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为解决冻融循环(FTC)导致慈姑品质劣化问题,研究人员开展电场(EF)辅助处理对慈姑品质及淀粉结构理化特性影响的研究。发现 EF 可减轻 FTC 引起的冷害,维持淀粉结构和理化特性。为农产品保鲜提供新策略。
慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)作为一种富含淀粉的水生蔬菜,在烹饪中常被烤制或油炸,因其独特的口感和风味而备受喜爱,且具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等多种生物活性,是饮食制备和功能食品制造的潜在高价值食材。然而,在储存和运输过程中,温度波动不可避免地导致冻融循环(FTC),这会加速慈姑品质劣化,如质地坍塌、水分流失和产生难闻气味等,严重影响消费者的购买意愿。传统的添加多糖等保护剂的方法,因安全性和成本问题限制了其应用。因此,寻找一种安全、有效的非化学方法来减轻冻融循环对慈姑品质的损害具有重要的现实意义。
为解决上述问题,国内研究人员开展了电场(EF)辅助处理对冻融循环中慈姑品质及慈姑淀粉结构和理化特性影响的研究,相关成果发表在《Innovative Food Science 》。该研究旨在揭示低温储存期间慈姑品质劣化与淀粉结构变化之间的关系,为慈姑的保鲜提供新的技术思路。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:对慈姑的水分分布(通过横向弛豫时间 T1、T2、T3表征,分别对应结合水、 immobilized 水和自由水)、颜色和硬度等物理特性进行分析;对慈姑淀粉的颗粒大小、支链淀粉 / 直链淀粉比例、结晶度、分子量、亲水相互作用、热稳定性和抗性淀粉含量等结构和理化特性进行测定。
水分分布、颜色和硬度的变化
与对照组相比,冻融循环处理后的慈姑自由水含量增加。这是由于大冰晶破坏了慈姑的细胞壁和微观结构,导致氢键相互作用减弱。同时,冻融循环使慈姑颜色变深、硬度降低,表明其品质严重劣化。而电场辅助处理减轻了冻融循环引起的冷害,对慈姑的物理特性有一定的保护作用。
淀粉结构和理化特性的变化
冻融循环处理后,慈姑淀粉的颗粒大小、支链淀粉 / 直链淀粉比例和结晶度增加,热稳定性增强,抗性淀粉含量升高。然而,其分子量降低,亲水相互作用减弱。电场辅助处理有效地最小化了慈姑淀粉的结构和理化变化,使其更接近初始状态。
结论
本研究表明,冻融循环处理显著改变了慈姑的水分分布,使颜色变深、硬度降低,导致严重的品质劣化。同时,冻融循环处理使慈姑淀粉的分子量和直链淀粉含量显著降低。电场辅助处理对冻融循环过程中维持慈姑淀粉结构和慈姑品质有积极作用,它大大减少了冰晶对慈姑的机械损伤,抑制了慈姑淀粉的结构变化,为农产品的保鲜提供了一种良好的策略。该研究为电场技术在新鲜食品冷冻和解冻过程中的应用提供了理论支持,有助于推动非接触物理技术在食品保鲜领域的发展,对延长慈姑等农产品的货架期、提高其经济价值具有重要意义。