基于电磁波和等离子体的固态食品新兴物理杀菌技术研究现状与展望

固态食品的杀菌是食品行业一直以来面临的关键技术难题。为保证杀菌过程的节能、高效、安全,近年来,围绕电磁波和等离子体等太空极端环境中的两大物理学现象涌现出一系列新兴物理杀菌技术,其中包括以催化式红外、微波、射频等为代表的热物理杀菌技术和以光动力、脉冲强光、低温等离子体活化水/冰、包装内低温等离子体等为代表的非热物理杀菌技术。这些新兴技术可适应不同形态、不同组分特征的固态食品的表面或整体杀菌。重点梳理了相关技术的核心问题和最新应用研究,并从4个方面提出了未来固态食品物理杀菌技术的主要研究任务:1)深化物理杀菌技术的机制研究。以不同的固态食品基质环境为基础,探明不同的食源性微生物在不同物理场胁迫下的响应机制。2)推动多物理场耦合的杀菌关键技术攻关。根据不同的固态食品物料特征,协同多种各具特色的新兴物理杀菌技术,在杀菌有效性和食品品质减损之间建立平衡。3)突破物理杀菌关键装备的制造瓶颈。在学科交叉的基础上,攻克物理杀菌关键装备研发的卡脖子技术,最大限度降低制造成本。4)促进包装内物理杀菌技术的开发与应用。根据固态食品生产的真实场景,促进包装内物理杀菌技术装备的研发,避免杀菌后的二次污染。

食品物理加工技术前沿教学实践

食品物理加工技术前沿课程为江苏大学食品科学与工程硕士的核心课程。该文对食品科学与工程硕士课程中开设食品物理加工技术前沿课程教学进行总结,分析了食品物理加工技术前沿课程特点、教学内容及教学中的重点及难点,探讨"物理+食品"复合型食品科学与工程人才的培养方式。

食品物理加工技术专业课实验教学与探讨

《食品物理加工技术前沿》是食品科学与工程专业的专业课程,其知识体系复杂,实践性较强,其相关实验课则是学生对复杂理论知识的实践和巩固,也是培养学生动手能力、分析问题和解决问题能力的重要途径。分析了食品物理加工技术专业课实验的教学现状和存在的问题,从精选实验内容、合理安排实验,严格要求、规范实验过程,传统实验教学与其他实验教学模式相结合,完善成绩评定机制,考查综合能力等方面入手进行实践和探讨,使得学生在规定课时内带着兴趣完成实验,为培养高素质的专业食品人才打下坚实的实验操作基础。

番茄深加工及其副产物利用研究现状

对国内外已报道的番茄皮、籽、残渣中有效成分的种类与特点,以及与之适应的综合加工利用技术进行归纳总结与对比分析,阐明了番茄加工副产物中番茄红素、膳食纤维、油脂、蛋白质等番茄副产物中主要营养成分的加工特性,以及不同方法与技术的适用性、特点及优缺点,提出了番茄加工副产物综合加工利用的问题与展望。

速冻豆腐生产工艺及其品质影响因素的研究进展

工业化速冻豆腐以大豆分离蛋白为主要原料,通过斩拌、酶促醒发、高温蒸煮、速冻等工序生产制造。在保留了传统豆腐的细腻、鲜香口感的同时,具有良好弹性和咀嚼性,便于烹饪加工,受到消费者的欢迎。主要从工业化速冻豆腐的原辅料、生产工艺、品质影响因素及产业发展面临的技术挑战等方面进行了综述。

核桃的变温滚筒催化红外-热风联合干燥研究

为了提高硬壳坚果类产品干燥效率,创新研制了一台新型多机组合式滚筒变温催化红外干燥设备,并采取变温滚筒催化红外-热风联合干燥技术,对核桃干燥效果、能耗和动力学过程进行了研究。研究表明,红外辐射温度、辐射距离和滚筒转速均对干燥效果有显著影响。在优选的最佳辐射温度300+400℃、辐射距离30 cm、滚筒转速25+35+35 Hz条件下催化红外预干燥22.50 min然后在温度43℃、风速3 m/s条件下热风干燥14 h,总干燥时长为14.38 h,与单一热风干燥(20 h)相比,干燥时长缩短了28.10%,且节约了25.04%的能耗,干制核桃表壳无褐斑,开壳率为0%,颜色指标L为54.24,a为10.61,b为19.89,呈较亮的红黄色。此外最大干燥速率0.28 g/(g·min)也显著高于单一热风的最大干燥速率0.11 g/(g·min)。相应的建立了用于预测其干燥过程中含水率以及干燥速率变化的Henderson-Pabis模型,R2为0.99,RMSE为0.03,拟合效果良好。本研究得出变温滚筒催化红外-热风干燥是一种适宜硬壳坚果类产品干燥的新型高效节能方法。

变温滚筒催化红外-热风干燥核桃营养品质研究

为改善干制核桃的品质,考察了变温滚筒催化红外-热风干燥(VTDCIR-HAD)处理后核桃油(酸价、碘值、过氧化值、油酸、亚油酸、亚麻酸和棕榈酸含量)、蛋白结构(红外光谱、圆二色谱、扫描电镜、荧光光谱、表面疏水性、氨基酸组成)、多酚(含量、IC50(DPPH)、IC50(ABTS)和铁离子还原能力)的变化,并与单一热风干燥(HAD)和恒温滚筒催化红外-热风干燥(CTDCIR-HAD)相比较。结果表明,与HAD相比,VTDCIRHAD和CTDCIR-HAD处理的核桃油酸价分别降低了17.31%和28.85%,过氧化值分别降低了4%和20%,碘价、油酸、亚油酸和亚麻酸含量无显著变化,其中VTDCIR-HAD处理的核桃油品质最好;与HAD相比,VTDCIR-HAD和CTDCIR-HAD处理的核桃蛋白结构更伸展,两者之间无明显差别,表现为红外吸收强度增大,α-螺旋含量降低了50%和18.75%,荧光强度增强,表面疏水性增加了28.27%和12.51%,游离疏水性氨基酸占比降低了19.24%和9.49%,亲水性氨基酸占比增加了9.84%和4.85%,蛋白表观结构无明显变化;与HAD相比,VTDCIR-HAD和CTDCIR-HAD处理的核桃多酚含量分别增加了5.23%和10.92%,IC_(50(DPPH))与IC_(50(ABTS))分别降低了24.36%、11.58%和14.72%、10.60%,铁离子还原能力明显提高,其中VTDCIR-HAD处理的核桃多酚含量最高。综上,VTDCIR-HAD处理方式最优,可以减缓油脂的氧化酸败速度,改善蛋白质结构,提高多酚含量和抗氧化活性,更有利于保护干制核桃品质。

醋醅中优良醋酸菌的分离筛选及性能研究

醋酸菌在食醋酿造过程中不可或缺,优良菌株对改善食醋品质至关重要,因此,该实验以醋醅为研究对象,采用溴甲酚紫变色圈法分离筛选醋酸菌,并进行形态观察、生理生化试验、16S rDNA分子生物学鉴定及相关性能研究。研究从发酵过程中的醋醅分离出1株优良菌株H3。经生理生化与分子生物学鉴定,确认该菌株为果实醋杆菌(Acetobacter pomorum)。在生长量方面,菌株H3接种培养10 h后进入指数生长期,20 h到达指数生长后期。另外,菌株H3在发酵第5天产酸量高达44.16 g/L。在耐受性方面,菌株H3能耐受9%(体积分数)的乙醇和3%(体积分数)的乙酸。综上所述,通过筛选得到1株产酸量较高、耐受性良好且遗传性稳定的优良醋酸菌,为后续发酵过程中菌株的强化提供了数据支持,丰富了菌种资源,为食醋行业的发展奠定了基础。

超声技术在微生物发酵中的应用及其机理研究进展

随着微生物发酵技术的逐渐成熟,微生物发酵在食品工业中的应用也日趋广泛。超声技术作为一种新型的低耗能物理处理手段,已广泛应用于食品工业,尤其是发酵工程。超声技术在发酵工程中的适当应用,可以提高微生物的发酵效率。本文综述了超声技术在微生物发酵中的应用,主要包括超声技术在非破坏性发酵监测与辅助微生物发酵中的应用,并探讨了超声技术辅助微生物发酵的作用机理,主要涉及微生物对超声作用的多种响应以及细胞为响应超声作用所引起的代谢物变化,为超声技术在食品发酵领域中的应用提供理论基础。

茶叶加工过程对咖啡叶化学成分和抗氧化活性的影响

本研究采用茶叶加工方法对咖啡叶进行加工,探索茶叶加工步骤(包括萎凋、揉捻、发酵、干燥)对不同叶龄咖啡叶的基础成分、植物化学成分和抗氧化活性的影响。结果表明,加工步骤和叶龄对基础成分、植物化学成分和抗氧化活性有不同程度的影响。咖啡叶中水浸出物的含量在整个加工步骤中总体呈下降趋势;可溶性糖的含量在前三个步骤中呈下降趋势,但是干燥后其含量有所上升;萎凋使咖啡幼叶中的游离氨基酸含量提高,然而从发酵步骤开始降低。咖啡因含量在幼叶中呈降低趋势但在成熟叶中变化不显著;芒果苷和芦丁含量在萎凋时升高,揉捻和发酵时降低,干燥时升高;绿原酸含量在发酵步骤结束之前呈下降趋势,干燥时又升高;总酚和总黄酮含量以及抗氧化活性的基本变化趋势与绿原酸相似。鲜咖啡幼叶的水分含量、可溶性糖、可溶性蛋白、植物化学成分和抗氧化活性均显著高于成熟叶且在相同步骤下其含量在幼叶与成熟叶中存在显著性差异。发酵2 h的基础成分含量、植物化学成分含量和抗氧化活性高于48 h。不同茶叶加工步骤对咖啡叶的植物化学成分和抗氧化活性具有不同的影响,其中发酵的时间对除了水分之外的基础成分和植物化学成分的影响最为显著。

番茄去皮技术研究进展

去皮是番茄制品加工的重要单元操作,对产品的生产效率和产品质量有着重要影响。传统的热烫去皮和碱液去皮虽然简单、易操作,而且应用广泛,但是存在番茄中营养成分损失严重、果肉损失率高、用水量大、能耗高、废弃物多等问题。近年来发展起来的功率超声、欧姆加热、红外辐射等新兴技术用于番茄去皮具有高效、节能、节水、果肉损失率少、产品质量高等优点,在番茄去皮中表现出很好的应用潜力,但尚处于研究阶段,应用推广较少。为了进一步明确和对比这些新兴技术的优势与特点,以传统方法为对照,较为系统地总结了这些方法的工作原理、作用效率、内在机制、应用效果等方面的最新研究进展,以期为其在番茄去皮的应用中提供参考与借鉴。

动物营养氨基酸的研究与产业发展现状

氨基酸是动物机体内许多重要物质合成的前体物质,是合成蛋白质的其中的主要原料,细胞的构建,生命组织的修复均以氨基酸为基础,因此生物活性大分子氨基酸是对生物机体的建立具有无可替代的意义,它对维持机体各种生理生化过程非常重要。而将氨基酸应用于动物饲料中,可以有效提高饲料的利用率,降低饲料成本,养殖对象的生长速度和繁殖力,提高养殖经济效益。对我国的饲料工业发展无疑有着积极意义。本文将对氨基酸在动物营养中的研究现状和动物营养氨基酸产业发展状况进行综述,从不同角度阐述动物营养氨基酸在动物营养与健康领域的研究进展。

马铃薯乳清复合蛋白乳液凝胶的制备和特性

采用碱溶酸沉法提取了马铃薯蛋白(PP),然后以PP、乳清蛋白(WP)和大豆油为原料,制备了马铃薯乳清复合蛋白乳液凝胶,通过FTIR、低场核磁(LF-NMR)、SEM、激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)表征,结合流变、质构、色度、分子间力测试,考察了m(PP)∶m(WP)对复合蛋白乳液凝胶特性的影响。结果表明,复合蛋白乳液凝胶综合特性要优于单一的PP或WP乳液凝胶。与m(PP)∶m(WP)=10∶0制备的PP乳液凝胶相比,m(PP)∶m(WP)=7∶3、5∶5制备的复合蛋白乳液凝胶的温度循环终点储能模量(G′)分别提高了114.75%和109.22%(P<0.05);束缚水质量分数分别提高了2.01%和1.97%(P<0.05);凝胶强度、弹性、胶黏性、恢复性和咀嚼度显著增强(P<0.05)。复合蛋白乳液凝胶网络结构紧密,凝胶网络中油滴均匀分布在蛋白凝胶网络中,起到了更好的支撑作用。β-折叠和β-转角结构是马铃薯乳清复合蛋白乳液凝胶中蛋白质的二级结构,含量合计约为70%。

基于近红外光谱技术的蜂胶萃余物中黄酮提取的原位实时监测

[目的]针对蜂胶经过超临界CO_(2)萃取后的萃余物,实时检测该物质在二次提取过程中黄酮类化合物的含量变化。[方法]利用近红外光谱技术,通过收集提取过程中的光谱信息及其相应的黄酮含量化学值,建立定量分析模型,用以实时检测黄酮含量的变化和提取终点的判断。[结果]经过归一化预处理后的近红外光谱数据结合偏最小二乘(PLS)算法所构建模型的校正相关系数(Rc)和校正均方根误差(RMSEC)分别为0.9991和0.0445,预测相关系数(Rp)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.9291和0.2427,该原位监测模型具有较好的回归与预测能力。[结论]近红外光谱技术能够快速、精确地监测蜂胶萃余物提取过程中的黄酮含量,实现提取过程的原位实时监测。

胶原蛋白-壳聚糖膜的制备及其对猪肉的保鲜作用

为了延缓猪肉的腐坏变质,延长猪肉的保质期,保持猪肉良好的品质,本文研究了没食子酸(GA)改性超声辅助制备的胶原蛋白-壳聚糖复合膜对冷藏猪肉的保鲜效果。在4℃冷藏条件下,采用未经过膜包裹(对照组)和GA改性超声膜包裹(膜包裹组)2种方式处理猪肉样品,并贮藏10d,检测其p H值、挥发性盐基氮(TVB-N)值、细菌总数、质构、色差ΔE值,以及感官质量。结果表明,对照组和膜包裹组猪肉的p H值、TVB-N、细菌总数、色差ΔE均随着贮存时间的增加而上升,但是膜包裹组的数值比对照组分别低了8.39%、26.18%、17.54%和8.23%,得出膜包裹处理可以显著降低碱性含氮物质和细菌产生的数量以及减缓颜色的变差(p<0.05)。对照组和膜包裹组猪肉的硬度、弹性和感官指标均随着贮存时间的增加而下降,但是膜包裹组的数值比对照组分别高了80.01%、18.66%和160.38%,得出膜包裹处理可以显著改善猪肉的质构和感官指标(p<0.05)。由此说明,膜包裹处理可以通过抑制p H值、TVB-N和细菌总数的增高,有效延缓猪肉的腐坏变质,延长猪肉的保质期。而且,经膜包裹处理10d后的猪肉仍然具有良好的质构、颜色和感官品质。

发酵豆粕对育肥猪生长性能、血清指标及肠道菌群的影响

试验旨在研究日粮添加发酵豆粕对杜×长×大育肥猪生长性能、血清指标及肠道菌群的影响。选取120头70~75kg杜×长×大育肥猪分为4组,每组6个重复,每个重复5头。对照组饲喂玉米、麸皮及浓缩料按质量比66:10:24组成的基础日粮;试验组分别饲喂含4.8%、9.1%、13.0%发酵豆粕的日粮。预试期5 d,试验期50 d。结果表明:4.8%、9.1%发酵豆粕组平均日增重高于其他两组(P<0.01),9.1%、13.0%发酵豆粕组耗料增重比高于其他两组(P<0.01);4.8%、9.1%发酵豆粕组血清谷丙转氨酶、谷草转氨酶及碱性磷酸酶随日粮发酵豆粕含量增加而降低(P<0.05);试验组超氧化物歧化酶低于对照组(P<0.05);9.1%发酵豆粕组血清总蛋白及IgM、IgG及IgA含量最高(P<0.05);4.8%、9.1%发酵豆粕组育肥猪粪便氨气及硫化氢含量低于对照及13.0%发酵豆粕组(P<0.05);试验组育肥猪肠道菌群中乳酸菌丰度增加,其中食淀粉乳杆菌及罗伊氏乳杆菌丰度在9.1%发酵豆粕组中最大(P<0.05)。本试验条件下,含9.1%发酵豆粕的日粮喂养育肥猪效果最好。

核桃滚筒催化红外-热风干燥试验及能耗分析

为了提高硬壳坚果类产品干燥效率,在研制的滚筒式催化式红外干燥设备基础上进行核桃红外干燥试验,考察工艺参数对脱水率、颜色和开壳率的影响。将滚筒催化红外—热风联合干燥和单一热风干燥作比较,对二者的干燥时间、干燥曲线、干燥速率曲线和能耗进行对比分析。研究结果表明,催化红外温度、距离和滚筒转速均对干燥效果和产品品质有显著影响,先在最佳的距离30 cm、温度450℃、滚筒转速1.5 r/min条件下滚筒催化红外预干燥9.5 min,然后在温度43℃、风速3 m/s条件下热风干燥16 h,与单一热风干燥(20 h)相比,显著提高了干燥速率,缩短了19.2%的干燥时间,节约了11.6%的能耗,且干制核桃的品质良好。

核桃干燥过程的低场核磁共振横向驰豫分析

为了快速监测干燥过程中水分和油脂的变化,采用低场核磁共振(LF-NMR)技术对恒温和变温滚筒催化红外-热风干燥过程中核桃自由水、弱和强结合水及油脂进行测定,并与单一热风干燥相比较,同时建立水分横向弛豫峰面积占比与含水率之间的数学模型。结果表明,三种干燥方式下的干燥曲线变化趋势一致,与单一热风干燥相比[时长20 h,最大干燥速率0.11 g/(g·min)],变温和恒温红外-热风干燥效率[时长14.38 h和16.16 h,最大干燥速率0.28 g/(g·min)和0.48 g/(g·min)]显著提高,干燥时间分别缩短了28.10%和19.20%,最大干燥速率分别提升了2.55和4.36倍,表明红外干燥处理显著提升了干燥效率。LF-NMR横向弛豫图谱显示干燥过程中自由水峰面积显著下降直至消失,弱结合水峰面积显著降低,强结合水和油脂峰面积基本不变,表明干燥处理去除了几乎全部的自由水和大部分的弱结合水,对强结合水和油脂含量无明显影响。建立了水分弛豫峰面积占比与实际含水率之间的数学模型,R2均大于0.90,预测效果良好。总之,与国标法相比,LF-NMR能够很好地对干燥过程中水分和油脂变化进行检测,是一种高效快速检测含水率的新型方法。

大蒜素与乳清分离蛋白结合物的体外模拟消化特性

大蒜素,即二烯丙基硫代亚磺酸酯,具有广谱抑菌、抑制肿瘤及抗氧化性等生理活性。大蒜素极不稳定,易降解成各种有机硫化合物,使其活性大大降低。研究显示,大蒜素与乳清分离蛋白形成的二硫键结合物可显著增强大蒜素的稳定性。本文在此基础上对大蒜素提取液及二硫键结合物的体外模拟消化特性进行研究,结果表明,大蒜素与乳清分离蛋白的结合物经模拟胃肠消化后,其含硫化合物组成成分与大蒜素提取液的消化产物相同,说明大蒜素与蛋白结合后不会影响大蒜素活性成分的释放。3-乙烯基-1,2-二硫环己-4-烯主要在模拟胃消化阶段释放,而二烯丙基二硫醚主要在模拟肠消化过程中释放。与大蒜素结合不会影响乳清分离蛋白在模拟胃肠消化时的水解度。与蛋白相比,结合物消化产物的小分子质量组分含量增加,说明结合物比蛋白更易被吸收利用。

扫频超声处理时间对β-乳球蛋白酶解制备多肽抗氧化活性的影响

目的:研究不同扫频超声处理时间对β-乳球蛋白酶解制备多肽抗氧化活性的影响。方法:研究不同的超声预处理时间(10,20,30,60,90 min)对β-乳球蛋白表观结构的影响,以及超声波处理对β-乳球蛋白酶解产物的抗氧化活性、氨基酸组成、分子质量分布和疏水性的影响。结论:超声波处理可显著提高β-乳球蛋白酶解产物的DPPH自由基清除率、ABTS·清除能力和Fe2+络合能力。随着超声时间的延长,β-乳球蛋白酶解产物抗氧化活性呈先增加后降低的趋势。扫频超声波处理可以提高β-LG酶解产物的疏水性,并且显著增加多肽中的疏水性氨基酸的含量。扫频超声处理10~60 min有利于分子质量为200~2000 u多肽的生成,从而提高其酶解产物的抗氧化活性。粒径分布表明短时间的超声处理(<30 min)引起β-LG粒径减小,大分子蛋白的结构疏松,分子间的疏水性作用力增加;长时间(60~90 min)的超声处理则引起大分子蛋白聚集,疏水性作用力降低,蛋白颗粒粒径增大。