[01400244]脉冲电场对大豆组分的影响研究与应用

1、课题来源与背景： 本课题来源：于山东省中青年科学家奖励基金项目：脉冲电场对大豆制品组分的影响及安全评价研究（2008BS07003） 背景：PEF技术要在食品加工中大规模推广使用,还需要解决一些关键性的问题： 1)杀菌钝酶的效果及动力学模型的建立,目前还没有适合的数学模型来预测复杂食品体系的PEF杀菌钝酶过程。因此,构建普适性的杀菌钝酶模型是必要的。 2)PEF对食品组分的是否产生影响,任何一种新技术在推广应用前都要对其成分进行测定和评价,这是应用的前提基础,目前在此方面还没有系统的研究。 3)最适杀菌工艺参数还没有建立,建立具有普适性的杀菌工艺是此技术应用的前提条件。针对以上存在的问题,本课题以当前世界上先进脉冲电场技术为手段,选择营养价值较高的大豆作为原料,进行了本项目的研究。 2、技术原理及性能指标： 技术原理：本研究技术主要应用在食品、药品及保健品等领域,高压脉冲电场技术是以较高的电场强度（10-50kV/cm）、较短的脉冲宽度（0-100μs）和较高的脉冲频率（0-2000Hz）对液体、半固体食品进行处理。它能杀死有害和致病微生物、钝化酶类,但对食品的营养成分、色泽、风味损害较小,因而能最大限度地保存食品的营养价值和新鲜度,并且可以方便地组成连续杀菌和无菌灌装的生产线,还可以用于功能成分的分离提取及产品改性。 主要技术及其他指标： 1)最适技术参数为：脉冲强度为25-35kv/cm、：脉冲处理时间为288μs-600μs、脉冲宽度为2-4μs、脉冲频率为200-400Hz。结果表明,脉冲电场处理豆奶卫生指标达国际标准。 2)脉冲电场钝酶效果：当和加热（100?C,5min）联合使用时,大豆胰蛋白酶和抑制剂的钝化分别达到2.89%和6.34%。 3)建立了大豆脂肪氧化酶的钝化动力学模型。韦布分布函数是最适于预测PEF对大豆脂肪氧化酶的钝化。 4)完成研究论文6篇,其中SCI收录的文章5篇和Ei收录的文章1篇。 3、技术的创造性与先进 1)本课题选用我国丰富的大豆为原料,以豆奶和大豆蛋白两种真实的食品体系为研究对象,运用多种物理、化学、光谱等分析方法,系统研究了脉冲电场对豆奶和大豆蛋白色泽、风味、营养成分、蛋白理化及功能性质和结构特征的影响,并且从分子水平上研究了脉冲电场处理后大豆分离蛋白空间结构机理的变化,确定了适宜的加工工艺,为高压脉冲电场技术的应用提供数据参考基础。 2)选取大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作为靶细菌,系统研究了高压脉冲电场的杀菌效果,建立了杀菌动力学模型。 3)系统研究了脉冲处理参数对大豆脂肪氧化酶的钝化,通过对不同的模型进行拟合和比较,建立了最适的大豆脂肪氧化酶的钝化动力学模型：韦布分布函数,它最适于预测脉冲处理参数和大豆脂肪氧化酶之间的关系。 首次应用高压脉冲电场这一新型的非热食品加工技术,对大豆制品及其主要成分进行系统研究,高压脉冲电场技术在大食品加工中的应用、蛋白的改性提供一定的参考。在实验的基础上,发表了与论文相关的学术论文5篇,全被SCI收录。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 在传统的食品加工中,通常采用加热的方法来杀灭食品中的腐败微生物和致病微生物。然而,加热通常会给食品带来一系列不利影响,如热敏性营养物质的破坏、挥发性风味物质的损失、天然色泽和质构的改变等。近年来,国际上相继出现了一系列新的非热食品杀菌技术,如高压、高压脉冲电场、强磁脉冲、脉冲强光、超声波、高能射线、膜分离和和活性包装等技术。在所有的非热食品杀菌技术中,高压脉冲电场技术倍受重视,其应用和研究也十分广泛。它是一种非热食品杀菌技术。是以较高的电场强度（10-50kV/cm）、较短的脉冲宽度（0-100μs）和较高的脉冲频率（0-2000Hz）对液体、半固体食品进行处理。它能杀死有害和致病微生物、钝化酶类,但对食品的营养成分、色泽、风味损害较小,因而能最大限度地保存食品的营养价值和新鲜度,适合于所有能够流动的含固体和不含固体颗粒的液体和半固体食品的杀菌,并且可以方便地组成连续杀菌和无菌灌装的生产线。如果该技术能在国内在实验室的基础上,进一步的中试,工业生产级推广应用,这将开发了一类新型加工食品,将为食品工业带来不可估量的前景和利益。