「三味书屋」将新鲜完全保留下来冷链新科技——抗冻蛋白

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2019年08月14日

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  原题目:「三味书屋」将新颖完全保留下来冷链新科技——抗冻卵白

  导语:活鱼颠末抗冻卵白处置后急速冷冻,解冻后惊讶地活了过来。珍珠粉圆、鸡蛋、牛奶、香蕉、肉品与带鱼冷冻后还原成原样。

  我们糊口中都有过经验,将买回来的肉类或水产物放冰箱冷冻,要吃时将其解冻再来烹煮。可是我们城市发觉,解冻后的肉品或水产物,城市流出不明的血水或汁液,这是由于冷冻时已将其细胞膜刺破,颠末冷冻成块,我们没发觉异状。比及解冻时,融化的细胞血水,就流出来了。此时肉品与水产就没冷冻前的新颖及好味道。领会缘由后,很多发财国度都不竭在研究若何保鲜,发了然各类保鲜手艺,如空间电场设备活化水分子手艺、 低温高压保鲜手艺、细胞活存手艺等,都是相当优良的保鲜手艺。但为何财产并未普及呢?此次要来自成本考虑。购买设备后的处置成本,加在商品成本上,能否可以或许被市场接管呢?

  我们已经与水产大型渠道商商谈,这些渠道商都说产物很好,也确实可以或许保鲜,也成心愿引进。但当领会到投资成本后,纷纷打了退堂鼓,都说我们卖鱼卖肉,都是一公斤几毛钱的胜负,投资成本摊提后,每公斤要加上几块钱,会让我们没有合作力的,况且对买家而言,有血水流出是常识,冷冻商品都是如许的,这是现况。因而,保鲜手艺若何能将成本降到最低,让买家情愿接管,这才是保鲜手艺得以推广的环节。很欢快的是,我们终究发觉这个奥秘。

  食物中有细胞质(细胞内的液体)与细胞间质(细胞与细胞之间的液体),此中具有着卵白质、糖、无机盐等物质,细胞质比细胞间质的浓度要大。当外界温度降低到细胞间质的冰点时,细胞间质中就会发生大量藐小的冰晶;当温度持续下降达到细胞质的冰点时,细胞质中也会发生冰晶。因为细胞质和细胞间质发生冰晶的时间先后分歧及两者浓度上的差别,发生的冰晶数量也远远分歧,由此发生必然的压力差,当压力差达到必然程度时,就会粉碎细胞膜,在细胞膜上构成很多足以使养分物质自在收支的通道。

  而食物解冻时,细胞质内的大量养分物质,就会通过这些通道流失,(常规冻结的食物在解冻时,解冻水会有大量泡沫,这些泡沫就是养分物质),使得食物的保鲜期、养分价值及鲜度大大降低。

  抗冻卵白的定义

  不冻卵白质(抗冻卵白)(Antifreeze proteins,AFPs)或叫冰布局卵白(ice structuring proteins,ISPs)是指一类由某些脊椎动物、动物、真菌和细菌发生的多肽。这些多肽能包管这些物种在零下温度情况下保存。AFP连系到小的冰晶上,阻遏冰的结晶化和晶体的发展,否则,将会对那些生命物种是致命的。越来越多的证据表白,AFP与哺乳动物细胞膜彼此感化,庇护细胞膜不会被冻坏。

  不像普遍利用的汽车抗冻剂、乙二醇,AFP对冰点的降低不和浓度成反比,它们不是按照线性纪律起感化。如许,就能使它们在相当于其他消融的溶质的1/500~1/300的浓度,而起到防冻剂的感化。这将使它们对渗入压的影响降至最小。AFP获得这种不凡的能力,归因于它们在特定的冰晶概况上的连系能力。

  目前已发觉的抗冻卵白来自南极鱼科及北部鳕鱼体内,分为五类。另在高冷动物、真菌菇类、海冰微生物及虫豸中皆斩获。

  人们认为AFP抑止冰晶的发展,是靠一种吸附—抑止机制。它们被吸附到冰的非底平面,从而,从热力学角度晦气于冰的发展。

  冷冻冷藏食物运输过程中,冰晶的构成与增大会粉碎物品的布局,是形成主要成分流失、产物变质的主因。抗冻卵白可连系在冰晶的概况,让冰晶不会扩大,能无效抑止冰晶构成,提高冷冻冷藏品的质量。

  通过试验证明,食物中发生的冰结晶的大小、分布环境与通过最大冰结晶生成区相关。在越短的时间内通过最大冰晶生成区,细胞膜所遭到的压力差就越小,细胞就越不会被粉碎。常规冻结的一个较着错误谬误就在于冻结时间过长,通过最大冰晶生成区的时间比力长,因而无法避免地在细胞膜表里发生不服衡压力差,粉碎细胞膜,导致解冻后的养分成分流失。“液体急速冷冻”与一般的冷冻分歧,它不是用凉风来冷冻食材,而是用酒精夹杂冷冻液来急速冷冻。这个手艺以-35~-30℃的酒精夹杂冷冻液作为前言,将食材浸泡此中快速降温。液体的热传导率比空气快上30倍,因而能快速降温、让食材在短时间进入冻结形态。

  手艺特征阐发

  抗冻卵白晶冻生物液,由特殊的碳水化合物构成,构成通明生物溶液可在产物概况构成特殊庇护膜。

  其分子量小,容易进入细胞内,阐扬其奇特庇护 细胞膜的功能,能提高细胞抗冻能力。

  无效庇护生物分子布局不被冰结晶粉碎,保留产物鲜度,供给全养分价值。

  在低温下(-50~-18℃)杀菌结果阐扬极致,可消弭异味。

  抑止收缩,防止脱水,削减产物解冻后体液流失。

  优良的耐冷冻性,可防止脂肪含量氧化,抑止冰晶构成。

  能够抑止因冷冻而发生的组织或卵白量变性。

  能连结食物弹性,不变色泽,耽误产物的保鲜期。

  以往抗冻卵白次要是从天然鱼体中萃取纯化,必需共同渔业、季候、天气、产地等要素,不只来历不不变、数量少,且须颠末多重纯化手续,导致代价十分高贵。学术用的抗冻卵白1克以至高达40万元新台币。而台湾地域以遗传工程体例,在基因条理即改良其抗冻效能,并以平安级和食物级,微生物宿主排泄出产于菌体外,用好菌大量出产好的卵白质,简化制程且不受季候、地区之限制,具有省时、省钱与省工的劣势。

  抗冻卵白使用的层面十分普遍,包含冷冻食物、水畜产物和生医范畴等。冷冻食物如冰淇淋、冷冻肉品、冷冻丸子、冷冻面团等,都能达到添加口感及提高质量的结果。水畜产物如冷冻鱼虾蟹、牡蛎、蛤蛎等,则可耽误储藏刻日,颠末长时间的冷冻储藏仍是能够连结新颖的口感。此外,台湾的虱目鱼常因冷害而有多量死伤,在鱼饲料里添加抗冻卵白,可降低冷害伤亡。在生医方面,如血浆冷藏保留、精卵细胞储存和器官移植等皆可使用。除以上使用项目外,其他冷冻素材都能够开辟其配方,达到提拔质量及耽误保留期结果。

  一项比来的成功的贸易测验考试,是将AFP引入到冰淇淋和酸奶产物中。这个成分被标示为冰布局卵白(Ice Structuring Proteins,ISP)曾经获得FDA(美国食物和药物监管局)的核准。该冰布局卵白分手自鱼类、而且在酵母中大规模复制。ISP在颠末一些当真的试验后,曾经核准能够被人类所消费,按照已知的AFP的汗青耗损量,能够平安的得出结论:AFP的功能性质,不会对人体形成任何毒理性或过敏性影响。

  比来,结合利华公司曾经把AFP放到一些美国产物里,包罗一些冰棒和一个新系列的Breyers品牌的轻双搅雪糕(Light Double Churned ice cream bars)。在雪糕(冰淇淋)中AFP在加较少添加剂的环境下,使之发生很是滑腻 、密实和低脂的结果。

  目前发觉的抗冻卵白能够通过降低系统冰点、改变冰晶形态、抑止冰晶发展来防止低温勒迫对生物体形成危险,提高生物体对低温的顺应能力。现已在鱼类、虫豸和动物中发觉并分手出具有抗冻能力的卵白质,而且把动物或动物或动动物融合的抗冻卵白相关基因转入到受体植株,植株的抗寒能力均有所提高,农作物的产量也随之添加。

  抗冻卵白的研究起首出此刻鱼类和虫豸中,后来扩大到微生物、动物和动物中。

  1964年,最早从黄粉甲幼虫中发觉的抗冻卵白,1992年,Griffith等从冬黑麦(Secale cereale)叶片质外体中获得,并部门纯化了一种颠末低温处置,能够忍耐细胞外结冰的卵白,通过扫描电镜显示,冷驯化的冬黑麦通过构成这种卵白,仅在细胞间隙中构成冰就使其能够忍耐低温,这种卵白润色了一般卵白质冰晶的发展模式和抑止低温时水分流失,是在动物平分离纯化的第一种抗冻卵白。

  目前,在鱼类中曾经发觉了5品种型的抗冻卵白即抗冻糖卵白、抗冻卵白Ⅰ、抗冻卵白Ⅱ、抗冻卵白Ⅲ、抗冻卵白Ⅳ。抗冻糖卵白次要是由丙氨酸-丙氨酸-苏氨酸的三肽单元串联反复而成。

  抗冻卵白具有的效应

  热滞效应是指抗冻卵白与冰晶连系,导致低于其熔点的水溶液的非均衡凝固点下降。1个大气压下,纯水在0℃时冻结,因为细胞液中各类溶质的具有,其在-4~-3℃凝固,而在抗冻卵白具有的环境下,细胞液的凝固点进一步降低,从而在必然程度上避免了动物中冰晶的构成,提高了动物的抗寒能力。抗冻卵白在降低冷冻温度方面比任何其他已知的溶质分子无效500倍。当温度降低到必然值时,冰结晶起头构成小的冰分子,因为范德华力、疏水彼此感化及氢键感化,在冰核的概况会吸附抗冻卵白分子,抗冻卵白分子会抑止冰晶分子的发展并且同时降低冰点,使冰晶不克不及堆积增大,称为并再结晶抑止。

  近年来,抗冻卵白在农业、医学、冷食物储藏加工和水产养殖等方面使用越来越普遍。如在农业方面,通过种植导入抗冻卵白基因的农作物,农作物抗寒程度大大添加,从而农作物的种植时间变长,种植地区变广,同时收成之后农作物的储存时间也能够耽误。在医学方面,抗冻卵白的发觉能够更好地保留血液、器官、胚胎、肝脏及精子和卵子,大大提高了低温保留中的质量。在冷食物储藏加工方面,抗冻卵白在冷冻面团馒头质量的改善、冷鲜肉和冰淇淋等加工和保鲜的过程中起到了很大的感化,在低温前提下会阻遏冰渣的发生,添加肉类和冰淇淋的口感,但迄今为止,还没有可用的材料来演讲毒性或挑战这些“新型”食物成分的平安性。研究发觉,化学阳离子化的抗冻卵白Ⅲ保留与天然抗冻卵白Ⅲ雷同的重结晶抑止活性,在零度以下的温度对卵白质布局没有间接的负面影响。因而,化学阳离子化可能为开辟更强大的抗冻卵白供给前提,能够作为弥补冷冻庇护剂在临床相关细胞的冷冻保留中使用。

  抗冻卵白的研究正在继续,热滞效应和抑止冰晶重结晶的感化机理都未完全领会,此中抗寒动物遭到冷勒迫当前,大量的抗冻卵白在胞内累积,这些抗冻卵白是若何遭到调控而表达出来的,至今未知。抗冻卵白在研究的范畴中,正好像婴儿,有着无限成长的空间与遥想,在因人类生齿成长所需食物供应贸易市场中,更将会是一个庞大好处。

  抗冻卵白在冷链商品的具体使用案例

  晶冻生物液具有多国专利及美国FDA认证,根据各类分歧产物的特征,制造出适合各品项的生物液,使其在进行降温保鲜的过程中,无缺的庇护细胞膜,让鲜度与养分在解冻后还原至原有的情况。

  低温晶冻机组

  低温快速晶冻机组,同时具有两岸的专利庇护。生物体细胞在低温下的冰晶形态,使用低温、超低温手艺和新发现专利的天然物质萃取生物液(晶冻生物液),对被冻结保鲜的海鲜、肉类、面包、生果类等等。用立异的冻结曲线,在晶冻生物液中间接冻结保鲜。按照品种与物体的大小,在6~15分钟、15~30分钟内完成,表此刻被冻保鲜的食物内的细胞膜未被冻裂,处在生物体的晶冻形态下,再经冷冻冷藏连结质量的新鲜,故称为低温晶冻手艺,是食物保鲜范畴国际领先的立异科技。

  把需处置的产物经抗冻卵白(大隐生技的专利生物液)快速浸泡后,放入塑料袋经真空包装机塑封后,再放入大隐专利的液态快速晶冻机组,大约20分钟(以产物1,000克)后,产物核心温度可达-18℃,即可放入一般-25~-18℃的冷冻库,整个流程即完成。

  在水产范畴的使用

  近年来此手艺已被在马来西亚、印尼与菲律宾等国度的大型出口水产商使用于生鲜保留的办事,也同时取得了美国FDA的查验及格证。经该项手艺处置后的大虾,水产商经解冻后,均可传播鼓吹以现捞海鲜出售,2017年起头,也在两岸同时起动办事做预备。

  在生果财产的使用

  新颖生果在0℃时,香味与果肉布局就会被粉碎,正好像啤酒与红酒一样。使用抗冻卵白的冰晶冷冻专利手艺,经解冻后,可使的生果的香味与布局不被粉碎,而还原至原有的情况,香蕉也不会变黑,存放的时间均在二年以上。但在生果使用上,必需是果肉的部门,而无法带皮处置(如香蕉、芒果等)。此项手艺已使用在台湾地域的冷冻生果商。

  在肉成品行业的使用

  分体包装肉品经冷冻后,总不如现杀温体的鲜度与口感,经冰晶冷冻手艺处置后,因细胞膜的无缺保留、没被粉碎,使其质量保留着原有的鲜度,肉品不因持久的冷冻而降低质量。此项手艺已使用在台湾地域某大型鸡肉商。

  在奶成品方面的使用

  牛奶经冷冻还原后,不会发生油水分手的现象,在目前的手艺上只要-196℃的液态氮能实现。通过生物液科技冰晶冷冻手艺处置后,即可在一般的冷冻库保留处置。

  在珍珠粉圆与芋圆方面的使用

  珍珠、芋圆等颠末熟化后,经冰晶冷冻处置,放入一般-25℃和-18℃冷冻库,可存放2年而口感不变,食用时只需微波解冻即可食用,其口感有如新颖刚煮的珍珠、芋圆。此项手艺已使用在某大型手摇饮品商。

  在水饺、汤圆行业的使用

  冷冻的水饺、汤圆,放的时间长了,面皮总会起头龟裂,利用抗冻卵白手艺,可防止龟裂发生,并同时会让产物的质量还原至好像刚包好的饺子一般。

  抗冻卵白因成本低廉,出产制程简单,无须投入太多设备成本,最主要的是,加上抗冻手艺后的成本,对于原商品成本,添加微乎其微。如许的手艺普及后,将会倾覆冷链的保鲜手艺,让冷链食物平安获得保障,让企业的冷链商品保留更久,让老苍生能吃到新颖又平安的食物,这将发生一个新商机,对冷链企业而言,绝对是合作力。

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