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大气压冷等离子体技术(ACP)对椰子球蛋白分散稳定性的影响

更新更新时间:2023-03-16      点击次数:661

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椰奶富含蛋白质和油脂,容易受到微生物污染,在加工过程中需要进行杀菌处理。椰奶的传统杀菌方法是热杀菌,如巴氏杀菌和高温瞬时杀菌。在热加工中,食物结构和质地会不同程度被破坏。此外,热杀菌过程会导致大量蛋白质降解,从而影响椰奶的乳液系统,包括液滴聚集和分层。在椰奶中,椰子蛋白作为天然乳化剂,粘附在椰子油表面,形成油在水(O/W)乳液。椰子球蛋白(CG)是椰子中的主要蛋白质(占60-75%),具有良好的乳化性能,对椰奶的稳定性起着重要作用。

大气压冷等离子体技术(ACP)作为一种新型的非热杀菌技术,其优点是低温操作,处理时间短,杀菌效果好,对食品质量影响最小。然而,在ACP处理期间,多种活性物质也会受到影响,如蛋白质、脂质和多糖。这些变化会影响食品的稳定性、结构、质地和感官性能,从而影响食品的质量。然而,ACP在食品中应用的最大挑战是如何精确定义操作条件,以实现微生物的有效灭活,同时将对食品质量的影响降至zui低。因此,迫切需要研究不同ACP处理条件下食品成分和结构的变化,以促进ACP在食品中的大规模应用。

本研究选择椰浆稳定性的重要成分椰子球蛋白(CG),探讨ACP处理对CG乳化性能的影响。同时为减少其他外源乳化剂的添加以及使用ACP处理来保持椰奶的质量和稳定性提供理论基础和实践指导。


1. 材料和方法

1.1. ACP处理CG的制备

将CG溶解在磷酸盐缓冲生理盐水(PBS, 10 mmol/L, pH 6.8)中,并调节至终浓度为655mg/mL。将制备好的CG溶液(20 mL)用ACP机进行处理。处理功率分别为50 kV、60 kV、70 kV,处理时间分别为0(对照)、30、60、90s。CG溶液在4℃保存12h,直到后续分析。

1.2 CG乳液的制备

在CG溶液(45ml, 5mg / mL)中加入5ml大豆油后,将得到的混合物置于Ultra-Turrax中,以10,000 rpm的转速处理1min。随后,使用NanoGenizer30k微射流均质机在12,000 psi的压力下对混合物进行进一步均质,并循环一次。

1.3  乳液的离心稳定性

通过光学分析离心机LUMiSizer进一步评估了乳液的稳定行为。测量仪器参数设置如下:温度,25℃;转速:4000rpm;时间间隔,10s;实验总时间为50 min。


2. ACP处理对CG乳液稳定性的影响

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图1 在50,60和70kV的常压冷等离子体处理0,30,60和90秒后,椰子球蛋白稳定的乳液的头骨钢铝图谱(a),不稳定性指数(b)和透光率(c)随时间变化的曲线图。

使用LUMiSizer稳定性分析仪评估不同ACP处理条件下获得的CG乳液的稳定性。如图1a所示,底部绿线表示样品的第一条谱线,反映了样品的初始状态;顶部红线表示最后一条谱线,用于表征测试结束时样品的状态。在离心过程中随着时间的推移,较轻的油滴逐渐向样品界面处迁移,样品底部颗粒减少,导致透光率升高。管中样品的透光率变化越小,乳液越稳定。由此可知,经ACP处理后60kV 60s和60kV 90s的CG乳液zui稳定。图1b和c显示了样品的不稳定性指数和积分透射率随时间的变化。观察到不稳定性指数和积分透射率均随时间增加而增大,表明乳液变得越来越不稳定。与对照组相比,ACP处理后的CG乳液不稳定性指数和积分透射率都不同程度降低,特别是60 kV 60 s和60 kV 90 s。这进一步说明适度改性可以提高CG乳液的稳定性。


3. 结论

使用LUMiSizer对CG浮液的分散稳定性进行了评估。结果表明,ACP处理对乳化性能的影响高度依赖于处理条件(处理时间和电压)。在适度的ACP处理(60kV 60s和60kV 90s)后,CG乳液显示出更好的稳定性。然而,改性不足和改性过度后CG分子的乳化性能与未处理的样品相似。

       



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