食品智能制造省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廖蘭副教授在食品領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表論文

發(fā)表時(shí)間：2023-10-31

近日，廣東省食品智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在食品領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Trends in Food Science & Technology》（中科院一區(qū)TOP，IF＝15.3）上發(fā)表了題為“Application of Hydrogen-Assisted Freezing Technology: Promises and Challenges”的論文，論文第一作者為廖蘭副教授，曾新安教授為通訊作者。

Graphical Abstract

冷凍是目前最廣泛使用的食品保存方法。在食品冷凍和冷藏過程中，產(chǎn)品的最終質(zhì)量很大程度地依賴于冰晶形態(tài)，因其會(huì)對(duì)食品的微觀結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。冷凍和冷藏過程中，食品的品質(zhì)不僅與冰晶的形態(tài)直接聯(lián)系。近年研究發(fā)現(xiàn)，冷脅迫引發(fā)的氧化反應(yīng)也與冷凍食品品質(zhì)密切相關(guān)。為了解決上述問題，出現(xiàn)了許多新型冷凍技術(shù)，如超聲輔助冷凍、磁場(chǎng)輔助冷凍和氣體輔助冷凍等。其中，氣體輔助冷凍通過加速冷凍速率以減緩冰晶生長(zhǎng)造成的損害被證明是一種提升冷凍食品質(zhì)量和降低冷害的冷凍策略。常見的輔助冷凍氣體有二氧化碳（CO₂）和氙氣（Xe），此兩種氣體均是非極性分子，無任何生理活性，不能應(yīng)對(duì)由冷脅迫造成的氧化損傷。針對(duì)冷脅迫造成的氧化反應(yīng)仍需在冷凍時(shí)加入抗氧化劑或引入具有還原性的氣體消減氧化反應(yīng)以進(jìn)一步提高冷凍食品的質(zhì)量。氫氣因具有獨(dú)特生理作用，如：抗氧化性、抗炎、抗細(xì)胞凋亡等，被不同領(lǐng)域眾多研究學(xué)者所關(guān)注。此外，氫氣無色、無味且關(guān)于氫氣對(duì)人體造成毒害作用未見報(bào)道，所以在食品中合理利用氫氣是理想的加工方法。目前在食品領(lǐng)域上，氫氣作為一種對(duì)多種氧化損傷有預(yù)防保護(hù)作用的氣體，常被用于食品的保鮮。例如，目前已有學(xué)者提出在冰箱中集成了氫氣發(fā)生器的想法，但是氫氣只發(fā)揮了隔絕氧氣保持食物的新鮮度的作用，其余特性如高擴(kuò)散性、高導(dǎo)熱性和散熱性等并沒有完全突現(xiàn)。正是這些特有的性質(zhì)使得氫氣具有直接參與細(xì)胞的氧化還原反應(yīng)、誘導(dǎo)活體細(xì)胞自身抗氧化能力，達(dá)到有效消減冷凍氧化損害的目的。如何充分發(fā)揮氫氣的特有性質(zhì)是基于氫氣的輔助冷凍技術(shù)的關(guān)鍵。因此本文提出利用氫氣－一種強(qiáng)還原性氣體-輔助冷凍消減冷凍氧化損害的新方法。本綜述首先論述了氣體(CO₂和Xe)輔助冷凍技術(shù)的研究現(xiàn)狀及對(duì)冰結(jié)晶形成的影響。再結(jié)合氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)和依據(jù)氫氣在各領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀對(duì)其在輔助冷凍做出展望，指出了氫氣輔助食品冷凍領(lǐng)域存在的瓶頸問題。最后，展望了氫氣輔助冷凍技術(shù)的發(fā)展方向，為后續(xù)氫氣輔助冷凍食品的研究提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(grant 2023YFD2100024)、廣東省自然科學(xué)基金（2023A1515010904）、廣東省科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金（2022B1212010015）等項(xiàng)目的資助。

（廣東省食品智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）