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植物源抗冻蛋白在食品中的应用

分类: 市场动态

2022-09-30 来源:食品原料供需服务
植物源抗冻蛋白(AFPs)是植物在外界环境发生改变时为保护细胞免受冻害而产生的一种功能性蛋白质。AFPs在不同植物体内的分布不同,它们都具有一定的抗冻活性。

  植物源抗冻蛋白(AFPs)是植物在外界环境发生改变时为保护细胞免受冻害而产生的一种功能性蛋白质。AFPs在不同植物体内的分布不同,它们都具有一定的抗冻活性。

 

  AFPs具有三种特性,分别是热滞活性、修饰冰晶生长形态效应和抑制冰晶再结晶。相对于鱼类、昆虫源AFPs,植物源AFPs热滞活性较低,但抑制冰晶再结晶能力较强,因此植物源AFPs调控抗冻性的主要途径是通过抑制胞外冰晶的生长及抑制冰的再结晶。

 

  植物源AFPs通过抑制溶液中冰晶的再结晶现象,减轻了因环境温度在零度以下附近波动产生的机械损伤,抑制在冷藏过程中食品因反复冻融造成的质量劣变,比其他来源的AFPs更适合添加到冷藏食品中。

 

  食品冷链在运输中极易发生温度波动现象,形成冷冻—解冻循环,因此不可避免地发生冰晶再结晶现象,进而对细胞组织造成破坏,导致食品理化性质、组织形态发生变化。

 

  同时,水的再结晶现象也会导致细胞内部组分发生改变、蛋白质变性、淀粉回生等现象。植物源AFPs作为冷冻食品添加剂,可以有效提高冷冻食品的品质。

 

  冷冻甜乳品冰晶的形成和再结晶对于产品的品质有着至关重要的作用,冰晶的形成过程决定冷冻乳品硬化和储存过程中冰晶的生长情况,影响冰激凌的乳脂状态、粗糙和水润程度、硬度、冰爽口感等感官品质;而再结晶决定了整个冷冻操作后冰激凌质地和结构的稳定性。

 

  通过添加AFPs可从机械角度控制冰晶冰核大小,抑制蔗糖溶液中的冰晶生长,改善静态储存条件下的稳定性。

 

  植物源AFPs在冷冻面团中的应用也较多。植物源AFPs可调节面团中结晶水析出的含量,使面团中的水和面筋保持冷冻前的状态,进而使得面团中的凝胶稳定性、发酵面团的孔洞大小和均匀度、熟制后面团的质构和香气等不发生劣变。

 

  速冻水果含水量高,在冷冻冷藏过程中易出现汁液流失、果实软烂变形等现象。将海藻糖与冬小麦AFPs混合注入新鲜草莓中,然后经液氮冷冻,在解冻之后测定其细胞活性和汁液损失率,结果表明AFPs显著提高了草莓的耐冻性,并且能够保留其原有的形态和水果本身的纹理形状,保持水果的感官与风味。

 

  植物体内产生AFPs是一个复杂的过程,其存在与植物的生长抗性密切相关,外界环境的改变会直接影响其浓度,同时化学诱导等因素也会刺激植物产生AFPs,其中食品领域多采用克隆或转基因的途径获取植物源AFPs。

 

  植物源AFPs不仅可抑制食品在冻结和冻藏过程中的再结晶现象,减少解冻时汁液流出造成的营养及品质的降低,而且无毒,在多种食品中添加不会产生负面影响,其功能特性与任何毒 性蛋白没有关联,预计未来在食品领域的应用前景非常广阔。

 

  目前,通过对AFPs作用机理的研究揭示了食品抗冻技术的新方向,同时也为生产实践提供了理论依据。然而,由于从植物体内提取的AFPs含量少,而人工合成成本高、可重复性差,因此其规模化应用仍受到较大限制。利用植物源AFPs的自身性质,如相对分子质量、等电点、热滞活性及其抗冻作用机制,开发大规模投入使用的高效分离纯化方法,并找到在各类食品中应用的条件,可为冷链食品生产、运输、贮藏提供保障。同时,利用基因技术,将植物体内的抗冻基因转入到受体细胞中,以期获得大量具有抗冻活性分子也将是植物源AFPs在食品应用领域的一个新方向。

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