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高压脉冲电场(Pulsed electric fields, PEF)技术具有加工温度低,处理时间短和能耗低,最大限度地保存食品的营养成分、风味和新鲜度的特点。本文以苹果为研究对象,考察了PEF对多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)的钝化效果及对钝化苹果PPO的苹果产品(鲜果与果汁)品质的影响,初步探讨了PEF的酶钝化机理。具体内容及结果如下:(1)PEF对苹果PPO的钝化效果。在电场电压、停留时间、脉冲频率和脉冲宽度等单因素试验的基础上,采用响应曲面分析法优化钝酶工艺。结果表明,PEF技术对苹果PPO活性抑制的最佳条件为:电压25 kV,频率530 Hz,停留时间45 s和脉冲宽度8“s,此条件下多酚氧化酶的抑制率达51.86%。(2)PEF对苹果鲜果品质的影响。采用质地多面分析法(TPA)测定苹果的硬度、弹性、咀嚼性等与感官品质相关的物性指标。结果表明,与对照组相比,苹果的硬度、粘附性、胶黏性、咀嚼性分别减少了20.57%、13.26%、19.36%、14.27%。而苹果内聚性、弹性增加了4.89%、14.08%。中心组合优化实验显示,最大钝酶效果时对苹果物性影响最小的电场处理条件为:电压22 kV,频率550 Hz.,停留时间30 s,冲宽度为8.0μs。(3)PEF对苹果微形态特征的影响。扫描电镜分析表明,PEF处理对苹果果肉细胞产生影响。随着PEF处理强度的增大,果肉细胞排列越发无序、结构松散;细胞壁出现明显的卷曲、破裂。容器材料和形式对脉冲电场产生一定的屏蔽作用,表现在:金属<玻璃(不加盖)<塑料(不加盖)<玻璃(加盖)<塑料(加盖)。电导率变化速率的测定结果反应的PEF对果肉的影响与电镜观察结果一致。金属材质包装的苹果电导率急剧增加;而塑料与玻璃材质包装的苹果块经PEF处理电导率变化相对较平稳。(4)PEF对苹果鲜榨汁品质的影响。结果表明,PEF处理能够抑制果汁的酶促褐变。由最优钝酶工艺条件下处理的果块制备的果汁(4 h时)色值和褐变指数(BI)都极显著区别于对照组(P<0.01),PEF处理的果块鲜榨的果汁的可溶性固形物含量(TSS), pH值没有发生显著改变(P>0.05),而还原型维生素C呈下降趋势但下降不显著(P>0.05);运用模糊数学综合评定的方法三种苹果汁的感官品质的优劣进行综合分析。三种鲜榨苹果汁的综合感官评价得分依次为85.25分、82.00分、78.75分。(5)PEF酶钝化机理初探。以蛋白质为PEF受试物,采用紫外光谱分析、傅里叶红外光谱分析以及SDS-PAGE试验,探讨PEF对蛋白结构的影响。结果表明,随着电场电压增大或停留时间延长,蛋白表面游离巯基含量增多,而总巯基含量减少;通过傅里叶红外光谱自去卷积(FSD)、二阶导数计算和Gaussian曲线拟合处理,计算蛋白质二级结构各部分在酰胺Ⅰ带的相对百分含量,发现α-螺旋含量减少β-折叠呈上升趋势;脉冲处理前后蛋清蛋白各亚基的SDS-PAGE谱带没有变化表明,PEF对蛋清蛋白的亚基没有影响。