超高压处理对生物大分子的影响研究

【摘要】： 近年来,随着消费者对食品安全性和品质的要求日渐提高,传统的食品热处理方法逐渐暴露出它的不足,人们开始寻找可以代替传统食品热处理方法的新技术。而超高压技术作为一种新的食品非热加工技术正日益引起人们的关注。其中,对于超高压处理对食品中生物大分子的结构和特性的研究具有重要的意义,该领域已经成为当今世界超高食品处理技术研究的前沿。 本文利用超高压处理技术,选择蛋白质、淀粉等生物大分子为主要研究对象,运用多种分析检测于段,研究超高压处理对于生物大分子物理、化学特性的影响,分析超高压处理对生物大分子结构的影响,并寻找两者之间的内在联系。得到以下结论： (1)由于超高压处理以及持续的施压会使微生物的细胞膜破裂；同时超高压处理使微生物内部的生物大分子被破坏。微生物的灭活率随处理压力增加而升高,当压力大于400 MPa时,微生物灭活率达到99%左右,并且升高变缓；同时微生物的灭活率也随保压时间增加而升高,当压力大于20 min时,微生物灭活率达到99%左右,并且升高变缓； (2)微生物数量随天数的增加而增加；当处理压力大于等于400 MPa时,或保压时间大于等于20min时,微生物数量在20 d时,也没有明显增加； (3)经过超高压处理,蛋白质分子发生解聚,更多的疏水基团暴露出来,增强了蛋白质分子的亲水性,使得蛋白质在水中的溶解度增强；超高压处理使更多的疏水基团暴露,加之溶解度增强使更多疏水基团外露,使得蛋白质的粘度、乳化特性、表面疏水性均得到增强； (4)超高压处理,400Mpa时蛋白质分子完全变性；超高压处理能使蛋白质分子的二、三、四结构发生改变,但在500 MPa下时,一级结构也没有发生改变； (5)超高压处理使更多支链淀粉受压变为分子量小的直链淀粉。由于淀粉颗粒变小,比表面积增大,增加了水分子与淀粉游离羟基结合的几率,使得淀粉的溶解度、透明度等均明显提升,同时淀粉的粘度下降。同时淀粉流变特性和结构的改善,也提高了淀粉的糊化特性,300 MPa以上超高压处理可以使淀粉糊化,且有效地降低了淀粉的糊化温度； (6)500 MPa时非定型区域的结构发生改变,使更多的水分进入这些无定型区域；另一方面,水分的溶胀作用导致与这些区域相连接的结晶区域的破坏。 通过本文的实验研究,不仅对食品中生物大分子物理、化学特性在超高压处理下的变化有了较为深入的认识,还对生物大分子结构的变化有了较为系统的了解,这对超高压食品工业提供了一定的参考价值。