Lavtemperatur-k\u00f8lek\u00e6deteknologi er et af de mest almindelige og effektive midler til langtidsopbevaring af f\u00f8devarer. V\u00e6ksten af iskrystaller og omkrystallisering for\u00e5rsaget af nedfrysning, opbevaring, transport og nedfrysning\/opt\u00f8ning af f\u00f8devarer i lavtemperatur-k\u00f8lek\u00e6den er de vigtigste begr\u00e6nsninger for produktkvaliteten. Gentagne temperatursvingninger f\u00e5r produkter til at lide under iskrystalv\u00e6kst, frysning og opt\u00f8ning og omkrystallisering, hvilket beskadiger celle- og v\u00e6vsstrukturer og dermed f\u00e5r produkter til at miste deres oprindelige kvalitet, hvilket f\u00f8rer til kvalitetsskader og enorme \u00f8konomiske tab, som i stigende grad bekymrer folk.<\/p>\n
Forskere inden for besl\u00e6gtede omr\u00e5der verden over st\u00e5r over for en alvorlig udfordring: hvordan man kontrollerer iskrystalv\u00e6kst og omkrystallisering, og hvordan man realiserer h\u00e6mningen af iskrystalv\u00e6kst i processen med lavtemperaturk\u00f8lek\u00e6den, som er n\u00f8glen til at sikre kvaliteten af mange f\u00f8devareprodukter.<\/p>\n
Introduktion af antifryseprotein<\/strong><\/p>\n Efter en lang periode med selektion i det naturlige milj\u00f8 producerer organismer i omr\u00e5der med h\u00f8je temperaturer og stor h\u00f8jde en slags aktivt protein, antifryseprotein (AFP), for at modst\u00e5 det kolde milj\u00f8.<\/p>\n Det vigtigste tr\u00e6k ved antifryseprotein er, at det kan adsorberes p\u00e5 overfladen af iskrystaller og dermed begr\u00e6nse v\u00e6ksten af iskrystaller, h\u00e6mme omkrystalliseringen af iskrystaller og \u00e6ndre iskrystallernes morfologi.<\/p>\n Sammen med opdagelsen af forskellige antifryseproteiner og uddybningen af forskningen er de to n\u00f8gleproblemer, der begr\u00e6nser forskningen i og anvendelsen af naturlige antifryseproteiner p\u00e5 f\u00f8devareomr\u00e5det, blevet mere og mere fremtr\u00e6dende:<\/strong> Kilder til antifryse-peptider<\/strong><\/p>\n Antifryseproteiner stammer hovedsageligt fra fisk, insekter, bakterier, planter og andre organismer, der dyrkes under ekstreme forhold som h\u00f8je temperaturer og stor h\u00f8jde.<\/p>\n Antifryseproteiner kan kategoriseres i fire grupper efter deres kilder: antifryseproteiner afledt af fisk, antifryseproteiner afledt af insekter, antifryseproteiner afledt af bakterier og antifryseproteiner afledt af planter; og efter deres aktiviteter kan de kategoriseres i: AFP I til IV, hyperaktiv-AFP og antifryseglykoproteiner.<\/p>\n Naturlige antifryseproteiner har et meget lavt indhold i organismer, h\u00f8je oprensningsomkostninger og stort tab af aktivitet under oprensning, hvilket begr\u00e6nser forskningen og anvendelsen af antifryseproteiner i stor skala. I mods\u00e6tning hertil opn\u00e5s antifrysepeptider hovedsageligt fra f\u00f8devareb\u00e5rne proteinkilder ved hydrolyse af specifikke enzymatiske steder, hvilket er kendetegnet ved kontrollerbar og effektiv fremstilling.<\/p>\n De nuv\u00e6rende rapporter om f\u00f8devareb\u00e5rne antifrysepeptider er for det meste fremstillet af spiselig gelatine eller biprodukter fra forarbejdning, s\u00e5som dyrehud og fiskesk\u00e6l.<\/p>\n Egenskaber ved antifryse-peptider<\/strong><\/p>\n 3.1 Termisk hysterese-aktivitet<\/strong> Unders\u00f8gelser har vist, at de antifryseaktive fragmenter af antifryseproteiner kun findes i lokaliserede specifikke polypeptidk\u00e6destrukturdom\u00e6ner, og at deres antifryseaktivitet ikke er det samlede protein i aktion.<\/p>\n Hong Jing og Wu Jinhong fandt ogs\u00e5 ud af, at frostsikre kollagenpeptider med specifikke aminosyrel\u00e6ngder og -strukturer var i stand til at binde sig til islaget gennem hydrogenbinding og derefter h\u00e6mme dannelsen af iskrystaller gennem hydrofobe interaktioner, hvilket indikerer, at Kelvin-effekten af frostsikre proteiner ogs\u00e5 g\u00e6lder for frostsikre peptider, som ogs\u00e5 er kendt som termisk hystereseaktivitet.<\/p>\n 3.2 Inhibering af omkrystallisation<\/strong> Antifrysepeptiders omkrystallisationsh\u00e6mmende effekt kan regulere iskrystaller og forhindre iskrystalaggregering, s\u00e5 iskrystallernes st\u00f8rrelse og form kan reguleres, og de dannede iskrystaller er fine og ensartede.<\/p>\n Under p\u00e5virkning af hydrogenbinding, hydrofobisk interaktion og van der Waals-kraft kan antifrysepeptidet regulere iskrystaller og reducere de mekaniske skader, som iskrystaller for\u00e5rsager p\u00e5 organismen.<\/p>\n 3.3 Beskyttelse af cellemembranen<\/strong> Anvendelse af antifryse-peptider i f\u00f8devareindustrien<\/strong><\/p>\n Med v\u00e6ksten i den globale handel og udvidelsen af produktions- og markedsf\u00f8ringsafstanden er eftersp\u00f8rgslen efter forarbejdede f\u00f8devarer i k\u00f8lek\u00e6den steget. Andelen af frosne f\u00f8devarer i f\u00f8devareindustrien vokser ogs\u00e5.<\/p>\n Som en ny klasse af f\u00f8devaretils\u00e6tningsstoffer kan antifrysepeptider effektivt reducere dannelsen af iskrystaller og omkrystallisering i f\u00f8devarer under k\u00f8lek\u00e6deprocessen og dermed forbedre kvaliteten af lavtemperaturf\u00f8devarer i k\u00f8lek\u00e6den.<\/p>\n 4.1 Is<\/strong> Det er velkendt, at der er en direkte og t\u00e6t sammenh\u00e6ng mellem iskrystallernes st\u00f8rrelse og graden af ruhed og\/eller dannelsen af iskrystalstruktur. Derfor skal der g\u00f8res en indsats for at reducere st\u00f8rrelsen af iskrystaller og forekomsten af omkrystallisering i isproduktionens formuleringer, forarbejdning, opbevaring og distributionsforhold, fordi b\u00e5de iskrystalst\u00f8rrelse og omkrystalliseringsdannelse har stor indflydelse p\u00e5 isens tekstur.<\/p>\n Wang Shaoyun og Damodaran et al. brugte kollagenhydrolyse til at sile isstrukturpeptid, det blev fundet, at denne type isstrukturpeptid kan reducere st\u00f8rrelsen p\u00e5 iskrystaller i isen betydeligt, og gennem det varme og kolde cyklussystem til at simulere temperatursvingningerne i k\u00f8lek\u00e6deprocessen blev det fundet, at denne type isstrukturpeptid kan h\u00e6mme iskrystallens omkrystallisering i is betydeligt.<\/p>\n 4.2 Probiotika<\/strong> Anti-frysepeptider kan forbedre den probiotiske fryseoverlevelsesrate, frysestabiliteten og opretholde bakteriecellernes metaboliske vitalitet betydeligt. Derudover kan antifrysepeptidet beskytte cellemembranen ved hydrogenbinding med cellemembranen for at reducere l\u00e6kagen af intracellul\u00e6re stoffer; p\u00e5 den anden side kan antifrysepeptidet komme ind i cellen for at reducere skaden p\u00e5 iskrystaller, der dannes i cellen under fryseprocessen.<\/p>\n 4.3 Frosset dej<\/strong> Blandt dem anvendte Wang Shaoyuns team fra Fuzhou University, Zhang Huis team fra Jiangnan University og Huang Weinings team med succes antifrysepeptid til frossen dej og frossen kartoffeldej. Efter tils\u00e6tning af antifrysepeptid var fermenteringstiden for frossen dej betydeligt kortere, og det specifikke volumen efter frysning var betydeligt h\u00f8jere end for kontrolgruppen. Desuden viste det sig, at den specifikke volumen af dampet br\u00f8d lavet af frossen dej med antifrysepeptid var betydeligt h\u00f8jere end for kontrolgruppen.<\/p>\n 4.4 Frosset k\u00f8d<\/strong> Gentagen nedfrysning og opt\u00f8ning p\u00e5virker prim\u00e6rt k\u00f8dets fugtindhold. Da fugt er indeholdt i og mellem muskelfibre, n\u00e5r fugt fryser, \u00f8ges koncentrationen af resterende opl\u00f8ste stoffer (proteiner, lipider, kulhydrater, mineraler og vitaminer), og iskrystaller vokser og omkrystalliserer under fryseprocessen og k\u00f8lek\u00e6den og forstyrrer derved homeostasen i det komplekse k\u00f8dsystem og beskadiger k\u00f8dets oprindelige organisation.<\/p>\n For at opsummere<\/strong><\/p>\n Tils\u00e6tning af frostv\u00e6ske er en effektiv m\u00e5de at reducere kvalitetsforringelsen af frosne f\u00f8devarer p\u00e5, og ny frostv\u00e6ske som f.eks. frostv\u00e6skepeptid, der erstatter den traditionelle kommercielle frostv\u00e6ske med h\u00f8jt sukker- og saltindhold, er en uundg\u00e5elig tendens med v\u00e6ksten i forbrugernes eftersp\u00f8rgsel efter livskvalitet og sunde f\u00f8devarer.<\/p>\n F\u00f8devareafledte antifrysepeptider med specifik peptidk\u00e6del\u00e6ngde og strukturel dom\u00e6nesammens\u00e6tning er en effektiv m\u00e5de at l\u00f8se problemet med begr\u00e6nset forskning i og anvendelse af naturlige antifryseproteiner.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Low-temperature cold chain technology is one of the most common and effective means of long-term food storage. The growth of ice crystals and recrystallization caused by freezing, storage, transportation and freezing\/thawing of food products in the low-temperature cold chain are the key constraints on product quality. Repeated fluctuations in temperature cause products to suffer from […]<\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46],"tags":[],"yoast_head":"\n
\n(1) M\u00e6ngden af antifryseproteiner, der opn\u00e5s ved naturlig isolering og rensning, er lille, og den meget begr\u00e6nsede m\u00e6ngde begr\u00e6nser udsigten til, at de kan anvendes i stor skala i f\u00f8devareindustrien;
\n(2) Mens forskere arbejder med transgen teknologi for at udvide produktionen af frostv\u00e6skeproteiner fra levende organismer, er sikkerheden ved genmodificerede frostv\u00e6skeproteiner i f\u00f8devarer blevet en f\u00e6lles bekymring for forbrugere, EU og den amerikanske f\u00f8devare- og l\u00e6gemiddelstyrelse (FDA).<\/p>\n
\nAntifryseproteiner kan specifikt s\u00e6nke en opl\u00f8snings frysepunkt uden at p\u00e5virke dens smeltepunkt, s\u00e5 forskellen mellem frysepunktet og smeltepunktet kaldes termisk hystereseaktivitet.<\/p>\n
\nN\u00e5r temperaturen er lavere end smeltepunktet, har iskrystaller en tendens til at samle sig, og omkrystalliseringseffekten er samlingen mellem iskrystaller og samlingen af sm\u00e5 iskrystaller for at danne store iskrystaller.<\/p>\n
\nN\u00e5r celler er i frossen eller underafk\u00f8let tilstand, vil de iskrystaller, der dannes i cellernes omgivende og indre milj\u00f8, for\u00e5rsage mekanisk skade p\u00e5 cellerne, og kuldestress vil fremkalde apoptose, hvilket vil fremskynde cellernes d\u00f8d. Hirano, Tatsuro og Davies rapporterede, at antifryseproteiner i fisk kan beskytte cellemembraner mod skader ved lave temperaturer.<\/p>\n
\nV\u00e6ksten af iskrystaller under k\u00f8leopbevaring er en af de st\u00f8rste udfordringer for producenter af frosne produkter som f.eks. is, fordi temperatursvingninger under opbevaring og h\u00e5ndtering kan fremme v\u00e6ksten af iskrystaller, hvilket kan p\u00e5virke isens smag og forringe produktets kvalitet.<\/p>\n
\nProbiotika er gavnlige bakterier, der ofte bruges i f\u00f8devareforarbejdning og er ogs\u00e5 vigtige b\u00e6rere i molekyl\u00e6rbiologi, strukturbiologi, mikrobiologi og forskning i infektionssygdomme. Kontinuerlig dyrkning af stammer i en lang periode er ikke kun tidskr\u00e6vende og arbejdskr\u00e6vende, men ogs\u00e5 upraktisk, og derfor bruges kryokonservering og fryset\u00f8rringsteknikker normalt i industrielle anvendelser og akademisk forskning.<\/p>\n
\nModerne fryseteknologi er et effektivt middel til at l\u00f8se problemerne med traditionelle basisf\u00f8devarer som f.eks. let aldring og kort holdbarhed. Som en ny type frostv\u00e6ske til f\u00f8devarer er der i de senere \u00e5r blevet rapporteret om frostv\u00e6skepeptider eller isstrukturerede peptider, der bruges til kryokonservering af frosne dejprodukter.<\/p>\n
\nMed en global k\u00f8deksport, der i \u00f8jeblikket udg\u00f8r mere end $13 mia. dollars, spiller fryseteknologi en afg\u00f8rende rolle for sikkerheden af de k\u00f8dprodukter, der leveres til verden. Men effekten af nedfrysning og opt\u00f8ning p\u00e5 k\u00f8dkvaliteten er stadig et stort problem.<\/p>\n