人们逐渐意识到,就食品质量问题而言,构成食品结构的多个长度尺度(从纳米到界观甚至到宏观尺度)以及由此调节这些结构的相互作用,与特定的化学成分本身具有同等或甚至更重要的作用,这一事实将食品研究的焦点从传统的化学组分鉴定转向了这些组分在体外和体内的多尺度拓扑结构的测定上来。但难点在于需要在微尺度上不经任何处理而对食物进行原位观察,时间长达几十秒,且固有结构薄弱,这两点对食品研究至关重要。传统技术并不可行。扩散波谱(DWS)则是一种前途无量的方法。有研究以扩散波谱(DWS)为表征工具,表征了两个软食品体系,一个体系只涉及物理变化,另一个涉及缓慢的化学反应。通过常规技术很难获得的信息可以通过DWS获得;这表明了这种技术的内在优势、多功能性和复杂性。(Food Hydrocolloids  96 (2019) 671–680)

□  DWS在软食品上的应用:

熟成后的威士忌去除了刺激性的酒精味,口感变得柔和顺滑。但威士忌的熟成机制仍不清楚。Ken Morishima等人利用光散射技术对威士忌进行了介观结构测量,来阐明液体结构和威士忌风味熟成之间的关系。有两种成分被检测到,分别对应于橡木桶中提取物在熟成过程中形成的团簇,而团簇并不存在于新蒸馏的威士忌中。测试结果表明小团簇在熟成过程中浓度增加,结果表明,小团簇组分是获得风味威士忌的关键,而大团簇组分的浓度和熟化时间无关,与威士忌的酒精刺激性有关。(Journal of Food Science, Vol. 84, Iss. 1, 2019)

□  威士忌口感/风味评价:

通过激光光散射技术测试不同溶液条件下的散射光强角度依赖性I-q,I-q 作图能非常敏感的揭示出蛋白分子相互作用变化,溶液中是否存在超分子结构,该结构的大致几何特征,以及该结构受哪种物理力的影响更大。通过比较PSE猪肉和正常猪肉总蛋白的I-q图形特征,发现二者差异明显。此外分维系数与溶液中颗粒的结构有关,相同溶液环境中,PSE蛋白和正常猪肉蛋白的df具有差异性,说明两者蛋白分子具有明显差异。因此激光光散射技术有潜在可能作为快速评价鉴定猪肉的技术手段。(食品安全质量检测学报,2015,6(1):176-183)

□  PSE猪肉的鉴定:

与传统体系相比,食品体系更为复杂,具体表现在成分多、成分间存在强相互作用、存在多层次多尺度结构、空域分布高度不均、非平衡态导致其内部存在众多的物理化学变化致使其各成分在时域中不稳定。这导致激光光散射技术在食品体系中应用时面临巨大挑战。但光散射在食品领域应用也具备非接触式测量、测量时间短、测量灵敏度高、所需样品量少、结果为系综平均行为等优点。正如喻娇等人指出的那样:“激光光散射技术是目前较为普遍的测量微观颗粒相互作用和几何形状的技术;同时,由于其结果自身所具有的宏观平均特性,使得该技术很适合在食品中应用。随着激光光散射仪器的不断升级, 动静态模式的同时实施成为可能,这为食品蛋白体系的测量提供了一种新的可能。动静态模式的同步实施,可以同时获取Rg和Rh,通过监测这两个量随浓度梯度的变化,能进一步理清所测结果的变化到底是相互作用减弱带来的还是颗粒本身的几何形状变化导致的。 同时,激光光散射的测量尺度为纳米级,它可以提供基于分子水平的图像,为更清晰地掌握食品在储藏加工过程的变化,以指导食品的生产加工和研究。(《食品安全质量检测学报》2020,11,8,2545-2551)”

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