Die Fachgruppe Feipeng der Meisteruniversität von Minanan veröffentlichte in der Zeitschrift "Food Chemistry" (IF = 9,8) einen Artikel mit dem Titel "Studie über die hohe Viskosität und gelanfällige Eigenschaften von Glycin-amidiertem Pektin und seine regulatorische Rolle bei der Gefriere-Auftaustabilität von Meeresbass-Surimi", der hauptsächlich die physiochemischen Eigenschaften von Gly-Pe, das durch die Ultra-Cryogene-Enzyme-Methode (-5 ° C) hergestellt wurde, und seinen Schutzmechanismus bei der Zelostabilität von Meeresbassen untersucht. Mit der enzymatischen Modifikation als Einstiegspunkt charakterisierte das System strukturelle Veränderungen von Gly-Pe (wie die Flexibilitätsverstärkung der Molekülkette, die Zerstörung der Kristallstruktur) und bewertete seine ausgezeichneten Eigenschaften, die unter sauren, niedrigen Schnittbedingungen bis zu 1000-mal so viskös sind wie der Primärglue (Na-Pe), sowie die regulierende Wirkung auf die Fischieliometrie im Gefrierschmelzungszyklus. Die Kerninnovation besteht darin, dass Gly-Pe eine selektive Strukturumstrukturierung ermöglicht, die die statische Tragfähigkeit durch das Opfer einer teilweise dynamischen Steifigkeit erhöht und die theoretische Grundlage für die Entwicklung neuer natürlicher Gefrierschutzmittel bietet.
I. Forschungshintergrund
Natürliches Fruchtgel hat aufgrund seiner molekularen Strukturbeschränkungen unzureichende funktionelle Eigenschaften, z. B.: Hochmethoxy-Fruchtgel benötigt hohe Säure und hohen Zucker, um Gel zu werden, und seine Lösungsviskizität ist relativ niedrig, was die Anwendung in hochviskozen Lebensmittelsystemen einschränkt. Chemische Modifikationen wie die Aminierung können diese Mängel verbessern, aber oft unter anspruchsvollen Bedingungen. Daher wurden milde enzymatische Modifikationen zum Trend. Darüber hinaus kann die Gefrierlagerung die Proteinnetzwerksstruktur von Fischseliaten erheblich beschädigen, was zu einer Weichung der Gelstärke und der Textur führt. Traditionelle Gefrierschützmittel wie Montanol oder Phosphate benötigen häufig hohe Konzentrationen und beeinflussen den Geschmack. Diese Studie basiert auf der doppelten Eigenschaft des amidierten Gels, das sowohl die Intermolekularkraft als auch die Molekülkettenflexibilität erhöht, unter der Annahme, dass es durch adaptive Strukturanpassung unter Gefrierschmelzungsdruck eine einzigartige Schutzwirkung erzielen kann, die sich von herkömmlichen Schutzmitteln unterscheidet.
II. Forschungsmethoden
Herstellung und Charakterisierung von Glycinamidated Gel
Die Studie bereitete Gly-Pe mit einer verbesserten Ultra-Hypothemperatur (-5 ° C) Enzyme-Methode, mit Papaya Protease als Katalysator, die Aminierungsreaktion unter L-Cysteinhydrat und EDTA-Aktivierung erfolgreich erhielt Gly-Pe mit einer Verzweigungsrate von 12,77%. Eine umfassende Charakterisierung der Struktur von natürlichen und amidierten Fruchtgels wurde durch verschiedene Techniken wie HNMR, 13CNMR, FTIR, XPS und XRD durchgeführt.
Dynamische Viskositätsmessung von natürlichen und glycinamidierten Fruchtgels
Es wird durch unterschiedliche Bedingungen abhängig verhalten (pH, Lösungskonzentration, Ca2+、 Die behandelte natürliche Gel- und Aminosäureamid-Gel-Lösung wird in einem 60 ° C-Wasserbad gelegt und 20 Minuten mit Magnetkraft gerührt, bis sie gelöst ist. Zur Kontrolle des pH-Wertes werden bei Bedarf 3 Mol/L NaOH oder HCl hinzugefügt. Kalzium wird durch Zugabe von CaCl2 eingeführt und der pH nach Zugabe von Kalzium angepasst, um sicherzustellen, dass er während des gesamten Prozesses stabil bleibt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur verwendenRH-20 Fluoreometer (Shanghai Baoshan Industrial Development Co., Ltd., Shanghai, China)Die Messung der dynamischen Viskosität der Probe bei unterschiedlichen Drehzahlen erfolgt mit dem Gerät, das die Viskosität unter dynamischen Bedingungen mittels einer Rotationsspindel messen kann.
Beurteilung von Fischproben
Die Fluorenzeigenschaften der Fische werden mit einem Fluoreometer für Frequenz- und Temperaturabtastungen bestimmt, um das Energiespeichermodul (G') und das Verlustmodul (G'') zu erhalten. Darüber hinaus wurden die strukturellen Eigenschaften (Elastizität, Inpolymerität, Kaufähigkeit, Klebstoff), Wasserretention (WHC) und Wärmewasserverlust des Fischels ermittelt.
Ergebnisse und Diskussionen (Teil)
Die Ergebnisse der RH20-Fluorenmessung zeigen, dass sowohl die Na-Pe- als auch die Gly-Pe-Lösung ein schneidverdünntes Flüssigkeitsverhalten aufweist, aber Gly-Pe zeigt unter allen Testbedingungen eine deutlich erhöhte Viskosität, die sogar das 1000-fache der Viskosität von Na-Pe unter bestimmten vorteilhaften Bedingungen (pH-Konzentrationen von 3,6%, niedrige Schnittgeschwindigkeit) erreicht hat. Diese Verbesserung ist auf die Einführung von Amingruppen zurückzuführen, die durch die Verbesserung der Wasserstoffbindung und der Hydrophobie eine stabilere und engere molekulare Netzwerkstruktur fördern und Gly-Pe in der Lage versetzen, eine moderate Viskosität ohne Abhängigkeit von Ca2+ zu erhalten, was den Anwendungsbereich erweitert.
Abbildung 1. Die Viskosität von Na-Pe und Gly-Pe ändert sich mit den Bedingungen. A und B: pH-abhängiges Verhalten; C und D: Lösungskonzentrationsabhängiges Verhalten; E und F: Ca 2 + Konzentration abhängiges Verhalten; G und H: Temperaturabhängiges Verhalten.
Gly-Pe-S zeigt einen einzigartigen Schutzmechanismus der "selektiven Strukturumstrukturierung" bei Fisch-Elien-Anwendungen. Obwohl das vom Fluoreometer gemessene Energiespeichermodul (G') mit der Zunahme des Gefrierschmelzungszyklus leicht abnimmt (was auf eine verringerte dynamische Steifigkeit hindeutet), ist diese Veränderung ein Zeichen einer "weichen Gleichgewichtsanpassung" des Netzwerks. In den Makrostruktur-Tests (statische Stärke der Großdeformation) erreichte Gly-Pe-S nach vier Gefrierschmelzungen eine Kau- und Klebstoffretention von 340% bzw. 385%, weit über die Kontrollgruppe und Na-Pe-S. Diese ausgezeichnete Tragfähigkeit beruht auf der geordneten räumlichen Heterostruktur von Gly-Pe, die sich beim Gefrierschmelzen bildet (Synergie dichter Trägerbereiche und entspannter Pufferbereiche). Diese Optimierung ist jedoch mit einer starken Verringerung der Feuchtigkeitshaltung (WHC) verbunden (von 95,22% auf 80,61%), was als ein "Opfer-Gewinn"-Kompensationsmechanismus interpretiert wird: das Opfer der Wasserspeicherkapazität im Gegenzug für verbesserte mechanische Stabilität und Spannungsübertragungseigenschaften.
IV. Schlussfolgerungen
Diese Studie hat bestätigt, dass das Glycinamidated-Gel, das durch die Ultra-Cryotemperatur-Enzyme-Methode hergestellt wurde, eine gute Adhesivität und Geleigenschaften hat, die die Viskosität unter bestimmten Bedingungen um das tausendfache erhöhen können. Noch wichtiger ist, dass es eine bessere schützende Rolle bei der Stabilität des Fischschlüsens zeigt, dessen Mechanismus in der "selektiven Strukturumstrukturierung" besteht, die durch die Optimierung des steifen und weichen Gleichgewichts der Netzwerkstruktur eine teilweise dynamische Steifigkeit und Feuchtigkeitshaltung aufopfert, aber im Gegensatz zu einer ausgezeichneten statischen Tragfähigkeit (d. h. Kaufähigkeit und Klebstoff). Obwohl die Verringerung der Wasserretention eine der Einschränkungen ihrer Anwendung ist, eröffnet die Studie neue Wege für die Entwicklung neuer natürlicher Lebensmittelzutaten, die durch adaptive Strukturanpassungen zum Gefrierschutz beitragen, unter Verwendung von polyamidierten Zuckern.