В статье, озаглавленной « Study on the high viscosity and gel - prone properties of glycine - amidated pectin and its regulatory role on the freeze - thaw stability of sea bass surimi», опубликованной в журнале Food Chemistry (IF = 9.8), в основном рассматриваются физико - химические свойства глицинированного пектина (Gly - PE), приготовленного методом гиперкриазы (- 5°C), и его механизм защиты стабильности при эрозии окуня. Исследуя ферментативную модификацию в качестве отправной точки, система характеризует структурные изменения Gly - Pe (например, усиление гибкости молекулярной цепи, разрушение кристаллической структуры) и оценивает его превосходные свойства с вязкостью до 1000 раз в первичном пектине (Na - Pe) в условиях кислотности и низкого сдвига, а также регуляцию структуры эрозии в цикле замораживания и таяния. Основная инновация заключается в том, что Gly - Pe повышает статическую несущую способность за счет частичной динамической жесткости и реализует селективную структурную реорганизацию, обеспечивая теоретическую основу для разработки новых природных средств защиты от холода.
I. Предыстория исследования
Природный пектин из - за своих молекулярных структурных ограничений имеет проблемы с недостаточными функциональными свойствами, например: высокометиленоксифруктовый клей требует высокого уровня кислоты и сахара для геля, в то время как его раствор имеет относительно низкую вязкость, что ограничивает его применение в высоковязких пищевых системах. Химическая модификация (например, аминирование) может улучшить эти дефекты, но часто в жестких условиях. Таким образом, умеренная ферментативная модификация становится тенденцией. Кроме того, замороженное хранение может серьезно повредить структуру белковой сети эрозионных продуктов, что приводит к размягчению прочности и текстуры геля. Традиционные средства защиты от холода (такие как сорбитол, фосфат) часто требуют высокой концентрации и влияют на вкус. Это исследование основано на двойной характеристике амидированного пектина, который одновременно усиливает межмолекулярное взаимодействие и повышает гибкость молекулярной цепи, предполагая, что он может достичь уникального защитного эффекта, отличного от традиционного защитного агента, путем адаптивной структурной перестройки под давлением замораживания и таяния.
II. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Подготовка и представление глицинамида пектина
Исследование проводилось с использованием улучшенного ферментативного метода сверхнизких температур (- 5°C) для приготовления Gly - Pe с использованием папайиного протеаза в качестве катализатора и амилирования при активации L - цистеином и EDTA, что позволило получить Gly - Pe с коэффициентом связывания 12,77%. Структура натурального и амидированного пектина была полностью представлена с использованием различных технологий, таких как HNMR, 13CNMR, FTIR, XPS и XRD.
Определение динамической вязкости натурального пектина и глицинамида
Будет проходить через различные условия зависимости поведения (pH, концентрация раствора, Ca2+、 Температура) Обработанные растворы натурального пектина и аминокислотного амидированного пектина помещаются в водяную ванну при температуре 60°C и магнитно перемешиваются в течение 20 минут до растворения. При необходимости добавляется 3 моль / л NaOH или HCl для управления pH. Кальций вводится путем добавления CaCl2 и корректируется pH после добавления кальция, чтобы убедиться, что он остается стабильным на протяжении всего процесса. После охлаждения до комнатной температуры, используйтеИнвертор RH - 20 (Shanghai Baosheng Industrial Development Co., Ltd., Шанхай, Китай)Динамическая вязкость образца измеряется на разных скоростях, и прибор измеряет вязкость в динамических условиях с помощью вращающегося шпинделя.
Оценка образцов рыб
Характеристики потока эрозии используют преобразователи для частотного сканирования и температурного сканирования, чтобы получить модуль накопления энергии (G ') и модуль потерь (G' '). Кроме того, были измерены качественные свойства эрозионного геля (эластичность, сцепляемость, жевательность, вязкость клея), водоудерживаемость (WHC) и скорость тепловой потери воды.
III. Итоги и обсуждение (часть)
Результаты, измеренные преобразователем Baose RH20, показывают, что растворы Na - Pe и Gly - Pe демонстрируют поведение разреженной жидкости при сдвиге, но Gly - Pe демонстрирует значительное увеличение вязкости во всех тестируемых условиях, при концентрации pH 3, 6% и низкой скорости сдвига вязкость даже в 1000 раз выше, чем Na - Pe. Это улучшение связано с введением амидных групп, которые способствуют более стабильной и плотной структуре молекулярной сети за счет усиления водородных связей и дренажа, а также позволяют Gly - Pe поддерживать умеренную вязкость без зависимости от Ca2 +, расширяя сферу применения.
Рисунок 1. Вязкость Na - Pe и Gly - Pe изменяется в зависимости от условий. A и B: pH - зависимое поведение; C и D: Зависимое поведение от концентрации раствора; E и F: Ca 2 + Зависимое от концентрации поведение; G и H: поведение, зависящее от температуры.
В применении в рыбьей эрозии Gly - Pe - S демонстрирует уникальный защитный механизм « селективной структурной реорганизации». Хотя модуль накопления энергии (G '), измеренный преобразователем, несколько снижается с увеличением цикла замораживания и таяния (что указывает на снижение динамической жесткости), это изменение является проявлением того, что сеть выполняет « жесткую балансировку». В макроскопических структурных тестах (статическая прочность при большой деформации) Gly - Pe - S после четырех замерзаний удерживает 340% жевательности и 385% вязкости клея, что намного превышает контрольные группы и Na - Pe - S, соответственно. Эта превосходная пропускная способность проистекает из упорядоченной пространственной гетерогенной структуры, сформированной Gly - Pe во время процесса замораживания (тесное взаимодействие между зоной переноса и рыхлой буферной зоной). Однако эта оптимизация сопровождается значительным снижением удерживающей силы воды (WHC) (с 95,22% до 80,61%), что интерпретируется как компромиссный механизм « жертвоприношения - усиления»: жертвовать емкостью хранения воды в обмен на улучшенную механическую стабильность и производительность переноса напряжений.
IV. ВЫВОДЫ
Это исследование подтверждает, что глицинамид - пектин, приготовленный методом сверхнизких температур, обладает лучшими адгезионными и гелевыми свойствами и может повышать вязкость в тысячи раз при определенных условиях. Что еще более важно, он демонстрирует лучшую защитную роль в стабильности замораживания эрозии, механизм которой заключается в « селективной структурной перестройке», оптимизируя жесткий и гибкий баланс сетевой структуры, за счет частичной динамической жесткости и сохранения влаги, но в обмен на отличную статическую несущую способность большой деформации (т. е. жевательность и вязкость клея). Хотя снижение водоудерживающей способности является одним из ограничений его применения, исследование открывает новые возможности для использования амидированных полисахаридов для разработки новых натуральных пищевых ингредиентов, которые обеспечивают защиту от холода посредством адаптивной структурной перестройки