超声辅助水化对海参品质的影响

摘要：海参( 海参属),又称贝赫德-米尔,被认为是一种奢侈的食品,几百年来一直被亚洲各国用作传统的补品。海参体壁是主要的食用部位,主要由糖胺聚糖组成。干海参的再水化是进一步加工前的关键步骤。本研究旨在评估超声辅助水化对海参品质的影响。该实验采用了四种不同的补充水化方法,包括27℃(Kv27℃)和15℃(Kv15℃)的常规方法,以及27℃超声波与15℃常规超声波(UAR27+15kvc℃)和15℃超声波与15℃常规超声波(UAR15+15kvc℃)的组合。结果表明,再水化速率(Rr)受再水化方法和温度的影响均明显( P 0.05)。以UAR27+KV15℃为研究对象,对海参干后的水化行为和品质特征进行了研究,结果表明,UAR27+KV15℃是最有效的方法。 2 O/小时,并缩短水分补充时间达28小时。此外,UAR27+KV15℃法表明,与其他方法相比,该方法具有较高的再水化电位、营养价值(近距离成分和硫酸盐含量)、颜色、能量和微观结构特性。硫酸盐的含量和产率分别为89.4毫克/克和52.8欧克/克。对硫酸盐基吸收带的确认表明,在1269厘米的波长上存在3-乙酰半乳糖 −1 和C-O-S在860厘米 −1.用UAR处理的海参比用常规方法处理的海参高2.9倍。最终,将27℃的UAR与15℃的常规方法相结合,可以显著加速海参的再水化,而不会对其物理性质产生不利影响。

关键词: 贝舍-迪米尔; 全线虫 ;硫酸糖胺聚糖;超声复水

Fig. 1. 海参干水化技术示意图。下载原图
吸水率
Fig. 2A描述干海参的吸水性能,这是确定最佳再水化时间和条件的关键参数,以达到最佳水分水平在再水化产品。延长水化期可显著提高海参的吸水能力。标准水化水平为1.44,这是在至少三次测量达到相同的水分含量后实现的。用UAR15+KV15℃处理的海参的吸水时间最长,48小时后达到最大水化。相反,UAR27+KV15℃和KV15℃处理分别在经过28小时和32小时的再水化后达到了类似的水位。值得注意的是,KV27℃处理的海参的吸水时间最短,与其他处理相比仅持续12小时。

fas-26-9-535-g2Fig. 2. 再水化处理对海参吸水率的影响。 A:再水化海参的吸水率。补充水化处理对海参生长率的影响。 公元前 不同的上标显示出显著的差异( P 0.05)。再水化速率;KV,常规再水化;UAR,超声辅助再水化。下载原图
再水化速率
rr指的是一种产品在特定时间内吸收的水量,可以用来计算每小时每质量的产品损失的水。 Fig. 2B 介绍海参的rr值,Kv27℃处理的rr值最高,为1.44gl0.85Gh。 2 时间/小时。相比之下,UAR15+KV15℃治疗显示最低rr值为0.35ns.0.075GH。 2 时间/小时。统计分析显示,再水化方法对海参的rr有显著影响( P 特别是Kv27℃和Uar15+15℃的处理。不过,并无显著差异( P 用UARR27+15℃和15℃KV15℃在0.58GB+0.53GH下处理的海参RRS中的浓度为0.05 2 O/hour and 0.54 ± 0.03 gH 2 时间/小时。

再水化海参的品质特征
根据几种参数对再水化海参的质量特征进行了研究,这些参数包括近距离成分、硫酸盐含量、颜色、微观结构、硫酸盐含量和能量测定。再水化海参品质的表征是确定最佳再水化方法和确定产品质量的关键步骤。根据先前的吸水结果,确定了不同处理的再水化时间。Kv27℃的治疗需要12小时的复水,而UAR15+15℃的治疗需要48小时的复水。同样,UAR27+KV15℃和KV15℃处理分别经过28小时和32小时的复水处理,以达到相同的最终水分含量~67%(1.44千克水/千克干重)。

近邻成分
表1 介绍再水化海参的近缘组成。结果表明,它们的蛋白质含量均较高,从76.47+1.06%到82.18+0.63%不等( P 0.05)。UAR27+kv15℃的蛋白质含量高于其他浓度,而Kv27℃的含量最低。此外,UAR27+kv15℃的碳水化合物含量高于其他处理方法。另一方面,它们的脂肪含量相对较低。不过,并无重大差异( P 在脂肪和碳水化合物含量之间的UAR和KV治疗。

Table 1. 不同水化处理对海参近端成分的影响
参数    干海参    补充水化方法(干基)
KV27°C    KV15°C    27UAR27+kv15℃    UAR15+kv15℃
Protein (%)    65.68 ± 0.14    76.47 ± 1.06 C    79.79 ± 0.65 b    82.18 ± 0.63 A    80.72 ± 0.45 A
Fat (%)    0.80 ± 0.06    0.93 ± 0.10 b    1.00 ± 0.03 b    1.04 ± 0.04 b    1.68 ± 0.04 A
Ash (%)    13.43 ± 0.23    16.01 ± 0.27 A    12.22 ± 0.07 b    9.22 ± 0.12 C    10.33 ± 0.37 C
Carbohydrate (%)    6.32 ± 0.24    6.59 ± 1.02 A    6.99 ± 0.82 A    7.56 ± 0.57 A    7.27 ± 0.16 A
公元前 同一行中不同字母的字母显示出显著的差异( P < 0.05).

常规再水化;超声波,超声波辅助再水化。

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硫酸盐含量
Fig. 3 描述再水化海参的硫酸盐含量。海参中硫酸盐的含量引起了人们的注意,因为它会影响多糖和其他生物活性化合物的结合,从而导致新的药品和保健品的发展。UAR和KV处理的硫酸盐含量有显著差异( P0.05),范围从76.8毫克/克至90.5毫克/克不等。UAR27+KV15℃的处理表明硫酸盐含量最高,为90.5+0.48毫克/克,而硫酸盐含量最低的是KV27℃,即76.8+0.5毫克/克。值得注意的是,所有再水海参的硫酸盐含量都高于干海参。

fas-26-9-535-g3Fig. 3. 再水化处理对海参硫酸盐含量的影响。 日积月累 不同的上标显示出显著的差异( P 0.05)。KV,常规再水化;UAR,超声辅助再水化。下载原图
颜色
表2研究了不同水化处理对再水化海参颜色(L*、A*、B*)和总差(LT-E)的影响。l*表示从暗到亮的梯度,值从0到100不等。而A*象征着从绿色到红色的光谱,其值从-128到+127不等,B*代表着从蓝色到黄色的光谱,从-128到+127不等。再水化食品的颜色在决定消费者对其可接受性方面起着关键作用,是肌肉组织发生的潜在生化和生理变化的直接指标。如图所示 表2 ,有重大差异( P在UAR和KV治疗之间的所有颜色参数中均观察到<0.05)。UAR处理的海参L*高于KV处理的海参L*。从最低到最高的L*值为27℃、15℃、27℃+15℃和15℃。总色差呈同一趋势,UAR15+KV15摄氏度的总色差高于所有经过水化处理的海参。虽然UAR27+KV15℃没有获得最高的总色差,但在这种情况下得到了最短的处理时间和最快的rr。重要的是,UAR处理后再水化海参的颜色参数与干海参样品的颜色参数不同,表明UAR处理对产品颜色有显著影响。

Table 2. 不同水化处理对再水化海参颜色(L*、A*、B*和E)的影响
参数    干海参    再水化法
KV27°C    KV15°C    27UAR27+kv15℃    UAR15+kv15℃
委员会*    2.86 ± 0.40    3.03 ± 0.11 C    6.36 ± 0.95 b    11.95 ± 7.96 A    16.94 ± 3.49 A
委员会A*    –0.23 ± 0.03    –0.16 ± 0.18 A    0.95 ± 0.54 A    1.13 ± 1.65 A    2.36 ± 1.06 A
委员会主席*    0.49 ± 0.14    0.08 ± 0.37 b    2.93 ± 1.05 b    12.67 ± 12.1 A    10.43 ± 2.67 A
阿迪埃    0.44 ± 0.11 C    4.42 ± 0.95 b    15.29 ± 0.91 A    17.42 ± 0.91 A
公元前 同一行中不同字母的字母显示出显著的差异( P < 0.05).

KV,常规再水化液;UAR,超声辅助再水化液。

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再水化海参的显微结构
Fig. 4 说明用Kv27℃、Kv15℃、UAR27+15℃和UAR15+15℃处理的再水化海参样品的微结构。分析表明,KV处理的结果是组织结构紧凑,组织结构有组织,表明即使在再水化之后,组织仍会保持厚实和堆积。相比之下,UAR的处理导致了更多的组织结构的解聚,纤维间空间增加,孔隙度更高,并且有许多洞。

fas-26-9-535-g4Fig. 4. 利用典型的扫描电镜显微镜,在2,000倍的放大镜下,得到了不同水化处理的海参的显微结构(KV27℃、KV15℃、UAR27+KV15℃和UAR15+15℃)。 扫描电镜图像中的标尺条代表30米.KV,常规水化;UAR,超声波辅助水化;扫描电镜。下载原图
硫酸糖胺聚糖糖
无花果。5a 介绍了海参提取物经四种不同水化处理后的产量。结果表明,UAR处理显著提高了海参中硫酸盐提取物的收率,平均比KV处理提高2.9倍(P<0.05)。值得注意的是,UAR27+KV15℃处理的产量最高为52.8微克/克,KV27℃处理的产量最低为25.3微克/克。此外,海参的红外光谱采用四种处理方法( 无花果。5b 显示指示特定功能组别的吸收带。在2964厘米处 −1 与海藻糖甲基相对应,而吸收带为600-586厘米 −1 已证实有此情况 2 振动和1269-1253厘米的频带 −1 和870-822厘米 −1 证实硫酸盐的存在。在830厘米处吸收 −1 表示2.4-O-二二磷酸盐藻糖或6-氧的高尔纳克组,而信号在755厘米处 −1 显示有4o--------------------------------------------------------------此外,在1651厘米的信号 −1 用N-乙酰半乳糖胺和葡萄糖酸表示C=O的不对称拉伸振动,信号在1,409厘米处 −1 显示了CO的对称拉伸振动 2 含有葡萄糖酸。红外光谱分析证实了再水化海参中硫酸盐的存在。此外,UAR27+KV15℃处理的强度高于其他处理。

fas-26-9-535-g5Fig. 5. 再水化处理对海参皮的影响。 A:再水化海参提取物的产量。四复水化海参粗提物的红外光谱分析。 日积月累 不同的上标显示出显著的差异( P 0.05)。聚糖胺聚糖;KV,常规再水化;UAR,超声辅助再水化;红外光谱。下载原图
能量测量
再水化过程的总成本在很大程度上取决于操作过程中消耗的总能量。再水化能需求量(wh/g)可通过将海参产量除以过程中使用的能量(wh)来确定。载于 表3,再水化过程中的总耗能量由0至27.42瓦/克不等。值得注意的是,UAR15+kv15℃处理在48小时内需要最高的能量消耗,而12小时的Kv27℃处理则需要最低的能量消耗。然而,28小时的UAR27+15℃处理表明,与UAR15+15℃相比,能量消耗减少12.86%,其次是KV15℃,导致下降6.01%。值得一提的是,尽管UAR27+KV15℃没有达到最低的能耗,但它产生了最高的水化产量,并产生了更高质量的最终产品。

Table 3. 海参不同水化处理的能耗
参数    KV27°C    KV15°C    27UAR27+kv15℃    UAR15+kv15℃
补液时间(h) *    12.00    32.00    28.00    48.00
产量(g)    130.00    132.30    153.90    136.00
能源(卫生)    无    2,720.00    2,240.00    3,800.00
消费(世卫组织/克)    无    20.56    14.55    27.41
* 测定了每一种方法的标准水化时间,一旦在每一个样品上达到相同的水分含量。

KV,常规水化;UAR,超声辅助水化,NA,不适用。

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讨论
海参干复水过程
一般来说,干燥和再水化过程会导致快速水和蛋白质的流失,从而导致食物质量下降( 拉马丹等人。,2023 )。再水化过程的研究对进一步优化过程和实现再水化过程中海参的最佳品质具有重要意义。我们用四种不同的水化处理方法进行了模拟( Fig. 1 )研究不同水化方法处理后的海参吸水率的变化。 Fig. 2A.结果表明,根据所采用的再水化方法,水分含量呈指数增长。这些曲线呈现出再水化速率增加的趋势,先加速再水化,然后再水化,直到水化率达到一致(水分含量的约67%或水/千克干质量的1.44千克)。实现目标水分含量所需时间为:UAR15+15℃48小时,UAR27+15℃28小时,KV15℃32小时,KV27℃12小时。不同处理间的吸水变化归因于食品水化过程中典型水键系统在不同温度下引起的超声处理。我们的研究表明,在所有处理方式中确定的结合水是指细胞系统所限制的自由水。UARR15+KV15℃在达到稳定湿度比的时间最长,UAR27+KV15℃在28小时后达到稳定湿度比。相比之下,传统的再水化反应(KV27℃)显示最快的再水化时间为12小时。表明再水化时间直接受所用温度的影响,辅助超声波辅助治疗。这种限制作用(Kv27℃),温度较高,促进了大分子的更大流动性,从而促进了水化时间的相应缩短。在再水化过程中保持一致的最终水分含量对保证再水化产品的整体质量和质地至关重要。结果与在再水化过程中保持一致的最终水分含量对确保再水化产品的整体质量和质地至关重要。结果与在再水化过程中保持一致的最终水分含量对确保再水化产品的整体质量和质地至关重要。结果与 达席尔瓦等人。(2019年) 结果发现,在60℃时,对油桃进行四种超声干燥处理,其水分含量约为16%(0.19千克水/千克干重)。 陈等人。(2016年) 报道称,持续的水分含量为41%-53%(D.B.)。用65℃超声波对胡萝卜样品进行完全脱水。在此模拟中,建立了最终水分比来考察最终产品的质量是否受水化技术的影响,而不是受不同水分含量水平的影响。因此,不同的技术会产生不同的再水化时间。

Fig. 2B 显示所采用的补充水化方法对海参的水份含量无显著影响( P 特别是UARR27+Kv15℃和Kv15℃处理,这表明这些方法在产品再水化方面同样有效。不过,两者有很大差异( P 用27℃和15℃UARR处理的海参的RRS值为0.05。以往的研究报告说,在27℃时再脱水的食品比15℃时再脱水的食品显示出更高的RRS( 考克斯等人。2012年 )。高温加速碳水化合物细胞壁的降解,并增加了水化速率( 米亚诺和奥古斯托,2018年 )。然而,27℃时的再水化会破坏内部化学键,分解胶原纤维,破坏凝胶结构,从而导致质量下降。海参在27℃时再水分化的时间越长,海参的质量下降的速度就越快。这种损害可能是由高湿度引起的,而高湿度会导致腐烂性微生物( 江等人。,2022年 )。另一方面,15℃的温度相对湿度较低,从而减缓了细菌代谢。与27℃时在KV下进行的再水化相比,UAR27+KV15℃方法加强了内外传质。空化波改变固体和水压力,传递声能,产生振荡和微流,从而提高材料的水化速率。海绵效应期间,固体中的小通道和水分子的空化被释放( 穆莱特等人。2003年 ),协助海参吸收水分。温度控制和超声复水时间对维持样品质量起着重要作用( 史等人。,2019 )。使用UARR27+KV15℃对海参干进行再水化是提高最终产品质量的推荐选择,因为它降低内阻,同时实现较高的rr。

再水化海参的品质特征
由于它们在许多生命和医学科学中的潜在应用,海洋生物材料的发展正在显著增加( 里扬托等人。,2023 )。因此,评价再水化海参作为功能性食品和生物医学的发展质量具有重要意义。本研究的目的是利用各种分析方法,包括近端成分、硫酸盐含量、颜色、微观结构、硫酸化胶和能量测定,来表征再水化海参的品质。

表1 显示经不同水化方法处理的再水化海参的近邻成分,有显著差异( P 0.05)。值得注意的是,UAR处理后的海参蛋白质含量较高(UAR27+KV15℃=82.18℃=82.18℃,UAR15+KV15℃=80.0.45%)(D),可能是由于UAR和KV处理过程中产生的压力波引起细胞壁破裂。这种方法可以在不损害蛋白质结构的情况下增加蛋白质的提取。相比之下,样本中的碳水化合物和脂肪含量没有显著差异( P 0.05)。再水化法对海参硫酸盐含量有显著影响( P < 0.05). Fig. 3 表明UAR27+KV15℃处理后硫酸盐含量较高,可能是由于超声波和高温空化作用,从而有效地分解了材料中的多糖键。此外,气穴波产生的加热导致多糖的溶解,从而分解硫酸盐基( 李等人。,2019 )。与UAR15+KV15℃相比,UAR27+KV15℃处理的时间更快,导致硫酸盐含量更高。过去的研究表明,硫酸盐含量影响多糖与细胞壁受体的结合,而较高的硫酸盐含量有可能提高海参的生物活性( 曼苏尔等人,2019)。本研究的初步结果证实了UAR的潜力,其次是低温复水,以获得再水化海参的蛋白质和硫酸盐含量。这些发现突出了选择适当的再水化技术的重要性,以保持海参作为功能食品的原料的优质品质。

表2 介绍了再水化海参的颜色概况。与干式海参相比,不同水化处理的L*、A*、B*和成虫E值有显著差异( P 0.05)。经过处理后,L*、A*和B*值增加,无论使用何种方法,表明颜色更浅、更红、颜色更黄。在使用UAR15+KV15℃和UAR27+KV15℃处理的样品中观察到的L*值最高。 Yıldırım & Öner (2015) 据报道,在研究同样的鹰嘴豆补水方法时,L*的含量也有类似的增加,用UAR干燥的样品比传统的方法颜色更浅。总色差呈同一趋势,UAR处理的总色差高于所有其他水化处理。这可能是由于UAR的空化过程分解和去除了颜料和其他颜色化合物( 张等人。,2016年 )。在再水化过程中,黄素和黑色素会溶解并在整个组织中重新分布,从而恢复颜色( 星等人。,2017年)。在UAR27+KV15℃条件下,由于其总色差较高,被认为是适当的。这种处理方法对产品的颜色有很大影响,在优先考虑生产效率和速度的工业或商业应用中更可取。

用扫描电镜观察了不同水化处理对海参微结构性能的影响。 Fig. 4 )。如图所示 Fig. 4 UAR27+KV15℃和UAR15+KV15℃显示出一种多孔结构,具有大的纤维间空间、较高的孔隙度,而且由于再水化过程中的水渗透而形成许多洞,而KV27℃和KV15℃具有更紧凑和相干的结构,这表明即使在再水化之后,组织仍然很厚,而且包装很好。根据 东等人。(2014年) 与结构紧凑的产品相比,提高孔隙度提高了脱水鱿鱼片的质地和再水化能力, Rajewska & Mierzwa (2017) 证明UAR可以增加植物组织的孔隙度,正如在本研究中所观察到的。随着海参再水化温度的上升,其结构中的孔隙逐渐膨胀( 高等人,2019 )。连续高温加热可导致海参凝胶结构的分解,导致孔隙的膨胀。 张等人。(2016年)还报道了海参体壁高温连续超声波对体内化学键的破坏,导致海参胶原纤维的分解和凝胶结构。纤维与孔隙间隙的出现增加了海参的吸水能力。海参吸收水分进入其组织和孔隙,这是物理吸附高流动性。超声海绵效应使海参膨胀得更快,形成了一个孔隙密度更高的结构。毛细管是微结构中的主要输水方式,有助于更好和更快地吸收水( 东等人。2014年 )。孔隙度越高,肌原纤维内外形成的空间越大,有利于吸附水。结果表明,UAR27+KV15℃处理对再水化海参的微观结构有很大的影响。

海参是一类由双糖亚基衍生的大分子长线性聚合物。它是自然多离子的,可以与身体所需的功能蛋白相互作用,这些蛋白是从海参体壁分离出来的。这些分子配合物的亲和性主要受静电相互作用的推动,在静电相互作用中,GARG的硫酸含量起着重要作用( Pomin, 2009 )。分离出的气孔具有红外光谱( 无花果。5b )和他们的产量。超声波和常规水化处理中检测到的硫酸盐能够吸收 3 所以 2,具有最高价值的超声再水化治疗。在超声复水处理的吸收带上也出现了差异,结果比没有超声波的吸收带强度更高。从海参的高透光率和宽分布带可以看出这一点。因此,UAR处理的硫酸多糖粗提物可以显示生物活性化合物作为较好的抗凝剂的潜力。

在本研究中,不同的水化处理对再水化海参粗提物的产量有显著的影响。如图所示 无花果。5a ,UAR27+KV15℃处理的硫酸盐产量最高,比其他处理增加约2.9倍( P 0.05)。UAR的基本原理是利用强空化、机械振动和超声波对介质产生的加热效应,使溶剂在特定情况下穿透样品( 李等人。,2019 )。在硫酸酯提取的情况下,超声波已被用作预处理方法之前,水浴提取。因此,再水化可以通过对组织进行预水化和提高组织与溶剂之间的接触面积来促进萃取,从而在较短的UAR处理时间内提高硫酸盐的产量。从海参中提取硫酸盐的粗提取物的产量取决于工艺条件和所使用的原料( 胡等人。2012年 )。产量与生物活性含量有关。这些化合物对人的生活有各种各样的益处,如抗凝剂和抗氧化剂、抗菌剂和抗炎剂( 张查,2022年 ; 朱等人。,2020年 ).

由二糖单位形成的海参的结构为4-葡萄糖酸和3-乙酰半乳糖胺,由1----燃料单位的一个分支连接在一起,在那里,钙酸单位大部分可以是2,4-硫酸盐(CS-A)或大部分是6-硫酸盐(CS-C)( 莫朗等人。2001年 )。根据海参种类的不同,其侧向单位可以显示不同的硫酸模式。一般来说,硫酸的存在模式和糖基化的类型是测定抗凝活性的主要成分( 陈等人。2012年 )。半乳糖胺单位中的高4-硫酸水平,再加上易杜儿酸单位中一定的2-硫酸水平,是海参抗凝剂的结构要求。影响抗凝活性的其他因素是分子量和单糖的组成( Pomin, 2014 ).

UAR27+kv15℃再水化处理28小时所需能量比其他处理低6.01%。这是受更快的再水化时间的影响。一种再水化过程中海参的产量较高,因此所需能量低于控制和其他处理,价值为14.55瓦/克。

这反过来又会导致海参补水方法的新功能技术的发展,为消费者提供一系列的健康益处。最后,这些研究结果可能对进一步开发基于海参提取物的功能食品有重要的意义。

结论
UAR和随后的低温处理对海参的综合效果表明,水吸收比、rr、近端成分、硫酸盐含量、色度、组织组织结构、克硫酸盐产量、官能团和能量测量有显著改善。具体而言,最适宜的方法是UAR27+KV15℃再水化处理,时间为28小时。这种新方法可以加速海参的再水化过程,同时保持其物理、化学和生物特性。