POD和PG酶在高压脉冲电场中失活动力学研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:yanjiawei2005
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非热食品加工技术因为能最大限度保持食品的天然风味,正受到越来越多的关注,而其中最具发展前景的高压脉冲技术也成为研究的热点之一。在食品加工中通常用热处理来钝化食品中的酶活,近几年来,高压脉冲电场(PEF)作为在钝化酶活方面具有潜力的非热加工技术引起人们的普遍关注。本研究使用大连理工大学设计的高压脉冲系统,选取辣根过氧化物酶(POD)及聚半乳糖醛酸酶(PG)这两种热稳定性较高的酶为目标酶,水和醋酸缓冲液为介质,高压脉冲电场对其活力的影响,探讨PEF电场强度、作用时间与POD、PG酶活力变化的关系,并建立数学模型。1、首先进行PEF技术的非热力处理验证,试验结果表明,在流速10ml/min,场强达到20kV/cm,脉冲频率128Hz,脉冲宽度为17μs的脉冲条件下物料的温升为30℃,证明本套装置的高压脉冲电场处理过程为非热力处理。2、PEF处理可以钝化POD活力:方波条件下,脉冲宽度为17μs,PEF电场强度和脉冲数目均对POD酶失活有显著影响(P<0.01),随脉冲电场强度(10kV/cm~20 kV/cm)的增强和PEF作用时间的增加,POD酶活钝化效果都增强,当20kV/cm,80个脉冲数时,水(pH=6.4)中的POD酶失活达到最大,其残余相对活力降低到1.98%;20kV/cm,110个脉冲数,缓冲溶液(pH=5.6)中POD的残余相对活力降低到3.5%。3、PEF处理可以钝化PG活力:方波条件下,脉冲宽度为17μs,PEF电场强度和脉冲数目均对PG酶失活有显著影响(P<0.01),随脉冲电场强度(10kV/cm~20 kV/cm)的增强和PEF作用时间的增加,PG酶活钝化效果都增强,当20kV/cm,270个脉冲数时,水(pH=5.9)中的PG酶失活达到最大,其残余相对活力降低到0.14%;20kV/cm,110个脉冲数,缓冲溶液(pH=4.0)中PG活力下降到31.2%。4、一级动力学方程RA=e-KE·t,能够描述PEF作用时间与POD、PG酶失活的关系,相关系数R2分别大于0.98和0.93。存在有临界场强Ec,POD在水溶液中的Ec为0.019±0.0035 kV/cm,在缓冲溶液中的Ec为10.12±0.34 kV/cm;水溶液PG的临界场强Ec为9.11±0.24 kV/cm,缓冲液中PG的临界场强Ec为10.05±0.46 kV/cm。5、PEF电场强度E与方程RA=e(-KE·t)中常数KE的关系,可用指数方程表达,即KE=K0.1·e[ω·(E-Ec)],拟合所得的R2均大于0.98。6、方程RA=e-K0e[ω·(E-Ec)]·t,可用于描述PEF电场强度和作用时间两个因素共同作用下,POD、PG酶失活的情况。7、PEF处理可以降低胡萝卜汁中POD酶活力,电场强度为12.5kV/cm,脉冲数为20个时,POD活力下降到85.24%。
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