溫控系統

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          高壓均質(zhì)技術(shù)在處理淀粉中的應用

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          01 研究背景

          高壓均質(zhì)

          高壓均質(zhì)( high pressure homogenization,HPH) 是近年興起的一種非熱加工技術(shù),因其高效性、穩定性和經(jīng)濟性被廣泛應用于豆、乳制品及果蔬汁的加工制造;并逐漸應用于淀粉等多糖大分子的改性研究中,如蓮子淀粉經(jīng) 60-180 MPa 均質(zhì)處理后,結晶度降低,組織結構松散,消化率顯著(zhù)提高;經(jīng)HPH處理后蠟質(zhì)玉米淀粉分子間氫鍵被破壞,支鏈淀粉降解,能夠有效抑制淀粉老化回生;此外,經(jīng)100 MPa多次處理后的綠豆淀粉結晶區結構被破壞,水溶指數和膨脹度提高,淀粉糊黏度顯著(zhù)降低。因此可通過(guò)經(jīng)高壓均質(zhì)不同壓力的處理,及對循環(huán)數和處理濃度的研究,并通過(guò)水溶指數、透光率等物性及熱力學(xué)特性等方面進(jìn)行性能評價(jià),及靜態(tài)流變、黏彈特性和凝膠質(zhì)構特性的宏觀(guān)應用指標研究,以期克服淀粉產(chǎn)品的加工技術(shù)難題,提高淀粉產(chǎn)品在食品工業(yè)中的應用價(jià)值。


          02 新芝生物·超高壓均質(zhì)機

          實(shí)驗方法

          以豌豆淀粉(pea starch,PS)為原料,分別在0、20、40、60、80、100 MPa條件下高壓均質(zhì)(新芝生物SCIENTZ-207A型高壓均質(zhì)機)處理3次,每次約30 min,探究HPH處理對PS凝膠流變特性及淀粉多尺度結構的影響。

          高壓均質(zhì)技術(shù)在處理淀粉中的應用

          圖1 高壓均質(zhì)調控PS多尺度結構與流變特性機制示意圖

          Fig.1 Mechanism by which HPH treatment regulates multiscale structure and rheological properties of PS


          實(shí)驗結果

          HPH處理對PS的流變特性及多尺度結構有較大的影響。隨均質(zhì)壓力的增大,PS黏度、觸變性呈先增加后減小趨勢,HPH處理后其假塑性增強,剪切結構恢復力減弱;40 MPa處理使PS凝膠黏性、彈性明顯提高,表明HPH處理可提升其凝膠性能。HPH處理過(guò)程中產(chǎn)生剪切、空化效應、碰撞等機械力作用使PS顆粒完整性遭到破壞,表面出現裂縫、塌陷;促進(jìn)結晶結構向無(wú)定形區轉變,結構有序性減弱;α-1,6糖苷鍵斷裂,PS分支度降低。本研究有助于分析PS多尺度結構對其流變性能的影響機制,并驗證了HPH技術(shù)調控PS及其產(chǎn)品品質(zhì)的可行性。

          高壓均質(zhì)技術(shù)在處理淀粉中的應用

          圖2(A)HPH處理后PS黏度隨剪切速率的變化;(B)HPH處理后PS在剪切過(guò)程中黏度隨時(shí)間的變化;

          C)HPH處理后PS的短程有序結構變化;(D)HPH處理后PS的1 H NMR譜圖

          Fig.2 (A) Changes in viscosity of HPH treated PS with shear rate; (B) Changes in viscosity of HPH treated PS with shear time;

          (C) Changes in short-range ordered structure of PS after HPH treatment; (D) 1 H NMR spectra and branching degree of HPH treated PS;


          03 展望

          SCIENTZ-207A超高壓均質(zhì)機特點(diǎn)

          HPH作為一種非熱加工技術(shù)在殺菌、鈍酶的同時(shí)能最大限度地保留果蔬制品的營(yíng)養品質(zhì)以及色澤風(fēng)味,因此高壓均質(zhì)技術(shù)還可應用在果蔬制品中。HPH 技術(shù)的優(yōu)勢在于可以通過(guò)均質(zhì)作用,一方面能更好地釋放果蔬等食品原料中的活性成分,提升產(chǎn)品的營(yíng)養功效;另一方面可以減小液態(tài)食品中的顆粒粒徑,保持產(chǎn)品的穩定性。HPH 技術(shù)作為一種非熱加工技術(shù),相比于熱加工,還能更大程度地保存果蔬等熱敏性食品原有的營(yíng)養成分與口感,具有一定的殺菌效果,可以延長(cháng)貨架期。HPH 技術(shù)還具有連續化生產(chǎn)的可操作性,也為食品殺菌提供了新思路。

          高同時(shí),HPH在食品加工中的應用仍存在較多的局限性,如其僅適合加工流態(tài)食品;對芽孢的殺滅效果還有待提高;單獨使用HPH時(shí)殺菌和鈍酶效果不如熱殺菌處理效果好,從而引發(fā)安全隱患;果汁殺菌所需的較高壓力參數使設備成本增加。此外,在HPH處理過(guò)程中會(huì )對例如維生素A等營(yíng)養物質(zhì)造成一定損失。因此,選擇 HPH 聯(lián)合其他技術(shù)處理,選擇使用較低的壓力獲得期望的殺菌效果為目的,是HPH技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向之一。

          高壓均質(zhì)技術(shù)在處理淀粉中的應用

          圖3 SCIENTZ-207A超高壓均質(zhì)機

          高壓均質(zhì)技術(shù)在處理淀粉中的應用

          參考文獻

          [1]郭澤航,余子香,迪珂君等.高壓均質(zhì)對板栗淀粉糊化、流變及質(zhì)構特性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2019,45(17):91-97.

          [2]胡榮,汪楠,張甫生等.高壓均質(zhì)處理對豌豆淀粉流變特性及多尺度結構的影響[J].食品科學(xué),2023,44(05):53-61.

          [3]石亦璁,董麗,陳芳等.高壓均質(zhì)技術(shù)在果蔬制品中的研究進(jìn)展[J/OL].食品工業(yè)科技:1-12[2024-03-13].




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