近日，中國農業科學院農產品加工研究所果蔬加工制造與營養健康創新團隊通過調節果膠HG結構域酰胺化程度探究了不同交聯強度果膠凝膠下的冰晶生長行為。相關研究成果發表在國際知名學術期刊《Food Chemistry》（JCR一區，IF=8.8）上，加工所2019級博士生馮舒涵為論文第一作者，畢金峰研究員與易建勇研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院農產品加工研究所創新工程院所重點任務（CAAS-ASTIP-2022-IFST）及國家蘋果產業技術體系項目（CARS-27）的支持。
冰晶生長行為是影響凍干產品孔隙結構的重要決定因素之一，在宏觀層面上決定了凍干產品在咀嚼過程中產生的力學波動和聲學特性。目前，凍干食品凝膠產品關注度日益上升，并逐步應用于食品3D打印、質構品質調控、復合重組產品制造等多個領域。然而，目前不同交聯強度的凝膠網絡對凍干預凍階段冰晶生長行為的具體影響還尚未可知。
本研究以蘋果果膠為基礎，通過調節果膠HG結構域酰胺化程度獲得具有不同交聯強度的酸誘導凝膠，并在相同的溫度條件下進行預凍，以探究不同交聯強度的凝膠網絡對冰晶生長行為的影響。結果表明，高度酰胺化的果膠表現出更快的凝膠化速率和更強的氫鍵誘導凝膠網絡。通過低溫掃描電子顯微鏡（cryo-SEM）觀察，發現在低酰胺化度的冷凍凝膠中有較小的冰晶體形成，表明較弱的交聯凝膠網絡可以更有效地抑制結晶進程。此外，研究還發現物料內部水分升華后，具有高交聯性的凍干凝膠支架強度表現出較少的孔隙數量、較高的孔隙率、較小的比表面積和較大的機械性能。以上研究有望證實冷凍干燥多孔結構的微觀結構和力學性能可以通過改善多孔機制內多聚物的交聯強度實現有效調節。
該研究為凝膠網絡交聯強度對冰晶生長行為的影響研究提供了新的理論依據，為重組凍干果蔬產品微觀結構和質構特性的調控提供了新思路。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136758
日期：2024-02-18
冰晶生長行為是影響凍干產品孔隙結構的重要決定因素之一，在宏觀層面上決定了凍干產品在咀嚼過程中產生的力學波動和聲學特性。目前，凍干食品凝膠產品關注度日益上升，并逐步應用于食品3D打印、質構品質調控、復合重組產品制造等多個領域。然而，目前不同交聯強度的凝膠網絡對凍干預凍階段冰晶生長行為的具體影響還尚未可知。
本研究以蘋果果膠為基礎，通過調節果膠HG結構域酰胺化程度獲得具有不同交聯強度的酸誘導凝膠，并在相同的溫度條件下進行預凍，以探究不同交聯強度的凝膠網絡對冰晶生長行為的影響。結果表明，高度酰胺化的果膠表現出更快的凝膠化速率和更強的氫鍵誘導凝膠網絡。通過低溫掃描電子顯微鏡（cryo-SEM）觀察，發現在低酰胺化度的冷凍凝膠中有較小的冰晶體形成，表明較弱的交聯凝膠網絡可以更有效地抑制結晶進程。此外，研究還發現物料內部水分升華后，具有高交聯性的凍干凝膠支架強度表現出較少的孔隙數量、較高的孔隙率、較小的比表面積和較大的機械性能。以上研究有望證實冷凍干燥多孔結構的微觀結構和力學性能可以通過改善多孔機制內多聚物的交聯強度實現有效調節。
該研究為凝膠網絡交聯強度對冰晶生長行為的影響研究提供了新的理論依據，為重組凍干果蔬產品微觀結構和質構特性的調控提供了新思路。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136758
日期：2024-02-18
