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上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司

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保圣質(zhì)構(gòu)儀助力探究電磁場對凝膠冷凍特性影響

閱讀:370      發(fā)布時間:2025-4-18
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   研究背景

電磁4.16.png



冷凍是食品長期儲存的重要方式,,但會對食品品質(zhì)產(chǎn)生機(jī)械損傷,、凍融濃縮等不良影響。電場和磁場輔助冷凍技術(shù)因能減少冷凍損傷受關(guān)注,,不過其效果和機(jī)制尚不明晰,。本研究采用單一明膠凝膠食品模型,利用保圣質(zhì)構(gòu)儀等設(shè)備,,探究電場,、磁場及二者聯(lián)用對凝膠冷凍特性的影響。

 

   實驗方法

1. 樣品制備:將8%w/w)的明膠粉與去離子水混合,,經(jīng)攪拌,、加熱、冷卻后倒入特定模具,,在4℃冰箱老化成凝膠,。

2. 冷凍處理:使用特制的磁電耦合裝置,對凝膠樣品分別進(jìn)行10mT靜磁場輔助冷凍(MF),、5kV/cm靜電場輔助冷凍(EF),、10mT靜磁場與5kV/cm靜電場聯(lián)用輔助冷凍(EMF),并設(shè)無電磁場輔助冷凍為對照(C),。冷凍中用熱電偶記錄溫度變化,,每組樣品重復(fù)8次。

3. 保圣質(zhì)構(gòu)儀的應(yīng)用:實驗中使用保圣質(zhì)構(gòu)儀(Bosin Tech, TA-XTC-18)對凝膠進(jìn)行檢測,。在檢測凝膠強(qiáng)度時,,它配備TA/0.5圓柱形探頭(直徑12.7mm),以2mm/s,、0.5mm/s,、2mm/s的穿刺速度,4mm的穿刺深度進(jìn)行測試,,通過力-距離曲線計算凝膠強(qiáng)度,,該儀器測試精準(zhǔn)、重復(fù)性好,,能穩(wěn)定輸出可靠數(shù)據(jù),。在進(jìn)行質(zhì)地剖面分析(TPA)時,保圣質(zhì)構(gòu)儀使用TA/36R圓柱形探頭(直徑35mm),,以3mm/s0.5mm/s,、0.5mm/s的壓縮速度,,10%的壓縮比和0.03N的觸發(fā)力,對樣品進(jìn)行兩次往復(fù)壓縮,,從而獲取硬度,、彈性,、內(nèi)聚性等質(zhì)地指標(biāo)。

4. 其他檢測方法:用差示掃描量熱儀(DSC)測定凝膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,、結(jié)晶溫度和熔化焓,;通過低場核磁共振(LF-NMR)和磁共振成像(MRI)分析水分分布;采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和熒光發(fā)射光譜分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),;借助光學(xué)顯微鏡觀察冰晶形態(tài),;運用倒置熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡檢測微觀結(jié)構(gòu)。

 

實驗結(jié)果

電磁4.16結(jié)果.png



1. 冷凍參數(shù):EF,、MFEMF處理均顯著降低了凝膠樣品的成核溫度,,EMF處理使總冷凍時間縮短10.5%,平均冷凍速率提高11.7%,,EFEMF處理顯著縮短了相變時間,,其中EMF處理相變時間縮短17.2%

2. 水分狀態(tài):LF-NMRMRI結(jié)果表明,,EFEMF處理減少了樣品解凍后自由水的形成,,改善了水分分布,而MF處理效果不明顯,。

3. 保圣質(zhì)構(gòu)儀檢測結(jié)果:保圣質(zhì)構(gòu)儀檢測顯示,,冷凍解凍后凝膠強(qiáng)度和硬度顯著降低,但EMF處理的樣品凝膠強(qiáng)度顯著高于對照組,,且其硬度與未冷凍樣品差異不顯著,,MFEF處理組與對照組在質(zhì)地指標(biāo)上無顯著差異,表明EMF能有效減輕冷凍對凝膠質(zhì)地的損傷,,體現(xiàn)了保圣質(zhì)構(gòu)儀在精準(zhǔn)檢測質(zhì)地差異方面的優(yōu)勢,。

4. 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu):FTIR和熒光光譜分析表明,EMFEF處理能更好地維持蛋白質(zhì)的二級和三級結(jié)構(gòu),。

5. 冰晶與微觀結(jié)構(gòu):EMF處理的樣品冰晶面積比對照組減少49.28%,,且冰晶分布更均勻。倒置熒光顯微鏡和掃描電子顯微鏡顯示,,EFEMF處理的樣品凝膠結(jié)構(gòu)保存較好,,而對照組和MF處理組結(jié)構(gòu)損傷嚴(yán)重。

 

綜上所述,,電場和磁場單獨或聯(lián)用輔助冷凍對凝膠冷凍特性有顯著影響,,。保圣質(zhì)構(gòu)儀憑借其高精度,、高穩(wěn)定性和良好的重復(fù)性,,在檢測凝膠質(zhì)地變化、評估冷凍效果中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,為研究電磁場輔助冷凍技術(shù)提供了重要的數(shù)據(jù)支持,。 


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