Wie verändert sich das Eiweiß bei der Verarbeitung von Lebensmitteln?

Bei der Verarbeitung und Lagerung von Lebensmitteln werden diese gekühlt, erhitzt, getrocknet, fermentiert, bestrahlt, mit chemischen Reagenzien behandelt oder auf andere Weise behandelt, was unweigerlich zu physikalischen, chemischen und ernährungsphysiologischen Veränderungen der Proteine führt und gleichzeitig die Qualität des Produkts beeinträchtigt, so dass die Entwickler von Lebensmitteln mehr über die Auswirkungen der Prozesse auf die Proteine in Lebensmitteln wissen müssen.
Veränderungen bei der Wärmebehandlung
Die meisten eiweißhaltigen Lebensmittel werden durch Erhitzen sterilisiert, und die Wärmebehandlung ist diejenige, die den größten Einfluss auf die Proteine hat. Das Ausmaß der Wirkung hängt von Faktoren wie der Dauer der Wärmebehandlung, der Feuchtigkeit, der Temperatur und dem Vorhandensein oder Fehlen von Redoxsubstanzen ab. Die Wärmebehandlung beinhaltet chemische Reaktionen wie thermische Denaturierung, thermische Zersetzung, Aminosäureoxidation, Austausch zwischen Aminosäurebindungen und Bildung neuer Aminosäurebindungen.
Heizung auf den Nährwert von Lebensmitteln hat eine schädliche Seite, sondern hat auch eine günstige Seite, die meisten Lebensmittel-Proteine nur in einem engen Temperaturbereich zu zeigen, biologische Aktivität oder funktionelle Eigenschaften, die meisten Proteine erhitzt, um den Nährwert zu verbessern, in den entsprechenden Bedingungen Heizung, die Protein-Denaturierung erfolgt nach der ursprünglichen Peptid-Kette durch Hitze und Bruch, so dass die ursprüngliche gefaltet Teil der Peptid-Kette gelockert, so dass es anfällig für die Wirkung von Verdauungsenzymen, die Verbesserung der Verdaulichkeit und essentiellen Aminosäuren. Die Wirkung der Verdauungsenzyme, verbessern die Verdaulichkeit und Bioeffektivität der essentiellen Aminosäuren.
Moderate Wärmebehandlung kann auch einige Enzym-Inaktivierung, Enzym-Inaktivierung kann verhindern, dass die Lebensmittel aus der Herstellung von ungeeigneten Farbe, Textur, Geschmack Veränderungen und zur Verringerung der Gehalt an Cellulose, und um sicherzustellen, dass die Lebensmittel in der Aufbewahrungsfrist nicht in der Ranzigkeit, Textur Veränderungen und Verfärbungen auftreten.
Die meisten natürlichen Proteintoxine oder antinutritiven Faktoren in Pflanzenproteinen können durch Hitze denaturiert oder abgeschwächt werden. Proteaseinhibitoren, die in den Samen oder Blättern von Hülsenfrüchten enthalten sind, hemmen die proteinhydrolytischen Enzyme im Körper, was sich wiederum auf die Proteinverwertung und den Nährwert auswirkt. Leguminosen- und Ölsaaten können durch Rösten inaktiviert werden, und Sojamehl kann durch feuchte Wärmebehandlung mit exogenen Lektinen und Proteaseinhibitoren inaktiviert werden, um die Proteinverdaulichkeit zu verbessern. Viele Proteine, wie z. B. Sojaglobulin und Ovalbumin, sind nach einer moderaten Wärmebehandlung besser verdaulich.
Allerdings können bei übermäßiger Wärmebehandlung manchmal bestimmte ungünstige Reaktionen auftreten. Protein oder Protein Lebensmittel ohne Zugabe von anderen Stoffen im Falle der Wärmebehandlung, kann dazu führen, dass Aminosäure Desulfurierung, Deamidierung, Isomerisierung und andere chemische Veränderungen, und manchmal sogar durch die Produktion von toxischen Verbindungen begleitet; in den Prozess der Wärmebehandlung, Proteine werden auch mit den anderen Komponenten von Lebensmitteln, wie Zucker, Lipide, Schadstoffe und Lebensmittelzusatzstoffe und andere Reaktionen, was zu einer Vielzahl von günstigen und ungünstigen Veränderungen. Daher ist es von großer Bedeutung, bei der Lebensmittelverarbeitung geeignete Wärmebehandlungsbedingungen zu wählen, um den Nährwert der Proteine zu erhalten.
Veränderungen bei Niedrigtemperaturbehandlung
Die Lagerung von Lebensmitteln bei niedrigen Temperaturen kann das Wachstum von Mikroorganismen verzögern oder verhindern und die Aktivität von Enzymen und chemischen Reaktionen hemmen. Gemeinsame Tieftemperatur-Behandlung von Kühlung und Gefrieren, Kühlung ist es, die Temperatur etwas über dem Gefrierpunkt, Protein-Stabilität, mikrobielles Wachstum ist auch gehemmt zu steuern; Einfrieren ist es, die Temperatur unter dem Gefrierpunkt zu steuern, der Geschmack des Lebensmittels ist mehr oder weniger einige Schäden, aber wenn die Kontrolle ist gut, der Nährwert von Protein wird nicht sinken.
Fleisch Lebensmittel nach dem Einfrieren, Auftauen, Zellen und Zellmembranen zerstört werden, das Enzym freigesetzt wird, mit dem Anstieg der Temperatur Enzymaktivität, um den Abbau von Proteinen und Protein-Protein irreversible Bindung zu verbessern, statt Wasser-Protein-Bindung, so dass die Textur des Proteins ändert, Wasserretention ist auch reduziert, aber der Nährwert von Protein hat wenig Einfluss. Der Nährwert des Proteins wird jedoch kaum beeinträchtigt.
Die Denaturierung von Proteinen durch Gefrieren wird hauptsächlich durch Veränderungen in der Dispersionsdichte von Proteinplasmen verursacht. Durch das Absenken der Temperatur bilden sich allmählich Eiskristalle, so dass der Hydratationsfilm der Proteine geschwächt wird oder sogar verschwindet und die Proteinseitenketten freigelegt werden, und gleichzeitig werden durch die Extrusion der Eiskristalle Proteinplasmen eng miteinander verbunden, was zur Agglutination von Proteinplasmen und zur Ausfällung führt. Der Grad der Denaturierung von Proteinen unter Gefrierbedingungen hängt von der Gefriergeschwindigkeit ab. Im Allgemeinen gilt: Je schneller die Gefriergeschwindigkeit, desto kleiner die Eiskristalle, desto geringer der Extrusionseffekt und desto geringer der Denaturierungsgrad. Das Schnellgefrieren kann nach diesem Prinzip eingesetzt werden, um die Denaturierung von Proteinen zu vermeiden und den ursprünglichen Geschmack des Lebensmittels zu erhalten.
Veränderungen bei Dehydrierung
Der Zweck der Dehydratisierung von Lebensmitteln ist es, die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern, das Gewicht von Lebensmitteln zu reduzieren sowie die Stabilität zu erhöhen, aber zur gleichen Zeit wird es ungünstige Reaktionen auftreten, wenn das gesamte Wasser in der Proteinlösung entfernt wird, aufgrund von Protein-Protein-Wechselwirkungen, was zu einer großen Anzahl von Protein-Aggregation, vor allem bei hohen Temperaturen, um das Wasser zu entfernen wird dazu führen, dass Protein Löslichkeit und Oberflächenaktivität des Decrease. Die Auswirkung der Trocknungsbedingungen auf die Größe der Pulverpartikel sowie auf die Innen- und Oberflächenporosität verändert die Benetzbarkeit, Wasseraufnahme, Dispersion und Löslichkeit des Proteins. Die Trocknung ist in der Regel der letzte Prozess bei der Herstellung von Proteinzutaten, und die Auswirkungen der Trocknungsbehandlung auf die funktionellen Eigenschaften der Proteine sollten beachtet werden.
Es gibt viele in der Lebensmittelindustrie übliche Dehydratisierungsverfahren, und die verschiedenen Trocknungsmethoden führen zu unterschiedlich starken Proteinveränderungen:
(1) Traditionelle Trocknungsmethode. Um natürliche Warmlufttrocknung, Austrocknung von Fleisch, Fisch wird hart, Schrumpfung und schlechte Erholung, Kochen fühlen sich zäh und keine ursprünglichen Geschmack.
(2) Vakuumtrocknung. Diese Methode hat weniger Schäden an der Qualität des Fleisches, weil es keinen Sauerstoff, so dass die Oxidationsreaktion ist langsamer, bei niedrigen Temperaturen können auch nicht-enzymatische Bräunung und andere chemische Reaktionen zu reduzieren.
(3) Gefriertrocknung. Gefriertrocknung, wenn das Lebensmittel eingefroren ist, unter niedrigem Druck, so dass das Wasser durch direkte Sublimation von Eis entfernt wird. Gefriergetrocknete Lebensmittel können die ursprüngliche Form und Größe beibehalten, haben eine poröse Natur, hat eine bessere Erholung. Gefriertrocknung ist die beste Methode der Fleischtrocknung, aber immer noch einen Teil des Proteins Verschlechterung, Fleisch zäh, schlechte Wasserretention, aber seine essentiellen Säuregehalt und Verdaulichkeit und frisches Fleisch ist nicht viel Unterschied.
(4) Sprühtrocknung. Eier, Milch Dehydratisierung häufig verwendeten Sprühtrocknung Methode, die Flüssigkeit wird in Nebel in die sich schnell bewegende heiße Luft gesprüht werden, was in der nächsten körnigen, diese Methode der Protein-Schäden ist weniger.
(5) Drum Film Trocknung ist der Rohstoff auf der Oberfläche eines dampfbeheizten rotierenden Trommel, Dehydratisierung in einen Film, oft, weil es nicht einfach ist, die richtige Kontrolle und machen das Produkt leicht verbrannt Geschmack, die Löslichkeit von Proteinen ist auch reduziert.
Veränderungen bei der Bestrahlungsbehandlung
Die Methode der Bestrahlung zur Haltbarmachung von Lebensmitteln wurde von vielen Ländern übernommen, aber unterschiedliche Lebensmittel und unterschiedliche Zwecke der Bestrahlung erfordern unterschiedliche Bestrahlungsdosen. Hohe Dosen (10-50 kGy) können Fleisch oder Fleischprodukte sterilisieren; mittlere Dosen (1-10 kGy) können die Haltbarkeit von gekühltem frischem Fisch, Hühnern, Obst und Gemüse verlängern; und niedrige Dosen (<1 kGy) können die Keimung von Kartoffeln und Zwiebeln verhindern, die Reifung von Obst verzögern und Getreide, Erbsen und Gemüse abtöten. und Insekten in Getreide, Erbsen und Kidneybohnen abtöten.
Wenn eine Substanz ionisierende Strahlung absorbiert, bildet sie zunächst Ionen, die mit angeregten Molekülen reagieren, und die Ionen zersetzen sich oder reagieren mit benachbarten Molekülen, wodurch chemische Bindungen aufbrechen und freie Radikale entstehen, die sich miteinander verbinden oder in das Hauptmedium diffundieren können, um mit anderen Molekülen zu reagieren. Die Wirkung der Bestrahlung auf Proteine hängt auch vom Wassergehalt, Sauerstoff, pH-Wert, der Temperatur und der Bestrahlungsdosis usw. ab. Im Allgemeinen hat die Strahlung nur geringe Auswirkungen auf den Nährwert von Aminosäuren und Proteinen.
Veränderungen unter Alkalibehandlung
Das Konzentrieren, Trennen, Sprudeln, Emulgieren oder Verknüpfen von Proteinen in Lösung zu Fasern hängt oft von der Alkalibehandlung ab, und die Alkalibehandlung von Lebensmitteln, insbesondere wenn sie gleichzeitig mit einer Wärmebehandlung erfolgt, hat große Auswirkungen auf den Nährwert der Proteine.
Nach der Alkalibehandlung können Proteine zahlreiche Reaktionen durchlaufen, um eine Vielzahl neuer Aminosäuren zu erzeugen, wie z. B. solche, die zur Bildung von verschiedenen Lysylaminoalaninen, Lanolinothionin, Ornithin und inter- oder intramolekularen kovalenten Vernetzungsbindungen führen, die durch die Kondensation von Resten wie Lysin, Cystein oder Ornithin usw. mit Aminoacrylsäureresten entstehen.
Bei der alkalischen Wärmebehandlung werden auch die Aminosäurereste isomerisiert, vom L-Typ zum D-Typ, der Nährwert wird reduziert; gleichzeitig werden die funktionellen Eigenschaften der Proteine verändert, wie z. B. die Verwendung eines moderaten alkalischen pH-Werts, um die Dissoziation oligomerer Proteine zu fördern, und dann durch Sprühtrocknung von Natriumkaseinatsalz oder Sojaproteinsalz hergestellt, das einen hohen Grad an Löslichkeit aufweist und eine gute Wasseraufnahme und Oberflächeneigenschaften hat. Diese Depolymerisationsmethode kann zur Solubilisierung und Extraktion unlöslicher Pflanzenproteine, mikrobieller Proteine oder Fischproteine verwendet werden.
Veränderungen unter oxidativer Behandlung
Proteine kommen bei der Lebensmittelverarbeitung häufig mit Lipiden in Kontakt, und die Autooxidation von Lipiden erzeugt Hydroperoxidation, Peroxylradikale und Oxidationsprodukte, die Proteinseitenketten oxidieren und vernetzen können. Die Oxidationsreaktion von Proteinen führt zu einer Verringerung des Nährwerts von Proteinen und erzeugt sogar schädliche Substanzen.
Die Photooxidation schwefelhaltiger Aminosäuren kann unter aeroben und hellen Bedingungen leicht auftreten, vor allem, wenn das Lebensmittel auch natürliche Photosensibilisatoren enthält; in vielen Pflanzen sind Polyphenole enthalten, die unter neutralen oder alkalischen pH-Bedingungen leicht zu Chinonen oxidiert werden, und wenn sie mit Proteinen in Berührung kommen, kommt es zu einer Oxidation der Proteinreste; die Trocknung mit Heißluft und das Einblasen von Luft während des Fermentationsprozesses im Lebensmittel kann ebenfalls zur Oxidation von Aminosäuren führen.
Veränderungen bei mechanischer Behandlung
Mechanische Behandlungen haben einen großen Einfluss auf Proteine in Lebensmitteln, z. B. können ausreichend trocken gemahlene Proteinpulver oder -konzentrate kleine Partikel und große Oberflächen bilden, was ihre Wasseraufnahme, Proteolyse, Fettaufnahme und ihr Aufbrausen im Vergleich zu solchen, die nicht fein gemahlen wurden, verbessern kann, und mechanische Kräfte spielen auch eine wichtige Rolle beim Webprozess von Proteinen.
Proteinsuspensionen oder -lösungssysteme können starken Scherkräften ausgesetzt werden, die eine Aufspaltung von Proteinaggregaten in Untereinheiten bewirken, was die Emulgierung von Proteinen verbessern kann. Die Anwendung von Scherkräften an der Luftgrenzfläche führt in der Regel zur Denaturierung und Aggregation von Proteinen, und eine teilweise Denaturierung von Proteinen kann den Schaum stabiler machen.
Veränderungen unter enzymatischer Behandlung
Die enzymatische Behandlung ist der aktuelle Forschungsschwerpunkt der Proteinmodifizierung. Die Vorteile der Enzymbehandlung liegen in der schnellen enzymatischen Reaktionsgeschwindigkeit, den milden Bedingungen, der hohen Spezifität, der Nichtzerstörung oder Racemisierung von Aminosäuren, der vollständigen Erhaltung der Wirkstoffe in den Rohstoffen, dem Fehlen von Nebenprodukten und schädlichen Substanzen, der Umweltverschmutzung und dem kontrollierbaren Wirkungsprozess. Gegenwärtig gibt es bei der Enzymbehandlung die Enzymhydrolyse- und die Enzymsynthesemethode, wobei die erstere die Hauptmethode darstellt.
Enzymatische Behandlung ist die Verwendung von Protease Endozytose und Exozytose, den Abbau von Protein-Moleküle in Peptide und kleinere Aminosäure-Moleküle in den Prozess, die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts als das ursprüngliche Protein verändert hat. Die enzymatische Verarbeitung von Proteinen kann gezielt zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften der Proteinverarbeitung eingesetzt werden. Die wichtigsten Faktoren, die den enzymatischen Abbau beeinflussen, sind: Enzymeigenschaften, pH-Wert, Denaturierungsbereich von Proteinen, Substratkonzentration, Enzymkonzentration, Ionenkonzentration, Temperatur, Inhibitoren usw., von denen die Enzymeigenschaften die Schlüsselfaktoren sind, die den Ort und die Region der Peptidkette des enzymatischen Proteinabbaus beeinflussen.