本发明涉及细胞膜完整性表征
技术领域：
。更具体地说，本发明涉及一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法。
背景技术：
：干制是一种用于长期保藏食品的重要加工方法，例如干燥保藏的红枣、葡萄干、柿饼、香菇等。目前市场果蔬主要的干燥技术包括热风干燥，真空冷冻干燥，中短波红外干燥等等，其中，热风干燥被认为是最常用的干燥方法，可以是恒温热风干燥，也可以是变温热风干燥，其成本低廉，操作简便。不同的热风干燥参数对细胞膜失活过程的影响是不同的，进而对果蔬质构和营养会产生不同的影响。对于较优的干燥工艺参数，要求利于生物活性在干制品复水后的回复，利于干制品质构的保持。如何基于细胞膜完整性变化便捷、科学的评价干燥技术，为高品质的干燥加工技术提供一种重要的判别手段，是目前急需解决的问题。技术实现要素：本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本发明还有一个目的是提供一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，提供一种基于细胞膜完整性变化便捷、科学的评价干燥技术的方法，为高品质的干燥加工技术提供一种重要的判别手段。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，包括以下步骤：从鲜样品中取若干重量相等的待处理样，其中，若干的个数确定以具体实验操作需求为准；测定其中一待处理样的含水量，记为初始含水量；将待处理样按照预定干燥技术干燥，干燥过程中以水分含量比p＝100％为起点，干燥平衡时的p值为终点，在干燥过程中p值每下降k时，得一个待测样，其中，p＝(待测样含水量/初始含水量)*100％，k≤25％，p＝100％时对应的为未经过干燥处理的鲜样品，按照p值由大至小，最后两个待测样的p值差不受k影响，即保证最后一个样为干燥平衡时的样品；将待测样分别经过gd-dtpa浸泡后进行核磁共振测定，得出峰时间在100-1000ms期间的峰面积，计算每个待测样的峰面积百分比w，其中，w＝(待测样的峰面积/p值为100％的待测样的峰面积)*100％；以待测样p值为横坐标，对应的w值为纵坐标，绘制折线，计算折线与横轴的面积s，s值越大，表明预定干燥技术对细胞膜完整性影响越小，干制品品质越高。优选的是，经过gd-dtpa浸泡具体为：浸没在25mmgd-dtpa水溶液中3h，随后取出沥干。优选的是，进行核磁共振具体为：在32±0.02℃、23.2mhz的共振频率下使用cpmg脉冲序列，重复扫描16次，等待时间6500ms，回波个数16000。优选的是，10％≤k≤25％，保证取样个数，确定测量精确度的同时简化操作。优选的是，含水量为干基含水量。优选的是，待处理样的重量≤2g。本发明至少包括以下有益效果：随着干燥过程的进行，细胞膜会逐渐失去完整性，不同的热风干燥参数对细胞膜失活过程的影响是不同的，对于较优的干燥工艺参数，细胞均匀失水，细胞膜完整性均匀损失，由于细胞膜完整性代表了不同干燥处理对细胞的损伤程度，意味着生物活性的最小速度的减少，这将有利于生物活性在干制品复水后的回复，利于干制品质构的保持。本发明通过借助gd-dtpa和核磁共振的方法，对不同干燥技术在干燥过程中对细胞膜完整性变化的进行表征，以便捷、科学的评价干燥技术，为高品质的干燥技术提供一种重要的判别手段。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下待测样的弛豫时间反演谱图；图2为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下w值随p值的变化曲线；图3为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下s值随干燥温度的变化曲线；图4为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下得到的产品图；图5为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下待测样的弛豫时间反演谱图，其中，位于上方的图对应升温变温干燥过程，位于下方的图对应降温变温干燥过程；图6为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下w值随p值的变化曲线；图7为本发明的其中一实施例中不同干燥技术下得到的产品图。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是：定义不同弛豫时间t2对应峰的出峰顶点时间分别为自由水t23(100-1000ms)、不易流动水t22(10-100ms)、结合水t21(1-10ms)，不同峰面积对应的弛豫时间分别为自由水a23(t23)、不易流动水a22(t22)、结合水a21(t21)；核磁共振测定的测定条件为：在32±0.02℃、23.2mhz的共振频率下使用cpmg(carr-purcell-meiboom-gill)脉冲序列(16ms的90°脉冲)，重复扫描16次，等待时间6500ms，回波个数16000。<实施例1>一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，所述干燥技术为恒温热风干燥，确定恒温热风干燥的干燥温度分度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，包括以下步骤：s1、从鲜样品(香菇)中取若干重量相等的待处理样，具体为1g；s2、参照国标gb/5009.3-2010测定其中一待处理样(鲜样品)的含水量(以干基含水量表示)，记为初始含水量，其中，具体为国标中的直接干燥法；s3、将剩余待处理样分为7组，每组至少5个；s3、对7组待处理样(香菇)分别进行恒温热风干燥，风速为2m/s，7组对应的热风干燥的温度分别为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，均干燥至达到干燥平衡(水分含量10％以下)，其中，当p值(果蔬干基含水量分别为初始含水量)为80％，60％，40％，20％以及干燥终点时，将每组中至少一个香菇样品取出，得待测样，待测样还包括步骤s2中的其中一待处理样(鲜样品)；s4、将待测样分别浸没在20ml25mm的gd-dtpa水溶液后中3h，随后取出进行核磁共振测定，分别计算出峰时间在100-1000ms期间的峰面积；s5、计算每个待测样的峰面积百分比w，w＝待测样的峰面积/(水分含量比为1待测样的峰面积)*100％，具体结果如下表1所示；s6、以待测样p值为横坐标，对应的w值为纵坐标，绘制折线，如图2所示，计算折线与横轴的面积s，如图3所示，s值越大，表明预定干燥技术对细胞膜完整性影响越小，其中，干燥至干燥平衡时的样品形态如图4所示。结果分析表1不同干燥温度下不同水分含量比香菇对应的w值水分含量比p100％80％60％40％20％干燥平衡30℃10074.96±1.8972.12±3.1680.87±1.9555.55±1.954.15±0.9940℃10074.52±4.0172.15±3.1450.48±5.0246.62±3.23050℃10083.62±4.3280.88±3.5461.43±1.8745.92±2.90060℃10083.64±3.0363.38±3.0651.48±1.0223.93±2.39070℃10079.00±1.8062.23±2.5133.24±2.886.35±1.94080℃10083.01±4.1747.29±3.7227.28±1.894.35±1.01090℃10082.08±3.5224.40±3.1812.99±2.472.58±1.210由图1可知，对于鲜样品(水分含量比为100％)来说，a23大于a22，说明香菇中主要的水分为自由水，少部分为不易流动水和结合水，随着热风干燥过程的进行，不易流动水变化区以及自由水变化区都很明显，且a22与a23均逐渐减小，不同温度下的热风干燥均呈现出相同的细胞内水分的变化趋势，说明可以通过gd-dtpa监测热风干燥下香菇菌丝体细胞内部水分状态的变化，而结合水区域没有相应的峰值，因此不适用于对细胞内结合水分变化的监测。在初始干燥阶段，a22与a23变化不太明显，其主要损失了细胞外游离水；对于a23，峰面积减少意味着通过热风干燥除去的水分来自液泡内部的游离水，当达到干燥平衡时，a23几乎消失，证明液泡中的自由水被除去，而通常认为液泡膜和细胞膜有类似结构，因此证明了脱水导致细胞膜完整性的丧失，即使膜结构永久失活，其证明了gd-dtpa可用于探索干燥过程中细胞膜完整性的变化。对于a22，在达到恒重时仍有部分残留峰面积，并随着干燥过程的进行向结合水靠拢，这说明gd-dtpa很难影响结合水或固定化水，这也表明当达到干燥平衡时结合水不能完全除去。总的来说，当达到干燥终点时，a23不可逆的消失意味着通过脱水使膜结构永久失活，由图2可知结合图3可知，随着温度的升高，s值变小，即相对于高温干燥，低温干燥的s值较大，因此从细胞膜完整性的角度说，低温干燥时，细胞均匀失水，细胞膜完整性均匀损失，生物活性的以相对小的速度的减少，这将有利于生物活性在干制品复水后的回复，有利于干制品质构的保持，低温热风干燥相对于高温热风干燥是一种较优的干燥工艺，从图4香菇形体上可进一步说明上述结论。<实施例2>一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，所述干燥技术为变温热风干燥，包括以下步骤：s1、从鲜样品(香菇)中取若干重量相等的待处理样，具体为1g；s2、参照国标gb/5009.3-2010测定其中一待处理样(鲜样品)的含水量(以干基含水量表示)，记为初始含水量，其中，具体为国标中的直接干燥法；s3、将剩余待处理样分为2组，每组至少4个；s3、对2组待处理样(香菇)分别进行变温热风干燥，均干燥至达到干燥平衡(水分含量10％以下)，其中，当p值(果蔬干基含水量分别为初始含水量)为75％，50％，25％，以及干燥终点时，将每组中至少一个香菇样品取出，得待测样，待测样还包括步骤s2中的其中一待处理样(鲜样品)，具体的变温干燥参数如下表2所示：表2变温干燥参数s4、将待测样分别浸没在20ml25mm的gd-dtpa水溶液后中3h，随后取出进行核磁共振测定，如图5所示，分别计算出峰时间在100-1000ms期间的峰面积；s5、计算每个待测样的峰面积百分比w，w＝待测样的峰面积/(水分含量比为1待测样的峰面积)*100％，具体结果如下表3所示；s6、以待测样p值为横坐标，对应的w值为纵坐标，绘制折线，如图6所示，计算折线与横轴的面积s，s值越大，表明预定干燥技术对细胞膜完整性影响越小，其中，干燥至干燥平衡时的样品形态如图7所示。结果分析表3不同变温干燥过程下不同水分含量比香菇样品对应的w值水分含量比p升温热风干燥降温热风干燥100％10010075％90.90±2.155.63±0.2550％85.16±4.373.46±0.1925％29.78±3.811.32±0.11干燥平衡0.18±0.100由表3结合图7可知，无论是升温热风干燥还是降温热风干燥，w值均随着干燥过程不断下降，对图3中的峰面积s进行分析，发现升温热风干燥的s值显著大于降温热风干燥得s值，在干燥终点所有w值几乎为0，这表明了细胞膜完整性的丧失，以上结果说明初始干燥过程的低温有利于细胞膜完整性的保持，初始干燥的高温将导致细胞膜完整性迅速破坏，香菇内部结构显著塌陷，因此从细胞膜完整性的角度说，升温变温热风干燥有利香菇保持形态，相对于降温变温干燥来说，是一种较优的干燥工艺。进一步，从图7香菇形态上可进一步说明上述结论。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。当前第1页1 2 3
技术特征：1.基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
从鲜样品中取若干重量相等的待处理样；
测定其中一待处理样的含水量，记为初始含水量；
将待处理样按照预定干燥技术干燥，干燥过程中以水分含量比p＝100％为起点，干燥平衡时的p值为终点，在干燥过程中p值每下降k时，得一个待测样，其中，p＝(待测样含水量/初始含水量)*100％，k≤25％；
将待测样分别经过gd-dtpa浸泡后进行核磁共振测定，得出峰时间在100-1000ms期间的峰面积，计算每个待测样的峰面积百分比w，其中，w＝(待测样的峰面积/p值为100％的待测样的峰面积)*100％；
以待测样p值为横坐标，对应的w值为纵坐标，绘制折线，计算折线与横轴的面积s，s值越大，表明预定干燥技术对细胞膜完整性影响越小，干制品品质越高。
2.如权利要求1所述的基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，其特征在于，经过gd-dtpa浸泡具体为：浸没在25mmgd-dtpa水溶液中3h，随后取出沥干。
3.如权利要求1所述的基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，其特征在于，进行核磁共振具体为：在32±0.02℃、23.2mhz的共振频率下使用cpmg脉冲序列，重复扫描16次，等待时间6500ms，回波个数16000。
4.如权利要求1所述的基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，其特征在于，10％≤k≤25％。
5.如权利要求1所述的基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，含水量为干基含水量。
6.如权利要求1所述的基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，其特征在于，单个待处理样的重量≤2g。
技术总结本发明公开了一种基于细胞膜完整性变化的干燥技术评价方法，包括以下步骤：从鲜样品中取若干重量相等的待处理样；将待处理样按照预定干燥技术干燥，在干燥过程中水分含量每下降一定程度时，得一个待测样；将待测样分别用Gd‑DTPA浸泡后进行核磁共振测定，得出峰时间在100‑1000ms期间的峰面积，计算每个待测样峰面积相对于鲜样峰面积的百分比；以水分含量比为横坐标，对应的峰面积百分比为纵坐标，绘制折线，计算折线与横轴的面积，面积越大，表明预定干燥技术对细胞膜完整性的影响越小，因此得到的干制品品质越高。本发明基于细胞膜完整性变化便捷、科学的评价干燥技术的方法，为高品质的干燥加工技术提供一种重要的判别手段。
技术研发人员：毕金峰;金鑫;邱阳;李旋;吕健
受保护的技术使用者：中国农业科学院农产品加工研究所
技术研发日：2020.11.20
技术公布日：2021.03.12
