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2023營養(yǎng)健康食品產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇會圓滿結(jié)束,本次峰會中河南農(nóng)業(yè)大學(xué)宋蓮軍教授對蒸汽爆破技術(shù)在食品加工副產(chǎn)物中的應(yīng)用作出精彩報告?,F(xiàn)對宋蓮軍教授的報告內(nèi)容進行解讀。
在報告中,宋蓮軍教授對蒸汽爆破技術(shù)的概念、原理、影響因素等做了相關(guān)概述,并對蒸汽爆破技術(shù)在食品加工副產(chǎn)物、膳食纖維、豆渣膳食纖維中的應(yīng)用情況,及處理后對產(chǎn)物理化性質(zhì)的改變進行了說明。
01蒸汽爆破技術(shù)概述
蒸汽爆破是利用蒸汽瞬間釋放原理實現(xiàn)的爆炸過程對原料進行預(yù)處理的技術(shù),是一種綠色環(huán)保、高效、低能耗、經(jīng)濟的新型熱加工技術(shù)。
蒸汽爆破技術(shù)是指將原料封閉于高溫高壓的條件下,以蒸汽分子作為介質(zhì),過熱的飽和水蒸汽在較高壓力的作用下強制進入食品原料,并填滿細胞孔隙,保溫保壓一段時間后,將滲入原料組織內(nèi)部的蒸汽分子瞬間釋放(0.00875s以內(nèi))。原料體積會迅速膨脹,細胞“爆破”,瞬間打破原料的微觀結(jié)構(gòu),使細胞變成多孔結(jié)構(gòu)。在此過程中,一些大分子物質(zhì)會轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)。
蒸汽爆破處理技術(shù)主要分為兩個過程:氣相的蒸煮過程和蒸汽降壓爆破過程。影響汽爆處理效果的因素包括汽爆壓強、保壓時間及原料本身的特性(蛋白質(zhì)含量、水分含量、PH等)。
02蒸汽爆破技術(shù)在不同行業(yè)中的應(yīng)用
蒸汽爆破處理技術(shù)在食品工業(yè)中具有廣泛的用途,可以用作食品組分改性、農(nóng)副產(chǎn)品加工及副產(chǎn)物增值、對食藥材進行加工等,促進食品副產(chǎn)物加工中生物活性成分的提取和生物活性成分功能特性的提高。
促進多酚、黃酮類物質(zhì)的提取
蒸汽爆破技術(shù)可以破壞細胞壁的纖維結(jié)構(gòu),改變細胞壁的組成,增加其比表面積及溶劑的可達性,有利于游離酚類物質(zhì)的溶出。
促進油脂的提取
蒸汽爆破技術(shù)可以改變油料種子完整、規(guī)則、緊湊的結(jié)構(gòu),使其表面產(chǎn)生裂縫,降低其傳質(zhì)阻力,提高產(chǎn)油率。
對膳食纖維進行改性
膳食纖維按溶解性的不同可分為可溶性膳食纖維(SDF)和不可溶性膳食纖維(IDF)。其中可溶性膳食纖維含量≥10%可以最大限度地發(fā)揮其良好的加工特性、生理活性和保健功能。蒸汽爆破處理打破物料致密的機械結(jié)構(gòu),使組織變得松散,促進了可溶性膳食纖維的溶出,進而提高可溶性膳食纖維的含量,同時增加膳食纖維的持水力、持油力和膨脹力,提高膳食纖維的生物活性。
對動物源副產(chǎn)物的改性處理
大多數(shù)動物源性加工副產(chǎn)物不易降解,需要用化學(xué)試劑預(yù)處理,這種預(yù)處理方法反應(yīng)時間長,產(chǎn)生的廢液量大,污染環(huán)境??紤]到社會效益和經(jīng)濟效益,蒸汽爆破以高效環(huán)保的優(yōu)勢在動物食品加工預(yù)處理的應(yīng)用中具有良好的前景。如可以使提取的牛骨膠原肽具有良好的鈣結(jié)合能力和成骨細胞增殖活性。
03蒸汽爆破在豆渣膳食纖維中的應(yīng)用探究
探究背景及優(yōu)化方向
豆渣是生產(chǎn)豆制品的副產(chǎn)品,營養(yǎng)豐富,含有15.2~33.4%的蛋白質(zhì),42.4~58.1%的膳食纖維,8.3~10.9%的脂質(zhì)和0.1%的大豆異黃酮。但大多數(shù)豆渣由于變質(zhì)、風味不佳等因素,多被用作飼料或丟棄,利用率低。采用蒸汽爆破輔助酶解法制備豆渣可溶性膳食纖維,豆渣可溶性膳食纖維的提取率比汽爆前提高3.09倍。
探究結(jié)論
蒸汽爆破使得可溶性膳食纖維(SDF)結(jié)構(gòu)松散,或不可溶性膳食纖維(IDF)降解為分子量較小的可溶性膳食纖維(SDF),從而暴露出更多的親水基團,使得持水力、膨脹力等理化指標增加;同時使得SDF干預(yù)后的菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,增加了腸道菌群的α多樣性和β多樣性,增加了變形菌門、乳桿菌屬的相對豐度,降低了埃希菌屬和變形菌屬的相對豐度。
蒸汽爆破技術(shù)以其綠色、高效、低能耗等優(yōu)點在食品領(lǐng)域逐步受到關(guān)注。未來可針對以下方向繼續(xù)展開探究:評價材料中有效成分在蒸汽爆炸過程中的物理和化學(xué)變化;探究適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的加工工藝,提高蒸汽爆破制備的膳食纖維等在食品領(lǐng)域的應(yīng)用;蒸汽爆破技術(shù)與多種處理手段聯(lián)合運用,并探究是否存在協(xié)調(diào)作用,及對物料安全性及綜合利用性等方面的影響。