Dans un article intitulé « Study on the high viscosity and Gel - prone Properties of Glycine - Amidated Pectin and Its Regulatory role on the Freeze - thaw Stability of Sea Bass surimi », publié dans la revue Food Chemistry (if = 9,8), le Groupe d'étude Fei Peng de l'Université normale du Minnan explore principalement les propriétés physico - chimiques de la pectine glycinoylée (Gly - PE) préparée par la méthode enzymatique à ultra - basse température (- 5 °C) et son mécanisme de protection dans la stabilité de la congélation et de la dégel de la perche. En utilisant la modification enzymatique de l'Acylation comme point d'entrée, le système a caractérisé les changements structurels du Gly - PE (tels que l'amélioration de la flexibilité de la chaîne moléculaire, la destruction de la structure cristalline) et a évalué ses excellentes propriétés dans des conditions acides et à faible cisaillement avec une viscosité pouvant atteindre 1 000 fois celle de la pro - pectine (Na - PE), ainsi que son rôle régulateur sur la chymosite dans le cycle de gel - dégel. L'innovation principale réside dans le fait que Gly - PE améliore la capacité de charge statique en sacrifiant une rigidité dynamique partielle pour permettre une restructuration structurelle sélective, fournissant une base théorique pour le développement de nouveaux cryoprotecteurs naturels.
I. contexte de la recherche
Les Pectines naturelles présentent des problèmes de caractéristiques fonctionnelles insuffisantes en raison de leurs limitations de structure moléculaire, par exemple: les Pectines à haute teneur en méthoxy nécessitent une teneur élevée en acide et en sucre pour se gélifier, tandis que leurs solutions ont une viscosité relativement faible, ce qui limite leur application dans les systèmes alimentaires à haute viscosité. Les modifications chimiques (comme l'amidification) peuvent améliorer ces défauts, mais souvent dans des conditions difficiles. Par conséquent, la modification enzymatique douce est devenue une tendance. De plus, le stockage par congélation peut sérieusement endommager la structure du réseau protéique des surimides, ce qui entraîne un ramollissement de la force et de la texture du gel. Les cryoprotecteurs traditionnels (par exemple, sorbitol, phosphate) nécessitent souvent des concentrations élevées pour être ajoutés et influencer le goût. Cette étude est basée sur le fait que la pectine amidée possède à la fois la double propriété d'augmenter les forces intermoléculaires et d'améliorer la flexibilité de la chaîne moléculaire, en supposant qu'elle est capable d'obtenir un effet protecteur unique par ajustement structurel adaptatif sous stress de gel - dégel, contrairement aux protecteurs traditionnels.
II. Méthodes de recherche
Préparation et caractérisation de Pectines amidées par Glycine
L'étude de la préparation du Gly - PE par une méthode enzymatique améliorée à Ultra basse température (- 5°C) utilisant la papaïne comme catalyseur pour la réaction d'amidation sous l'activation du chlorhydrate de l - cystéine et de l'EDTA a permis d'obtenir un taux de greffage de 12,77% du Gly - PE. La caractérisation complète de la structure de la pectine naturelle et de la pectine amidée a été réalisée à l'aide de diverses techniques telles que hnmr, 13cnmr, FTIR, XPS et XRD.
Détermination dynamique de la viscosité des Pectines naturelles et des Pectines amidées à la Glycine
Passera par différentes conditions de comportement dépendant (pH, concentration de la solution, Ca2+、 Température) de la pectine naturelle traitée et de la solution de pectine amidée d'acides aminés sont placées dans un bain - Marie à 60°C sous agitation magnétique pendant 20 minutes jusqu'à dissolution. Ajoutez 3 mol / L de NaOH ou HCl au besoin pour contrôler le pH. Le calcium est introduit par addition de CaCl2 et le pH est ajusté après l'addition de calcium pour s'assurer qu'il reste stable tout au long du processus. Après refroidissement à température ambiante, utiliserRhéomètre RH - 20 (Shanghai baosang Industrial Development Co., Ltd., Shanghai, Chine)La viscosité dynamique de l'échantillon est mesurée à différentes vitesses de rotation et l'instrument utilise une broche rotative pour mesurer la viscosité dans des conditions dynamiques.
Évaluation des échantillons de surimi
Les caractéristiques rhéologiques du surimi sont déterminées par balayage en fréquence et par balayage en température à l'aide d'un rhéomètre pour obtenir le module de stockage d'énergie (G ') et le module de perte (G'). De plus, on a déterminé les propriétés isomorphes (élasticité, cohésion, mastication, viscosité), la rétention d'eau (whc) et le taux de perte d'eau thermique du surimi - gel.
Iii. Résultats et discussion (en partie)
Les résultats de l'essai rhéométrique paasan rh20 montrent que les solutions de na - PE et de Gly - PE présentent toutes deux un comportement fluidique diluant en cisaillement, mais que le Gly - PE présente une viscosité significativement plus élevée dans toutes les conditions testées, atteignant même 1000 fois celle du na - PE dans certaines conditions plus favorables (pH 3, 6% de concentration, faible taux de cisaillement). Ce renforcement est attribué à l'introduction de groupes Amides qui, en renforçant les liaisons hydrogène et hydrophobes, favorisent une structure de réseau moléculaire plus stable et plus étroite et permettent au Gly - PE de conserver également une viscosité modérée sans dépendre du Ca2 +, élargissant ainsi son champ d'application.
Figure 1: comportement de variation de viscosité en fonction des conditions pour na - PE et Gly - PE. A et B: comportement dépendant du pH; C et d: comportement dépendant de la concentration de la solution; E et F: comportement dépendant de la concentration de ca 2 +; G et H: comportement dépendant de la température.
Dans les applications surimi, Gly - PE - S présente un mécanisme de protection unique par « recombinaison structurelle sélective ». Alors que le module de stockage d'énergie (G ') mesuré par le rhéomètre diminue légèrement avec l'augmentation du cycle de gel - dégel (indiquant une diminution de la rigidité dynamique), ce changement est l'expression d'un "ajustement d'équilibre rigide et souple" du réseau. Dans le test macrostructural (force statique macromorphique), le Gly - PE - S a été soumis à 4 gelées - dégel, avec des taux de rétention de mastication et de colle atteignant respectivement 340% et 385%, bien supérieurs à ceux du groupe témoin et du na - PE - S. Cette excellente capacité de charge résulte de l'hétérostructure spatiale ordonnée formée par le Gly - PE au cours du processus de gel - dégel (zone de charge dense et zone tampon lâche en synergie). Cependant, cette optimisation s’accompagne d’une baisse importante de la rétention d’eau (whc) (de 95,22% à 80,61%), qui s’explique par un mécanisme de compromis « sacrifice - gain »: sacrifier la capacité de stockage de l’eau en échange d’une stabilité mécanique accrue et de propriétés de transfert de contraintes.
Iv. Conclusion
Cette étude confirme que la pectine Glycine - amidée préparée par la méthode enzymatique ultra - cryogénique a de meilleures propriétés viscosifiantes et gélifiantes, avec une viscosité pouvant être multipliée par mille dans des conditions spécifiques. Plus important encore, il présente une meilleure protection en termes de stabilité au surimi - Gel - dégel, grâce à un mécanisme de « restructuration structurelle sélective » qui, en optimisant l'équilibre rigide et souple de la structure du réseau, sacrifie une partie de la rigidité dynamique et de la rétention d'humidité en échange d'une excellente capacité de charge statique à grande déformation (c'est - à - dire mastication et collage). Bien que la réduction de la rétention d'eau soit l'une de ses limites d'application, l'étude ouvre de nouvelles voies pour l'utilisation de Polysaccharides amidés pour développer de nouveaux ingrédients alimentaires naturels qui peuvent fournir une protection contre la congélation par ajustement structurel adaptatif.