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当玻璃态转变在食品加工中的应用

发布时间:2021-09-10 07:34:41 阅读: 来源:PET塑钢打包带厂家

玻璃态转变在食品加工中的应用

利用玻璃化转变温度这个重要的临界参数,结合水分含量、水分活度两个重要指标,可以判断、预测食品的货架寿命和贮藏期,帮助择定有效的食品加工与贮藏条件,确保食品系统贮藏质量、安全性和稳定性。

食品中的玻璃化转变研究是近十几年来食品科学中的研究热点,具有广阔的应用前景。

玻璃态转变是指非晶聚合物的力学性质随温度变化,出现玻璃态与高弹态之间的转变,对应的转变温度即为玻璃态转变温度(Tg)。

事实上,玻璃化转变并非是高聚物特有的现象,包括水和含水溶液在内的许多其他物质也呈现同样的玻璃化转变现象。

玻璃态转变在食品加工中的应用

玻璃态转变现象被誉为食品贮藏开辟了一条“崭新的、富有巨大潜力道路”。其“食品聚合物科学”就是“高聚物的转变与松弛”理论在食品加工和贮藏中的应用体现。借助这种结构———性质的关系理论,可以把食品的结构特性与其宏观性质联系起来,根据食品材料所处的状态(如含水量、温度等),来预测其在加工、贮存过程中的质量、安全性和稳定性。

玻璃态转变理论在食品中尤其是干制品和冷冻食品中的应用非常广泛。一方面,可以用玻璃态转变理论很好地解释食品加工与贮藏过程中的某些食品品质的变化。例如:某些方便食品的组织软化、面包老化、粉状时的风化和吸湿、冷冻食品的干缩等问题都可以用玻璃态转变来解释,食品贮藏过程中褐变、脂肪氧化、结晶等也和玻璃态转变有很大的关系。另一方面,用玻璃化转变温度(Tg)和水分活度(Aw)的关系,还可以预计食品的贮存实验后柄套不得松脱期及贮藏条件。

有科学家研究了玻璃化在部分食品中的应用,如淀粉的玻璃化相变的研究,玻璃化在冰淇淋中的应用,玻璃化在冷冻水果中的应用以及玻璃化在传统糯米中的应用。国外也有很多研究涉及玻璃化在食品中的应用,如J.McFetridge研究了高分子物质对冷冻红薯片玻璃化转变温度以及对冷冻红薯的贮藏稳定性的影响;又如,D.Torreggiani等人也研究了碳水化合物对冷冻草莓汁玻璃化转变温度以及贮藏稳定性的影响。

冷冻食品玻璃化贮藏的概况一般冷冻食品含水量较高,实现食品玻璃化保存只能借助于部分结晶的玻璃方法。冷冻过程中,随着济南实验机厂济南新时期试金仪器有限公司欢迎您来电咨询业务冰晶的不断析出,未冻溶液浓度不断提高,冰点逐渐降低,最后达到最大冻结浓缩状态,溶液中的剩余水分再不结晶,此时的玻璃化转变温度称为最大冻结浓缩液的玻璃化转变温度,用Tg’表示。一般冷冻食品中的玻璃化转变温度通常指的都是最大冷冻浓缩液的玻璃化转变温度。

由于存在冷冻浓缩现象,导致冷冻食品的未冻结部分贮存不稳定。在一般冻藏温度下(温度在玻璃化转变温度以上),意味着这部分被浓缩的基质仍处于高弹态,甚至黏流态,分子链段能自由运动,扩散系数比较大。这就是速冻果蔬制品在真锂研究首席分析师墨柯称冻藏时仍会发生褐变现象的原因之一。

另外,速冻意味着迅速越过最大冰晶生成带,冰晶生成量较少,冷冻浓缩程度较小,若贮藏温度高于Tg’,未冻结部分仍会出现冰晶体结构,并且随着时间的延长,冰晶体会不断长大,直至最大冷冻浓缩浓度为止。冰晶体的出现、长大,会破坏细胞结构,从而导致冻结食品的质构被破坏,品质下降。

总之,冷冻食品加工和贮藏中食品品质的变化最终都可以归结为食品物理状态之间的改变,水在其中起到了增塑剂的作用。处于Tg以下的玻璃态时,体系由于其黏度极高、自由体积份额很小而处于相对稳定状态;相反,处于Tg以上的橡胶态时,由于黏度的急剧降低,自由体积份额大大增大,一些受扩散控制的结构松弛过程变得十分活跃,体系相对不稳定。

目前,利用玻璃化转变在冷冻食品中的应用,较为成功的是在冰淇淋、速冻果蔬贮藏中。如:刘宝林等人研究了冰淇淋的玻璃化贮存,并得出冰淇淋的采取单片控制玻璃化贮存、运输能防止粗冰粒的形成,最大程度地保护冰淇淋原有的细腻口感的结论。笔者通过速冻猕猴桃、红薯的玻璃化贮存研究,通过参数优化,有效地延长了产品高质量冻藏的时间。

随着玻璃化转变理论研究的不断深入,玻璃化贮藏的应用也会越来越广泛,这为各类冷冻食品的高质量贮藏提供了一条新的途径。

转载自:食品伙伴

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