高强度脉冲磁场对燕窝凝胶的改性作用及电磁响应信号分析

《Food Hydrocolloids》：High-intensity pulse magnetic field treatment of cubilose gel and its response signal analysis

本文首次系统研究高强度脉冲磁场（PMMF）处理对燕窝凝胶理化特性的影响，通过实时监测诱导电压（最高36.9V/4.51T）揭示电磁信号与凝胶质构（硬度↑24.84gf）、流变学（G‘、G"↑）及蛋白质二级结构的构效关系，为非热加工技术应用于凝胶食品提供新策略。

　　

重点内容

材料

印度尼西亚金丝燕干制燕窝样品由厦门燕之屋丝浓食品有限公司惠赠。实验前样品于4℃冷藏保存。

乙腈（CH₃CN）、磷酸（H₃PO₄）、浓盐酸（HCl）和氢氧化钠（NaOH）购自国药集团化学试剂有限公司（上海）。硫酸购自Sigma-Aldrich化学公司（美国密苏里州）。

样品内部信号波形与诱导电压

采用示波器记录PMF作用下燕窝样品内部的瞬时感应电压及其波形。如图3a和3d所示，感应电压随脉冲强度升高而增加。在磁场环境中，复合电解质样品经历的磁通量变化越剧烈，其内部产生的响应信号越强。对于导电样品，变化的磁场可产生涡流或感应电场（其强度与磁场变化率dB/dt成正比），从而引发电化学效应。本研究中，当磁场强度从2.00T升至4.51T时，感应电压呈现增长趋势，在4.51T时达到峰值36.9V（图3b）。感应电场强度由公式E=V/d计算得出，其中d为样品长度（0.02m）。当磁场强度为4.51T时，感应电场强度最大值为1845V/m。通过调整回路长度（0.01-0.05m）还观察到：回路长度增加会导致电压分配现象，但感应电动势势能保持不变（图3c）。这些电磁响应表明PMF可通过非热效应直接作用于凝胶内部带电粒子。

结论

本研究定量测量了燕窝凝胶在瞬时PMF暴露下的感应信号，发现高强度磁场在凝胶内产生更显著的感应电压和感应电场。增加回路长度会导致分压现象，电压降显著而感应电动势势能保持不变。燕窝凝胶理化性质的变化与PMF参数（磁场强度、脉冲次数）密切相关，证明磁场处理是调控凝胶食品物理特性的有效手段。