CN114451513B - 一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法 - Google Patents

一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Glu‑Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，包括：40～80mmol/L Glu‑Cys溶液流动浸泡待处理食品后，再采用脉冲强光照射；Glu和Cys的体积比为1:1；脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒。与单一的Glu‑Cys溶液浸泡处理、单一的脉冲强光技术处理相比，利用Glu‑Cys溶液浸泡耦合脉冲强光技术处理后的黑木耳，在降低内源性甲醛含量的同时，保持了黑木耳应有的外观和营养物质，是一种降解黑木耳中内源性甲醛行之有效的方法。

Description

一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法
技术领域
本发明属于食用菌安全加工技术领域，具体涉及一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法。
背景技术
真菌类食品中存在一定量的内源性甲醛，直接作用于氨基、巯基、羟基和羧基，生成次甲基衍生物，从而破坏机体蛋白质和酶，同时其使组织细胞发生不可逆的凝固、坏死，从而对神经系统、肺、肝脏产生损害。内源性甲醛作为一种影响黑木耳品质的重要指标之一，是由蛋白、糖等大分子物质分解后共同作用的结果。黑木耳内源性甲醛的去除方法有很多，总体可以分为两类，一类是控制甲醛的生成代谢途径，即根据黑木耳中内源性甲醛产生的机制，改变影响甲醛生成反应的因素，减少甲醛生成量，如改变反应温度、反应时间、使用反应抑制剂等。另一类是激活甲醛分解代谢途径，即设法激活或调控甲醛分解代谢途径过程中的关键酶，促进机体内甲醛通过自身代谢系统分解而减少其含量。这些方法大多对黑木耳的外观及营养品质产生很大影响。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，同时该制备方法得到的黑木耳内源性甲醛含量低且营养品质优良，以解决现有黑木耳内源性甲醛对营养品质的不利影响。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，包括：40～80mmol/L Glu-Cys溶液流动浸泡待处理食品后，再采用脉冲强光照射；Glu和Cys的体积比为1:1；脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒。
可选的，所述脉冲强光照射的脉冲距离为12～16cm，脉冲次数为2～4次。
可选的，所述的Glu-Cys溶液流动浸泡的料液比为1:25，单位为g:mL。
可选的，所述的流动浸泡的时间为20min，温度为60℃，流速为5.0mL/min。
可选的，所述的Glu-Cys溶液的浓度为70mmol/L。
一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，包括：70mmol/LGlu-Cys溶液流动浸泡待处理食品后，再采用脉冲强光照射；Glu和Cys的体积比为1:1；脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒；脉冲次数为2次，脉冲距离为16cm；流动浸泡处理的料液比为1:25，单位为g:mL。
一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，处理对象为黑木耳，包括：黑木耳加入Glu-Cys溶液中流动浸泡，维持Glu-Cys溶液的温度及流速恒定，再通过脉冲强光照射；Glu-Cys溶液的浓度为40～80mmol/L，Glu和Cys的体积比为1:1；脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒。
可选的，所述的Glu-Cys溶液中流动浸泡的料液比为1:25，单位为g:mL；流动浸泡处理的时间为20min，温度为60℃，流速为5.0mL/min。
可选的，所述的Glu-Cys溶液的浓度为70mmol/L。
可选的，所述脉冲强光照射的脉冲距离为12～16cm，脉冲次数为2～4次。
与现有技术相比，本发明的优点为：
(1)该方法通过将黑木耳进行Glu和Cys混合溶液浸泡处理，控制浸泡温度恒定且浸泡溶液呈流动状态，Glu和Cys降低γ-谷氨酰转肽酶(GGT)和半胱氨酰亚砜裂解酶(C-Slyase)的活性，减少黑木耳的内源性甲醛生成。再结合脉冲强光技术，利用高强度的电磁幅射，降解残余的内源性甲醛，从而减少黑木耳内源性甲醛含量以改善营养品质。
(2)对Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光技术处理过的黑木耳进行营养成分的测定及分析，结果表明，采用Glu-Cys溶液浸泡耦合优化后的脉冲强光处理的黑木耳内源性甲醛含量极低，外观无明显差异，营养物质含量丰富，具有较高的抗氧化活性，是一种健康营养的黑木耳。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1不同浓度Glu-Cys溶液浸泡对黑木耳内源性甲醛的影响；
图2不同脉冲次数对黑木耳内源性甲醛的影响；
图3不同脉冲距离对黑木耳内源性甲醛的影响；
图4Glu-Cys和脉冲距离对黑木耳内源性甲醛的影响；
图5Glu-Cys和脉冲距离对黑木耳内源性甲醛的影响；
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明以干黑木耳为原料，采用响应面分析法对经Glu-Cys溶液浸泡辅以脉冲强光技术处理黑木耳的工艺进行优化，同时对处理后的黑木耳的营养指标进行测定，对比未经处理的黑木耳以及黑木耳的营养指标。
谷氨酸(Glu)和半胱氨酸(Cys)可以降低γ-谷氨酰转肽酶(GGT)和半胱氨酰亚砜裂解酶(C-S lyase)的活性，减少黑木耳的内源性甲醛生成。脉冲强光(Intense PulsedLight,IPL)是一种现代非热处理技术，它由一个动力单元和一个惰性气体灯单元组成，动力单元给惰性气体光源提供高电压、高电流的能量，利用这种瞬时、广波谱、高强度的惰性气体降解黑木耳内源性甲醛，绿色、安全、无残留，本发明中使用的脉冲强光闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪光/秒，闪光间隔为13秒。
试验时的过程如下：
(1)样品收集处理
黑木耳，采摘于陕西省柞水县，自然状态下晾干，密封保存备用。
(2)三种不同处理方式对黑木耳内源性甲醛及营养成分的影响
取等量的黑木耳样品三份，第一份采用水泵抽吸60mmol/LGlu-Cys溶液浸泡处理20min，料液比为1:25(g:mL)，维持Glu-Cys溶液温度为60℃、流速5.0mL/min；第二份采用脉冲强光技术于16cm处照射处理3次；第三份先采用水泵抽吸60mmol/LGlu-Cys溶液浸泡处理20min，维持Glu-Cys溶液温度为60℃、流速5.0mL/min，取出后再置于16cm距离处进行脉冲强光处理3次。将处理后的样品进行内源性甲醛及基本营养成分含量的测定。结果见表1。
表1不同处理方式对黑木耳内源性甲醛及基本营养成分含量的影响
Figure BDA0003460059580000031
Figure BDA0003460059580000041
测得未经处理组黑木耳的内源性甲醛含量1.12μg/g，总糖含量为38.46％，可溶性蛋白质含量为12.35mg/g，黑色素、总酚及黄酮的含量分别为15.83mg/g、2.22mg/g及0.24mg/g。对比单一的Glu-Cys溶液浸泡、单一的脉冲强光照射以及Glu-Cys溶液耦合脉冲强光技术三种处理方式发现，Glu-Cys溶液耦合脉冲强光处理组降解黑木耳甲醛的效果最好，甲醛降解率最高，可达76.53％。同时，对比单一的脉冲强光照射组处理，发现Glu-Cys溶液耦合脉冲强光处理对黑木耳营养品质的损失相对较小。
(3)Glu-Cys溶液耦合脉冲强光工艺单因素试验筛选影响显著的因素
用黑木耳内源性甲醛的降解率来反映对内源性甲醛的降解效果。筛选出对黑木耳内源性甲醛降解率影响显著的因素。分别考察了不同浓度Glu-Cys溶液浸泡对黑木耳内源性甲醛的影响。分别对脉冲次数和脉冲距离对黑木耳内源性甲醛降解的影响进行了研究。
①不同浓度Glu-Cys溶液浸泡对黑木耳内源性甲醛的影响
测得未经处理组黑木耳的内源性甲醛含量1.12μg/g，用浓度为20、40、60、80、100mmol/L的Glu-Cys混合溶液浸泡处理20min，再将黑木耳取出置于16cm的脉冲距离条件下照射3次，用于后续试验指标的测得，记录不同浓度Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光技术处理结束后黑木耳的内源性含量。结果如图1。
由图1可知，在不同浓度的Glu-Cys溶液条件下，内源性甲醛的降解率有明显差异，即对内源性甲醛的降解效果不同。随着Glu-Cys溶液浓度的增加，内源性甲醛的降解效果先增强后减弱。Glu-Cys溶液的最适浓度为60mmol/L，该溶液的浓度在40-80mmol/L之间，对甲醛的降解效果较好。较高浓度的Glu-Cys溶液不适宜内源性甲醛的降解，因此，选择Glu-Cys溶液的浓度分别为40、60和80mmol/L来进行响应面优化。
②不同脉冲次数对黑木耳内源性甲醛的影响
测得未经处理组黑木耳的内源性甲醛含量1.12μg/g，用浓度为60mmol/L的Glu-Cys混合溶液浸泡处理20min，再将黑木耳取出置于16cm的脉冲距离条件下照射1、2、3、4、5次，用于后续试验指标的测得，记录Glu-Cys溶液浸泡耦合不同次数脉冲强光技术处理结束后黑木耳的内源性含量。结果如图2。
由图2可知，随着照射次数增加内源性甲醛的降解率先增强后减弱。脉冲强光照射的最佳次数为2，脉冲强光照射次数在2-4之间，对甲醛的降解效果较好。较多次数的脉冲强光照射对内源性甲醛的降解率影响不大，因此，选择脉冲强光照射次数分别为2、3和4来进行响应面优化。
③不同脉冲距离对黑木耳内源性甲醛的影响
测得未经处理组黑木耳的内源性甲醛含量1.12μg/g，用浓度为60mmol/L的Glu-Cys混合溶液浸泡处理20min，再将黑木耳取出置于12、14、16、18、20cm的脉冲距离条件下照射3次，用于后续试验指标的测得，记录Glu-Cys溶液浸泡耦合不同距离脉冲强光技术处理结束后黑木耳的内源性含量。结果如图3。
由图3可知，随着照射距离增加内源性甲醛的降解率先增强后减弱。脉冲强光照射的最佳距离为14cm，脉冲强光照射距离在12-16cm之间，对甲醛的降解效果较好。较远距离的脉冲强光照射对内源性甲醛的降解率影响不大，因此，选择脉冲强光照射距离分别为12、14和16cm来进行响应面优化。
(4)响应面优化试验
①根据单因素结果以及响应面设计原理，对利用Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光技术的工艺进行优化。以黑木耳内源性甲醛降解率为响应值，对影响工艺的因素进行3因素3水平组合设计，对结果进行响应面分析，响应面设计因素水平见表2。
表2因素水平编码表
Figure BDA0003460059580000051
②响应面模型的建立与分析
根据上述单因素结果以及响应面设计原理，采用Design Expert V8.06，以内源性甲醛降解率为响应值，对影响黑木耳内源性甲醛降解效果的3个因素每个因子设计3个水平进行组合设计，得到设计方案，并对设计结果进行响应面分析。
表3 Box-Behnken设计方案及结果
Figure BDA0003460059580000052
Figure BDA0003460059580000061
表4回归模型方差分析表
Figure BDA0003460059580000062
Figure BDA0003460059580000071
注:*p<0.05表示差异显著，**p<0.01表示极显著。
各因素方差分析如表4。根据结果通过统计分析初步建立了黑木耳内源性甲醛降解率与各处理因素之间的归方程，其中X1是Glu-Cys溶液的编码值，X2是脉冲次数的编码值，X3是脉冲距离的编码值：
Figure BDA0003460059580000072
由表4可知，所建的二次模型是极显著的(p<0.01)，失拟项不显著，说明该模型拟合程度较好。模型的R2＝0.9861，说明该模型能解释98.61％的变化，与实际拟合良好，试验误差小，证明应用响应面法优化Glu-Cys耦合脉冲强光技术降解黑木耳内源性甲醛含量是可行的。
由表4还可以看出，A(Glu-Cys溶液)、B(脉冲次数)、C(脉冲距离)、AC、A2为显著性影响因素。说明各影响因素对黑木耳内源性甲醛降解率的影响不是简单的线性关系。为了简化二次回归方程，剔除偏回归系数不显著的AB项、BC项B2、C2项，可得到如下的回归方程：
Figure BDA0003460059580000073
其方差分析如表5所示。
表5回归模型方差分析表
Figure BDA0003460059580000074
注:*p<0.05表示差异显著，**p<0.01表示极显著。
由表5可知，所建的二次方程模型是极显著的(p<0.01)，失拟项在p＝0.05水平不显著，说明该模型拟合程度较好。模型的R2＝0.9764，说明该模型能解释97.64％响应值的变化，与实际拟合良好，试验误差小，证明应用响应面法优化降解黑木耳内源性甲醛的含量是可行的。
由表5还可以看出，A(Glu-Cys溶液)、B(脉冲次数)、C(脉冲距离)、AC、A2为显著性影响因素。A(Glu-Cys溶液)和C(脉冲距离)的交互项是显著的(p<0.05)，表明各参数对可滴定酸含量的影响不是简单的线性关系。
③响应面分析
响应面分析可以直观反映各因素对于响应值的交互作用。图4和5表示Glu-Cys溶液和脉冲距离对黑木耳内源性甲醛降解率的影响。当Glu-Cys溶液浓度一定时，内源性甲醛的降解率随着脉冲距离的增大而增强。
④验证
由Design Expert V8.06软件分析可知，最优的黑木耳内源性甲醛降解工艺条件为Glu-Cys溶液的浓度69.52mmol/L、脉冲次数为2、脉冲距离为16cm。在此条件下，黑木耳内源性甲醛降解率的预测值为82.87％。结合实际操作可行性对预测条件进行修订，采用优化后的最佳工艺参数:Glu-Cys溶液的浓度70mmol/L、脉冲次数为2、脉冲距离为16cm，在此条件下进行验证，得到的黑木耳内源性甲醛降解率为82.63％。采用响应面法优化得到的黑木耳内源性甲醛降解的工艺参数比较可靠，具有一定的实用价值。采用Glu-Cys混合溶液处理辅以脉冲强光技术可以有效的降解黑木耳内源性甲醛含量。
(5)黑木耳基本营养指标测定
对黑木耳的基本营养指标进行了测定，结果如表6所示。
表6黑木耳中基本营养成分变化
总糖(％) 蛋白(mg/g) 黑色素(mg/g) 总酚(mg/g) 黄酮(mg/g)
未处理组 38.46 12.35 15.83 2.22 0.24
混合处理组 36.23 12.12 15.68 2.07 0.19
对经优化条件处理后的黑木耳和未经处理的黑木耳样品进行基本营养指标测定，处理后的黑木耳内源性甲醛含量少，营养损失较小。
实施例1:
(1)样品收集和处理：取新鲜采摘的柞水黑木耳，于自然状态下晾干。
(2)Glu-Cys溶液浸泡处理：将干黑木耳浸没于70mmol/L Glu-Cys溶液处理(1:25，g/mL)，浸泡处理20min。
(3)脉冲强光技术处理：将浸泡处理后的黑木耳取出沥干，置于16cm的脉冲距离下处理2次。
该实施例得到的黑木耳内源性甲醛的降解率为82.63％，总糖含量为36.23％，蛋白含量为12.12mg/g，黑色素含量为15.68mg/g，总酚含量为2.07mg/g，黄酮含量为0.19mg/g。处理后，黑木耳内源性甲醛含量降解明显，营养损失较小，对于黑木耳中内源性甲醛含量的控制有重要意义。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (5)

1.一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，其特征在于，处理对象为黑木耳，包括：
70 mmol/L Glu-Cys溶液流动浸泡待处理食品后，再采用脉冲强光照射；Glu和Cys的体积比为1:1；
脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒；脉冲次数为2次，脉冲距离为16 cm；
流动浸泡处理的料液比为1:25，单位为g:mL。
2.一种Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，其特征在于，处理对象为黑木耳，包括：
黑木耳加入Glu-Cys溶液中流动浸泡，维持Glu-Cys溶液的温度及流速恒定，再通过脉冲强光照射；
Glu-Cys溶液的浓度为40～80 mmol/L，Glu和Cys的体积比为1:1；
脉冲强光的闪频能量为1850焦耳/闪频，闪光频率为1闪频/秒。
3.根据权利要求2所述的Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，其特征在于，所述的Glu-Cys溶液中流动浸泡的料液比为1:25，单位为g:mL；流动浸泡处理的时间为20 min，温度为60℃，流速为5.0 mL/min。
4.根据权利要求2或3所述的Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，其特征在于，所述的Glu-Cys溶液的浓度为70 mmol/L。
5.根据权利要求2或3所述的Glu-Cys溶液浸泡耦合脉冲强光降解食品内源性甲醛的方法，其特征在于，所述脉冲强光照射的脉冲距离为12～16 cm，脉冲次数为2～4次。
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