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食品工程杂志

第146卷,2015年2月,第8-16页
食品工程杂志

脉冲电场处理对苹果组织浸没冷冻、解冻及选择特性的影响

https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2014.08.013获取权限和内容

摘要

本研究的目的是研究脉冲电场对浸泡冻融动力学和冻融苹果品质的影响。区分了各冻融阶段的时间。通过质量损失、质地特性和颜色变化来评估冻融产品的质量。使用PEF后,总冷冻时间减少了3.5-17.2%。与未处理样品相比,冷冻期间的相变阶段缩短了33%。总解冻时间缩短了71.5% 千伏/厘米。然而,在3 与未处理样品(2.3%)相比,kV/cm的质量损失更低(1.6%)。PEF处理改变了样品的颜色(ΔE类 = 5.74–19.58)。研究结果表明,通过PEF应用可以改变冻融产品的质地。

介绍

冷冻是延长食品货架期最重要的方法之一。由于化学、酶反应和微生物生长抑制,它可以长期保留大部分有价值的营养成分、颜色和风味(Janiszewska和Sakowski,2012)。该工艺的优点主要与产品温度的降低有关。然而,冷冻,仅次于干燥,被认为是食品工业中最耗能的工艺之一。一般来说,在冻结过程中可以区分以下三个阶段:预冷、相变(也称为冻结有效时间)和过冷(Kamiñska和Lewicki,2006)。对于冷冻食品质量和加工成本而言,相变是最重要的一步。因此,人们已经付出了大量的努力来减少该过程的时间,尤其是冷冻有效时间。这一目标可以通过改变冷冻方法来实现,例如在使用液氮时进行低温冷冻,或在冷冻期间或之前进行特殊处理(例如超声波或渗透脱水)(Li和Sun,2002年,Kamiñska和Lewicki,2006年)。目前,寻求非热技术来修改现有的热量或质量以及基于传热的工艺,以提供更优质的产品(Chun等人,2013年)。文献声称,有不同的非热技术,例如:高静水压(HHP)(Kalichevsky等人,1995年,Realini等人,2011年,Won Kim等人,2014年),超声波(US)(Li和Sun,2002,Comandini等人,2013)和脉冲电场(PEF)(Jalté等人,2009,Ben Ammar等人,2010,Wiktor等人,2012,Wiktor和Witrowa Rajchert,2012),以提高冷冻速度并改变食物的性质。后一种技术依赖于电穿孔(电渗透),这是一种电诱导(外加电场)、可逆或不可逆的细胞膜穿孔现象。电穿孔的特性取决于处理材料的工艺参数和特性。不可逆电穿孔与细胞膜连续性的破坏有关,通常会导致细胞死亡(Hjouj等人,2012年,Neu和Neu,2010年)。在可逆过程中,膜孔的发育不太发达,细胞膜可以重新密封(Bazhal等人,2003年,Ngadi等人,2003)。这种产品环境足迹对生物系统的影响通常通过电特性变化进行监测(Wiktor等人,2011年)。脉冲电场的优点用于食品保鲜(Caminiti等人,2011a,Caminiti等,2011b,Xiang等人,2013,Altuntas等人,2010)、提取和压榨(Jaeger等人,2012,El Darra等人,2013年,Grimi等人,2011年)、脱水(Ade-Omowaye等人,2003年,Wiktor等人,2013、Amami等人,2008年)、,切割(Kraus,2003),甚至白兰地陈酿(Zhang等人,2012)。

如前所述,脉冲电场技术由于其机理及其对生物细胞的影响,似乎是一种很有前途的技术,可以加强冷冻过程,尽管尚未广泛讨论,文献也不够充分(Jalté等人,2009年,Ben-Ammar等人,2010年,Wiktor等人,2012年)。

因此,本研究旨在研究脉冲电场预处理对苹果组织浸泡冻融动力学的影响。此外,还通过质量损失、颜色和力学性能测试来评估冻融产品的质量。

节代码段

材料

苹果(海棠,调查中使用了在当地超市(德国柏林)购买的品种“Elstar”。材料存储在4 °C直到需要。将苹果从储藏室中取出,放在一边以获得室温(20 ± 1 °C),并在每次实验前用自来水清洗。样品以圆柱形(无剥离)制备,直径为d日 = 15 mm和高度小时 = 10 毫米,平行于水果主轴切割。

脉冲电场处理

脉冲电场

脉冲电场处理对冷冻的影响

冷冻时间越短,能耗越低,产品质量越高(Lewicki,2005)。如前所述,冷冻过程中最重要的阶段与相变有关。图1显示了PEF处理和未处理苹果样品的冻结曲线。根据这些曲线可以说明,脉冲电场预处理的苹果表现出不同的冷冻过程。在加工过程的每一刻,PEF处理的苹果表现出较低的

结论

浸泡冷冻前对苹果组织进行脉冲电场处理,可缩短冷冻时间。此外,PEF预处理材料的总解冻时间比未处理样品短。然而,在冷冻前用PEF处理的苹果表现出较高的质量损失,这可以被视为一个负面的质量特征。PEF处理样品的力学性能也发生了变化。对于解冻苹果的颜色,也可以得出类似的结论。

致谢

作者Artur Wiktor感谢食品生物技术和食品加工工程系(TU Berlin)全体员工的支持,特别是Dietrich Knorr教授的支持:他同意研究奖学金和宝贵的科学建议。此外,AW承认华沙生命科学大学当局提供了资金支持,从而允许开展这项研究。

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