- 保圣質構儀助力探究電磁場對凝膠冷凍特性影�
- �(fā)布日期:2025-04-18 瀏覽次數(shù)�228
保圣質構儀助力探究電磁場對凝膠冷凍特性影�
研究背景
冷凍是食品長期儲存的重要方式,但會對食品品質�(chǎn)生機械損�、凍融濃縮等不良影響。電場和磁場輔助冷凍技術因能減少冷凍損傷受關注,不過其效果和機制尚不明晰。本研究采用單一明膠凝膠食品模型,利用保圣質構儀等設備,探究電場、磁場及二者聯(lián)用對凝膠冷凍特性的影響�
實驗方法
1. 樣品制備:將8%�w/w)的明膠粉與去離子水混合,經(jīng)攪拌、加�、冷卻后倒入特定模具,在4℃冰箱老化成凝膠�
2. 冷凍處理:使用特制的磁電耦合裝置,對凝膠樣品分別進行10mT靜磁場輔助冷凍(MF��5kV/cm靜電場輔助冷凍(EF��10mT靜磁場與5kV/cm靜電場聯(lián)用輔助冷凍(EMF�,并設無電磁場輔助冷凍為對照�C�。冷凍中用熱電偶記錄溫度變化,每組樣品重�8��
3. 保圣質構儀的應用:實驗中使用保圣質構儀�Bosin Tech, TA-XTC-18)對凝膠進行檢測。在檢測凝膠強度�,它配備TA/0.5圓柱形探頭(直徑12.7mm),�2mm/s�0.5mm/s�2mm/s的穿刺速度�4mm的穿刺深度進行測試,通過�-距離曲線計算凝膠強度,該儀器測試精準、重復性好,能�(wěn)定輸出可靠數(shù)�(jù)。在進行質地剖面分析�TPA)時,保圣質構儀使用TA/36R圓柱形探頭(直徑35mm�,以3mm/s�0.5mm/s�0.5mm/s的壓縮速度�10%的壓縮比�0.03N的觸�(fā)�,對樣品進行兩次往復壓縮,從而獲取硬�、彈性、內(nèi)聚性等質地指標�
4. 其他檢測方法:用差示掃描量熱儀�DSC)測定凝膠的玻璃化轉變溫�、結晶溫度和熔化�;通過低場核磁共振�LF-NMR)和磁共振成像(MRI)分析水分分�;采用傅里葉變換紅外光譜�FTIR)和熒光�(fā)射光譜分析蛋白質結構;借助光學顯微鏡觀察冰晶形�(tài);運用倒置熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡檢測微觀結構�
實驗結果
1. 冷凍參數(shù)�EF�MF�EMF處理均顯著降低了凝膠樣品的成核溫��EMF處理使總冷凍時間縮短10.5%,平均冷凍速率提高11.7%�EF�EMF處理顯著縮短了相變時間,其中EMF處理相變時間縮短17.2%�
2. 水分狀�(tài)�LF-NMR�MRI結果表明�EF�EMF處理減少了樣品解凍后自由水的形成,改善了水分分布,�MF處理效果不明��
3. 保圣質構儀檢測結果:保圣質構儀檢測顯示,冷凍解凍后凝膠強度和硬度顯著降�,但EMF處理的樣品凝膠強度顯著高于對照組,且其硬度與未冷凍樣品差異不顯著�MF�EF處理組與對照組在質地指標上無顯著差異,表�EMF能有效減輕冷凍對凝膠質地的損�,體�(xiàn)了保圣質構儀在精準檢測質地差異方面的�(yōu)��
4. 蛋白質結構:FTIR和熒光光譜分析表��EMF�EF處理能更好地維持蛋白質的二級和三級結��
5. 冰晶與微觀結構�EMF處理的樣品冰晶面積比對照組減�49.28%,且冰晶分布更均�。倒置熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡顯示,EF�EMF處理的樣品凝膠結構保存較�,而對照組�MF處理組結構損傷嚴重�
綜上所�,電場和磁場單獨或聯(lián)用輔助冷凍對凝膠冷凍特性有顯著影響,其�EMF處理效果最�。保圣質構儀憑借其高精�、高�(wěn)定性和良好的重復性,在檢測凝膠質地變�、評估冷凍效果中�(fā)揮了關鍵作用,為研究電磁場輔助冷凍技術提供了重要的數(shù)�(jù)支持�
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