《Food Physics》推荐我重点实验室研究成果:静电场辅助冷冻改善面筋蛋白功能特性、结构特征和聚集行为
冷冻面团技术因具有可延长食品的保质期、降低生产成本、便于运输等特点而受到了广泛的关注,也被认为是实现主食生产产业化的重要途径。而冷冻面团在冷冻和冷藏过程中,因温度波动难免会经历冰晶的形成、再结晶,进而导致面筋蛋白网络结构的破坏,致使最终产品易出现比容下降、开裂、口感及风味变差等品质劣变问题。因此,如何减少冷冻过程对面筋蛋白网络结构的破坏以提高最终产品的品质是目前冷冻面团研究领域的热点。近年来,物理场辅助技术逐渐用于冷冻面团的加工。其中,静电场辅助冷冻技术因具有促进冰晶成核、抑制大冰晶及微生物的生长、提高冷冻食品品质等优点,在食品冷冻加工领域具有广泛的应用前景。
郑州轻工业大学张华教授团队研究了静电场辅助冷冻(Electrostatic Field Assisted Freezing,EFAF)技术对面筋蛋白功能特性、结构特征和聚集行为的影响。该研究的第一作者张艳艳副教授解释说,EFAF技术改善了面筋蛋白的功能特性,增强了面筋蛋白的持水性、乳化性和起泡性。施加静电场时,面筋蛋白α-螺旋结构和二硫键g-g-g构型质量分数分别提高了27.50%和40.05%,而且面筋蛋白中GMP的解聚度降低,当静电场电压为600V时解聚程度最低,为5.71%,与未施加静电场时相比均有显著性差异(P < 0.05);原子力显微镜(AFM)分析显示,经EFAF处理后,麦谷蛋白链结构更完整,醇溶蛋白颗粒更小。结果表明,EFAF技术使冰晶的大小和分布更加均匀,减少了对面筋结构的破坏,是一种适用于冷冻面团生产的技术。该研究揭示了EFAF技术对面筋蛋白品质改良的作用机制,为改善冷冻面团的品质提供理论依据和参考。
图1 静电场辅助冷冻技术对面筋蛋白功能特性及聚集行为的影响
目前EFAF技术的相关研究仍处于实验室水平,在工业方面应用较少,后期可研究EFAF技术对其他冷冻食品的影响规律,推广其应用,开发可在食品冷链中应用的相关仪器设备。
该项研究结果已发表在《Food Physics》,欢迎领域内的学者同仁阅读、下载:
Yanyan Zhang, Siqi Zhang, Bingrui Wang, Hongwei Wang, Xingli Liu, Hua Zhang*, Effects of electrostatic field-assisted freezing on the functional properties and aggregation behavior of gluten, Food Physics, Volume 1, 2024, 100004, https://doi.org/10.1016/j.foodp.2023.100004.
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通讯作者简介
张华,郑州轻工业大学教授,博士生导师,河南省教育厅学术技术带头人,兼任全国米面食品标准化技术委员会速冻米面食品分技术委员会委员、河南省农产品加工与贮藏工程学会副理长、中原食品实验室首席科学家。
主要从事速冻米面食品品质控制研究。主持完成国家级及省部级项目16项。目前主持河南省重点研发专项1项、河南省高校科技创新团队支持计划1项,参与国家自然基金区域创新发展联合基金重点项目1项;相关成果获省级二等奖3项、中国食品工业协会一等奖1项;发表论文90余篇,其中SCI收录35篇(ESI高被引论文3篇),授权发明专利5项;出版专著和教材7部。
第一作者简介
张艳艳,博士,郑州轻工业大学副教授,硕士生导师,全国党建工作样板支部书记。中国食品科学技术学会食品装备与智能制造分会、休闲食品分会理事,《轻工学报》青年编委。长期从事食品物理加工及速冻面制品研究。先后主持国家自然科学基金1项、省部级项目3项。授权国家发明专利3项。近5年在Ultrasonics Sonochemistry、Foodchemistry、Journal of Cereal science等期刊发表SCI收录论文17篇,参编学术专著2部(其中英文专著1部)。相关成果获河南省教学成果一等奖1项,河南省科技进步奖二等奖1项,中国食品工业协会一等奖1项。入选河南省青年骨干教师培养计划,河南省优秀学位论文指导教师。
Food Physics简介:
Food Physics是由科爱公司与江苏大学合作共同创办的一本英文期刊。“食品物理学”是一门将物理学知识全面、系统地应用于食品加工过程调控和食品材料及加工过程物理特性揭示的学科,因此Food Physics (《食品物理学》)主要刊发关于现代食品物理加工技术和食品物理特性的论文。
主要领域包括(但不仅限于):
(1)现代物理技术对食品加工过程调控的生物学效应、化学效应及物理学效应研究,现代物理技术包括超声波、超高压、高密度CO2、超临界流体、红外、微波、射频、磁场、电场、脉冲强光、等离子体、紫外、激光以及超细研磨技术等;
(2)现代物理技术在食品生物加工和化学加工中的应用研究,例如酶催化反应、非酶催化反应、生物大分子修饰改性、菌种诱变、发酵、陈酿、陈化等;
(3)现代物理技术在传统食品物理加工中的应用研究,例如提取、干燥、杀虫、杀菌、钝酶、去皮、膜分离、乳化、腌制、速冻、解冻、烘焙、清洗以及3D打印等;
(4)现代物理技术在食品及其生产过程关键参数快速检测中的应用研究,例如近红外光谱、拉曼光谱、激光扫描、电子鼻、电子舌、人工视觉等;
(5)食品物理特性研究,例如食品的热学特性、声学特性、光学特性、电磁学特性、力学特性、结构特性、界面特性和物理化学特性等。
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投稿链接:https://www.editorialmanager.com/foodp/default2.aspx