Planteafledte antifryseproteiner
\nPlanteafledte antifryseproteiner (AFP'er) er funktionelle proteiner, der produceres af planter for at beskytte deres celler mod frysning, n\u00e5r det ydre milj\u00f8 \u00e6ndrer sig. AFP'er er fordelt forskelligt i forskellige planter, og de har alle en vis antifryseaktivitet, som er en generel betegnelse for en gruppe proteiner, der har evnen til at forbedre plantecellers antifryseaktivitet.
\nAFP'er har tre egenskaber, nemlig termisk hystereseaktivitet (THA), \u00e6ndring af iskrystallers v\u00e6kstmorfologi og h\u00e6mning af iskrystallers omkrystallisering. Planteafledte AFP'er har lavere termisk hystereseaktivitet end fiske- og insektafledte AFP'er, men st\u00e6rkere evne til at h\u00e6mme omkrystallisering af iskrystaller. Derfor antages det, at den vigtigste vej for planteafledte AFP'er til at regulere frysebestandighed er at h\u00e6mme v\u00e6ksten af ekstracellul\u00e6re iskrystaller og h\u00e6mme isrekrystallisering.
\nVed at h\u00e6mme omkrystalliseringen af iskrystaller i opl\u00f8sning kan planteafledte AFP'er reducere den mekaniske skade for\u00e5rsaget af udsving i omgivelsestemperaturen under nul og h\u00e6mme kvalitetsforringelsen af f\u00f8devarer p\u00e5 grund af gentagen frysning og opt\u00f8ning under k\u00f8leprocessen, hvilket g\u00f8r dem mere velegnede til tils\u00e6tning til nedk\u00f8lede f\u00f8devarer end andre kilder til AFP'er.
\nKarakterisering af antifryseproteiner
\n2.1 Termisk hystereseaktivitet (THA) Frysepunktet for en generel opl\u00f8sning (f.eks. NaCl, saccharoseopl\u00f8sning osv.) er den temperatur, hvor damptrykkene i de faste og flydende faser er i ligev\u00e6gt, og derfor skal frysepunktet v\u00e6re lig med smeltepunktet. Da AFP'er kun p\u00e5virker isningsprocessen og n\u00e6ppe p\u00e5virker smelteprocessen, hvilket g\u00f8r frysepunktet lavere end smeltepunktet, kaldes forskellen mellem dets frysepunkt og smeltepunkt den termiske hystereseforskel, og denne aktivitet af AFP'er kaldes THA.
\n2.2 \u00c6ndring af iskrystalv\u00e6kstmorfologisk effekt ved lave temperaturer, iskrystaller p\u00e5 grund af AFP'ernes indflydelse, hvilket f\u00e5r v\u00e6ksten af iskrystalmorfologi til at \u00e6ndre sig fra den normale iskrystal af flad rund type v\u00e6kst til sekskantet prismatisk kegle. Med koncentrationen af AFP'er og forl\u00e6ngelsen af tiden har iskrystallernes morfologi en tendens til at v\u00e6re n\u00e5lelignende.
\n2.3 H\u00e6mmer omkrystallisering af iskrystaller i opl\u00f8sningen ved frysetemperatur, de sm\u00e5 iskrystaller i opl\u00f8sningen forsvandt gradvist og samlede sig til store iskrystaller, hvilket for\u00e5rsagede skade p\u00e5 produktets organisationsstruktur. Opl\u00f8sningen med AFP'er kan h\u00e6mme omkrystalliseringen af iskrystaller og g\u00f8re de sm\u00e5 iskrystaller j\u00e6vnt fordelt.
\nAnvendelse af planteafledte AFP'er p\u00e5 f\u00f8devareomr\u00e5det
\nFrysning er et af de vigtigste trin i k\u00f8lek\u00e6detransporten af f\u00f8devarer, og k\u00f8ling er en almindeligt anvendt opbevaringsmetode inden for f\u00f8devareomr\u00e5det. Det er meget sandsynligt, at der vil forekomme temperatursvingninger i k\u00f8lek\u00e6detransporten af f\u00f8devarer, hvilket resulterer i f\u00f8devarernes fryse-t\u00f8-cyklus. Derfor er det uundg\u00e5eligt, at der opst\u00e5r et f\u00e6nomen med omkrystallisering af iskrystaller, som igen for\u00e5rsager skade p\u00e5 cellev\u00e6vet, hvilket f\u00f8rer til \u00e6ndringer i f\u00f8devarernes fysisk-kemiske egenskaber og v\u00e6vsmorfologi.
\nSamtidig vil omkrystalliseringsf\u00e6nomenet af vand ogs\u00e5 f\u00f8re til \u00e6ndringer i cellernes indre komponenter, proteindenaturering, stivelsesregenerering og andre f\u00e6nomener. Planteafledte AFP'er som tils\u00e6tningsstoffer til frosne f\u00f8devarer kan effektivt forbedre kvaliteten af frosne f\u00f8devarer.
\n3.1 Anvendelse i is Dannelsen og omkrystalliseringen af iskrystaller i frosne, s\u00f8de mejeriprodukter spiller en afg\u00f8rende rolle for produkternes kvalitet. Dannelsesprocessen af iskrystaller bestemmer v\u00e6ksten af iskrystaller under h\u00e6rdning og opbevaring af frosne mejeriprodukter og p\u00e5virker de sensoriske kvaliteter s\u00e5som isens cremede tilstand, ruhed og hydrering, h\u00e5rdhed og den iskolde mundf\u00f8lelse osv. og omkrystallisering bestemmer stabiliteten af isens tekstur og struktur efter hele fryseprocessen.
\nTils\u00e6tning af AFP'er kan mekanisk kontrollere st\u00f8rrelsen af iskrystalkerner, h\u00e6mme v\u00e6ksten af iskrystaller i saccharoseopl\u00f8sning og forbedre stabiliteten under statiske opbevaringsforhold.
\nLillford et al. ekstraherede AFP'er fra vinterhvedegr\u00e6s og tilsatte dem til is og observerede gennem eksperimentelle unders\u00f8gelser, at den gennemsnitlige st\u00f8rrelse af iskrystaller kunne bringes til at falde, n\u00e5r koncentrationen af AFP'er n\u00e5ede 0,05% ~ 0,1%.
\nRegand et al. tilsatte vinterhvedegr\u00e6s-AFP'er til is og observerede, at vinterhvedegr\u00e6s-AFP'er viste betydelige antifryseegenskaber, n\u00e5r 0,003% r\u00e5protein blev tilsat ved hj\u00e6lp af lysfeltmikroskopi.
\nSensorisk evaluering af is efter en m\u00e5neds opbevaring ved lav temperatur (-18 \u00b0C) viste, at isen fra blankgruppen ved -18 \u00b0C og svingende forhold (-20 \u00b0C~-10 \u00b0C) var meget ru, og iskrystallerne i isen var i form af flager, mens isen med tils\u00e6tning af vintergr\u00e6s-AFP'er havde en glat tekstur, og iskrystallerne var fine og homogene, hvilket bekr\u00e6ftede, at isen med tils\u00e6tning af vintergr\u00e6s-AFP'er var i stand til at \u00e6ndre iskrystallernes v\u00e6kstmorfologi og h\u00e6mmede omkrystallisering.
\nDesuden blev aktiviteten af vintergr\u00e6s-AFP'er verificeret ved varmebehandling, og aktiviteten af vintergr\u00e6s-AFP'er blev ikke p\u00e5virket af pasteurisering, og aktivitetseffekten af vintergr\u00e6s-AFP'er n\u00e5ede ligev\u00e6gt ved et tils\u00e6tningsniveau p\u00e5 0,13%.
\nZhang et al. ekstraherede AFP'er fra kold tam havre og modificerede is med 0,1% AFP'er, som \u00f8gede glasovergangstemperaturen fra -29,14 \u2103 til -27,74 \u2103, forbedrede isens smeltemodstand og effektivt h\u00e6mmede dens omkrystallisering. Tils\u00e6tningen af planteafledte AFP'er afb\u00f8dede skaderne p\u00e5 is for\u00e5rsaget af frysning og temperatursvingninger, hvilket resulterede i et frossent f\u00f8devareprodukt med h\u00f8j kvalitet og smag.
\n3.2 Anvendelse i frossen dej Stivelse er et uundv\u00e6rligt forarbejdningsr\u00e5materiale i mange former for f\u00f8devareforarbejdning, og anvendelsen af planteafledte AFP'er i frossen dej er relativt stor.
\nPlanteafledte AFP'er kan regulere m\u00e6ngden af krystallinsk vand, der udf\u00e6ldes fra dejen, s\u00e5 vandet og gluten i dejen kan bevares i tilstanden f\u00f8r frysning, og dermed vil dejens gelstabilitet, porest\u00f8rrelsen og ensartetheden af den fermenterede dej og dejens tekstur og aroma efter modning ikke blive forringet.
\nJia Chunli et al. tilf\u00f8jede Ligustrum officinale AFP'er til hvedestivelse for at unders\u00f8ge stivelsesgelens stabilitet efter frysning og opt\u00f8ning og fandt, at med stigningen i koncentrationen af Ligustrum officinale AFP'er blev udf\u00e6ldningshastigheden for frysning og opt\u00f8ning af stivelse og det frysbare vandindhold reduceret betydeligt, og \u00e6ndringen af gelens ultrastruktur gjorde, at stigningen i stivelsesporest\u00f8rrelsen blev h\u00e6mmet, og stivelsens homogenitet blev forbedret, og stigningen i gelens h\u00e5rdhed og faldet i gelens elasticitet blev forsinket, hvilket forbedrede gelens tekstur efter frysning og opt\u00f8ning.
\nKontogiorgos et al. isolerede en slags varmestabile AFP'er fra vinterhvedegr\u00e6s og tilsatte dem til dejen og fandt, at glutenstrukturen i blank dej blev \u00e6ndret, n\u00e5r den blev opbevaret under temperaturudsving (-20 \u00b0C til -10 \u00b0C) i 30 dage, mens omkrystallisering af iskrystaller blev reduceret i dejen med tils\u00e6tning af 0,1% vinterhvedegr\u00e6s-AFP'er, og dejens glutennetstruktur var mindre og ensartet i form.
\nDerudover tilsatte Liu Mei et al. gulerods-AFP'er til dejen og fandt, at tils\u00e6tningen af gulerods-AFP'er reducerede stigningen i vandindholdet i dejen under fryse-t\u00f8-cyklussen, d\u00e6mpede skaden p\u00e5 opbevaringsegenskaberne og ultrastrukturen i den frosne dej for\u00e5rsaget af fryse-t\u00f8-cyklussen og dermed forbedrede dejens karakteristiske volumen og teksturelle egenskaber efter modning.
\nXia Lu et al. brugte AFP'er udvundet af vinterhvedeklid som tils\u00e6tningsstof til at tilberede hurtigfrosne suppedumplings ved 1%, 2%, 2,5% og 3% tils\u00e6tninger i forhold til glutin\u00f8st rismel, og de eksperimentelle resultater viste, at 2,5% AFP-tils\u00e6tninger forbedrede kvaliteten af dumplings betydeligt, og de kogte dumplings havde et glat udseende, god elasticitet og klar og gennemsigtig bouillon.
\n3.3 Anvendelse i friske frugter Frosne frugter har et h\u00f8jt vandindhold og er tilb\u00f8jelige til safttab og bl\u00f8d deformation under frysning og nedk\u00f8ling. Alginat og vinterhvede AFP'er blandet i friske jordb\u00e6r, derefter frosset med flydende nitrogen, efter opt\u00f8ning for at bestemme dens celleaktivitet og safttabshastighed, viser resultaterne, at AFP'er forbedrer jordb\u00e6rs frysemodstand betydeligt og kan bevare sin oprindelige form og tekstur af selve frugten for at opretholde frugtens sensoriske og smag.
\nRui et al. brugte vakuumimpr\u00e6gneringsmetoden til at reagere b\u00f8nneblade med AFP'er i en lukket opbevaringstank, og efter en kort tid med vakuumtryk og atmosf\u00e6risk trykgenvindingsproces var AFP'erne i direkte kontakt med porerne i b\u00f8nneblade for at undg\u00e5 skader p\u00e5 bladv\u00e6vet og for at reducere tabet af bladsaft.
\nMikrostrukturanalysen viste, at iskrystallerne i b\u00f8nneblade var sm\u00e5. Frostbeskyttelse af friske frugter og gr\u00f8ntsager fokuserer p\u00e5, om cellemorfologien er intakt efter frysning, og om cellelevedygtigheden af forfrossen v\u00e6v eksisterer, og anvendeligheden af forskellige AFP'er inden for frostbeskyttelse af frugt og gr\u00f8ntsager til cellul\u00e6re f\u00f8devarer af frugt og gr\u00f8ntsager har ogs\u00e5 brug for yderligere forskning.
\nKonklusion og fremtidsudsigter
\nProduktionen af AFP'er i planter er en kompleks proces, og eksistensen af planteafledte AFP'er er t\u00e6t forbundet med planternes v\u00e6kstresistens. \u00c6ndringer i det ydre milj\u00f8 vil direkte p\u00e5virke koncentrationen af planteafledte AFP'er, og faktorer som kemisk induktion vil ogs\u00e5 stimulere produktionen af AFP'er i planter, blandt hvilke f\u00f8devareomr\u00e5det for det meste anvender kloning eller transgen rute for at opn\u00e5 planteafledte AFP'er.
\nPlanteafledte AFP'er kan h\u00e6mme omkrystallisering under frysning og kryokonservering og reducere den ern\u00e6ringsm\u00e6ssige og kvalitetsm\u00e6ssige forringelse for\u00e5rsaget af str\u00f8mmen af juice under opt\u00f8ning. Derudover er planteafledte AFP'er ikke-toksiske, og deres tils\u00e6tning til en r\u00e6kke f\u00f8devareprodukter vil ikke have negative virkninger, og deres funktionelle egenskaber er ikke forbundet med nogen giftige proteiner, s\u00e5 unders\u00f8gelsen af planteafledte AFP'er i den fremtidige anvendelse af f\u00f8devareomr\u00e5det er meget lovende.
\nI \u00f8jeblikket har forskning i AFP's mekanisme afsl\u00f8ret en ny retning for frostv\u00e6sketeknologi i f\u00f8devarer og har ogs\u00e5 givet et teoretisk grundlag for produktionspraksis. Planteafledte AFP'er er dog stadig begr\u00e6nsede i deres anvendelse i stor skala, hovedsageligt p\u00e5 grund af den lille m\u00e6ngde AFP'er, der udvindes fra planter, hvilket forhindrer produktion i stor skala, og de h\u00f8je omkostninger og den d\u00e5rlige reproducerbarhed af syntetiske AFP'er.
\nDerfor er det vigtigt at bruge egenskaberne ved planteafledte AFP'er, s\u00e5som relativ molekylmasse, isoelektrisk punkt, termohysteretisk aktivitet og dets antifrysningsmekanisme, til at udvikle effektive separations- og oprensningsmetoder til anvendelse i stor skala og til at finde de optimale betingelser for anvendelse af planteafledte AFP'er i forskellige typer f\u00f8devarer, som kan yde beskyttelse til produktion, transport og opbevaring af f\u00f8devarer i den kolde k\u00e6de. I mellemtiden vil anvendelse af genteknologi til at overf\u00f8re antifrysegener fra planter til modtagerceller for at opn\u00e5 et stort antal molekyler med antifryseaktivitet ogs\u00e5 v\u00e6re en ny retning for os i anvendelsen af planteafledte AFP'er i f\u00f8devarer.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
What are the characteristics of the action of antifreeze proteins of plant origin and their application in food? Plant-derived antifreeze proteins Plant-derived antifreeze proteins (AFPs) are functional proteins produced by plants to protect their cells from freezing when the external environment changes.AFPs are distributed differently in different plants, and all of them have certain antifreeze […]<\/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