Élelmiszer-szerkezet

Az élelmiszer-szerkezetek összetettek: a növényi és állati szövetekben jelen lévő bonyolult, önállóan összeállított szerkezetektől a feldolgozott élelmiszerekben előállított előre gyártott szerkezetekig terjednek.

Kapcsolódó kifejezések:

  • Biológiai hozzáférhetőség
  • Lipidek
  • Szénhidrátok
  • Enzimek
  • Emésztés
  • Élelmiszer feldolgozás
  • Fehérjék
  • Poliszacharidok

Letöltés PDF formátumban

Erről az oldalról

Bevezetés

V.J. Morris, K. Groves, az élelmiszer-mikrostruktúrákban, 2013

Az élelmiszer-szerkezetek összetettek: a növényi és állati szövetekben jelen lévő bonyolult, önállóan összeállított struktúráktól a feldolgozott élelmiszerekben előállított előre gyártott szerkezetekig terjednek. Az étel szerkezete az idő múlásával változik. A legtöbb ember ismeri az eper vagy a paradicsom érleléskori lágyulását, vagy a körte és az alma tárolás közbeni ropogósságának elvesztését, ami szerkezetük fokozatos lebomlásával jár. Minden feldolgozott élelmiszer véges eltarthatósági idővel rendelkezik, ami gyakran összefügg a belső szerkezetük romlásával. Az egészséggel, az elhízással, a környezeti problémákkal, a hulladék- és élelmiszerhiánnyal kapcsolatos aggodalmak jelenlegi helyzetében a feldolgozott élelmiszerek eltarthatósága és minősége kulcsfontosságú. Az élelmiszeripar fejlődésében és irányításában fontos szerepet játszik annak megértése, hogy az összetevők hogyan alkotják az élelmiszerek szerkezetét és hogyan változik ez a szerkezet élete során vagy étkezés közben.

Az étel textúrájának mérése és a fogyasztók választása

Melissa Jeltema,. Jennifer Vahalik, az élelmiszer-tudomány referencia moduljában, 2017

Szinopszis

Az élelmiszer-szerkezet, az élelmiszer-textúra, valamint a fogyasztói termékek preferenciái és választási lehetőségei szorosan összefüggenek. Az ezek közötti kapcsolatok megértése azonban nehéz volt, néhány mögöttes tényező miatt, amelyeket csak a közelmúltban azonosítottak. Ezek közé tartozik (1) az egyének eltérően étkeznek, és az ételek fogyasztása befolyásolja a textúra értékelését és a textúra tetszését; (2) az egyének csoportosíthatók száj viselkedésük alapján (MB), amelyek felhasználhatók a textúra értékelésében és tetszésében észlelt variációk némelyikének megértésére és magyarázatára; és (3) a textúra nem statikus és megváltozik a termék fogyasztása során, ezáltal megváltoztatva a textúra értékelését és a terméknek a harapásra való tetszését. A textúramérést számos tudományág végzi: érzékszervi, termékkutatók MB-ban és szóbeli feldolgozás. Ez a cikk áttekintést nyújt az egyes csoportok kutatási módszereiről és megállapításairól, valamint arról, hogy miként járulnak hozzá az élelmiszer-szerkezet, az állagmérés, valamint a termékpreferencia és -választás megértéséhez.

Tejfehérjék: a jövő

Mike Boland, Tejfehérjék, 2008

Anyagtudomány és nanotechnológia

Az élelmiszer-szerkezet minden dimenziós skálán fontos az étel érzékszervi tulajdonságai szempontjából (beleértve az állagot, a szájérzetet és az ízkibocsátást), és fontos hatással lehet a tápanyagok felszabadulására és a biológiai hozzáférhetőségére (Parada és Aguilera, 2007). Egyre nagyobb figyelmet fordítanak az anyagtudományi megközelítésekre e hatások megértésére és potenciális kezelésére. Példa erre a lágy anyagok fizikája az élelmiszerekre (Mezzenga et al., 2005).

A nanotechnológia és a nanotudomány potenciális alkalmazása az élelmiszerekben a fentiekben vázolt okok miatt valószínűleg fontos területté válik. Az élelmiszer magasabb dimenziós szerkezetének nagy része nanostruktúrák következménye. Nem valószínű, hogy a nano robotikát belátható időn belül alkalmazzák az élelmiszerekre: a jelentős technikai kihívásoktól függetlenül várható, hogy a nyilvánosság elfogadása jelentős akadályt jelent. Ennek ellenére a nanotechnológia jelentős hatással van az élelmiszer-tudományra, részben azáltal, hogy új, továbbfejlesztett műszereket használ, amelyek elérhetővé válnak a nanotechnológiai kutatások támogatására (Foegeding, 2006; Weiss és mtsai, 2006).

A nanotechnológia egyik fontos jellemzője az önfelépülő molekuláris felépítmények (nanostruktúrák) előfordulása. Kiderült, hogy az ételek természetesen sok ilyen rendszert tartalmaznak, például az aktin-miozin komplex a hús izomrostjaiban, a keményítő granulátumok a növényi élelmiszerekben és a kazein micella a tejben. Kimutatták, hogy a tejsavófehérjék bizonyos körülmények között önfelépítő rendszereket alkotnak (Bolder et al., 2006; Graveland-Bikker és de Kruif, 2006).

Tejfehérjék: A jövő

Anyagtudomány és nanotechnológia

Az étel szerkezete minden dimenzióban fontos az étel érzékszervi tulajdonságai szempontjából (beleértve az állagot, a szájérzetet és az íz felszabadulását), és fontos hatással lehet a tápanyagok felszabadulására és a biológiai hozzáférhetőségére (Parada és Aguilera, 2007). Egyre nagyobb figyelmet fordítanak az anyagtudományi megközelítésekre e hatások megértésére és potenciális kezelésére. Példa erre a lágy anyagok fizikája az élelmiszerekre (Mezzenga et al., 2005; Ubbink et al., 2008).

Szóbeli feldolgozás

5 Lenyelés

Miután a táplálék szerkezetét a szóbeli cselekvések megfelelően kielégítik, a szájon át történő feldolgozás, a nyelés utolsó szakasza következik be. A nyelés jellemzi az élelmiszer bolus szállítását a szájüregből a nyelőcsőbe és a gyomorba.

Az élelmiszer-bolus összetartását javasolták a nyelés pillanatának azonosítására (Prinz & Lucas, 1997). Mások kimutatták, hogy a nyelési küszöböt nem kizárólag a részecskeméret és a keménység határozza meg. A fizikai paramétereket, a rugósságot, a tapadóképességet és az összetartást, valamint az érzékszervi tulajdonságok ragadékonyságát fontos tényezőknek javasolták a bolus lenyelésének kiváltásában (Peyron et al., 2011). Ezenkívül a kutatók a könnyű deformálódás, a nyújtás és az áramlás képességét is figyelembe vették, amely szükséges a kényelmes lenyeléshez, minimális szóbeli erőfeszítéssel (Chen & Lolivret, 2011). Úgy tűnik, hogy a nyelés megkezdésének pillanatát egy integratív folyamat határozza meg, amely egyesíti a több bolus tulajdonság észlelését.

Egészséges egyéneknél a nyelés természetes lépésként történik az evési folyamat során. Egy hátrányos helyzetű, idős egyénekből és műtétekből felépülő vagy diszfágiában szenvedő betegekből álló csoport számára azonban a nyelés fulladást vagy fulladást okozhat. Minden ember igyekszik kritikus, optimális szemcseméretet elérni nyelés előtt, hogy elkerülje a káros hatásokat, például az élelmiszer-részecskék belélegzését; alternatívák a nehéz ételek kerülése vagy a nem megfelelően elkészített ételek lenyelése.

Atomerő-mikroszkópia (AFM) és a kapcsolódó eszközök élelmiszerek és italok nanoszkópon történő leképezéséhez

Felületi érdesség

A szilárd ételszerkezeteknél a felületi érdesség határozza meg a fény visszaverését és szóródását, valamint az ételminták vizuális megjelenését. Az AFM ideális mérési eszköz a felületi érdesség kvalitatív vagy kvantitatív értékeléséhez. Ez a megközelítés használható a minőség ellenőrzésére vagy tudományos eszközként a megmunkálás felületi szerkezetre gyakorolt ​​hatásainak megértésére. Ilyen típusú vizsgálatok például az AFM használata a felületi szerkezet változásainak nyomon követésére olyan termékek esetében, mint a csokoládék és cukrászda. Az AFM használható a felületi pórusok jelenlétének, a beágyazott kakaóvaj vagy cukorkristályok jelenlétének jellemzésére, valamint a fázisátalakulások vagy a kristályosodás és növekedés követésére olyan folyamatok során, mint a csokoládé temperálása vagy tárolása (Rousseau, 2007). Bár az ilyen típusú tanulmányokat ritkán teszik közzé a tudományos szakirodalomban, az AFM használata a minőségellenőrzés eszközét nyújtja, amelyet az ipari laboratóriumokban fel lehet használni a termelési problémák eredetének vizsgálatára, valamint a belső termékkutatás és fejlesztés támogatására.

Az élelmiszer szóbeli textúrájának értékelésének objektív és szubjektív aspektusai

Ana Carolina Mosca, Jianshe Chen, az élelmiszer-tudomány referencia moduljában, 2016

Nyelés

Miután az étkezési struktúra a szóbeli műveletek sorrendjével kellően lecsökken, az élelmiszer bolusát a szájüregből a garat – nyelőcső traktusába szállítják. A nyelés három fázisra osztható: orális, garat és nyelőcső (Chen, 2009). Az orális fázis magában foglalja a bolus képződését az élelmiszerrészecskék nyállal történő összekeverésével és annak a szájüreg hátsó részébe történő szállításával. A másik két fázis rövidebb időtartamú reflexfolyamat. A bolust a garat összehúzódásával (garat fázis) szállítják a disztális nyelőcsőbe, majd a primer és a szekunder perisztaltika (nyelőcső fázis) tovább továbbítja a gyomor felé. A nyelési folyamatban részt vevő különböző szervek, például a nyelv, a garat és a lágy szájpadlás (velum palatinum) által végzett tevékenység minőségi és mennyiségi szempontból elemezhető képi technikákkal (Hiiemae és Palmer, 1999; Hiiemae, 2004; Okada et al., 2007).

A nyelési küszöb szubjektivitását néhány tanulmány javasolta. Amikor Loret és mtsai. (2011) összehasonlította az alanyok közötti bolus jellemzőit, a szerzők megállapították, hogy a víztartalom különböző víztartalma és reológiai tulajdonságai jellemzik. Ez az eredmény arra a következtetésre vezetett, hogy minden egyénnek megvan a maga nyelési küszöbe. Mioche és mtsai. (2003) a húsminták bolusainak jellemzői között nagy az egyének változékonysága, amelyek keménysége és lédússága változik. A lenyelés pillanatában egyes bolusok kemények voltak és alacsony mennyiségű nyálat tartalmaztak, míg másokat nagyobb mennyiségű nyállal jól felaprítottak. Ezek az eredmények megerősítik, hogy a nyelési küszöb nem univerzális. Összefüggést mutat a modellel (15-ször rágott és a nyelési ponton) rágcsált részecskemérete, valamint az egyének azon képessége között, hogy érzékeljék a nyelv és a szájpadlás közötti acélgömbök méretét Engelen és mtsai. (2004). Feltételezhető tehát, hogy az orális érzékenység összefügg a nyelési küszöbértékkel.

Élelmiszer- és táplálkozástudomány, mágneses rezonancia alkalmazásai

Strukturális szervezet az élelmiszerekben

Az élelmiszer-struktúra területén az élelmiszerek összetevőinek szerkezeti felépítését és dinamikáját igyekszik feltárni. Ez kihívást jelent a nagy távolság- és időtartomány miatt. A 3. (a) ábra viszonylag egyszerű példát mutat be, ahol a gabonafélék szerkezeti szerveződésének különböző (hosszúságú) skálái vannak ábrázolva. A gabonamagokban, például a búzában és a rizsben lévő keményítő például keményítőszemcsékbe szerveződik, amelyek amorf régiókat, valamint olyan doméneket tartalmaznak, ahol a keményítőláncok spirális szerkezetekké szerveződnek. Mindezek a szerkezeti szintek relevánsak a gabonafélék ehető élelmiszerekké történő feldolgozásakor, mint például a rizsfőzésnél, vagy a tészta és végül a kenyér elkészítésénél. Az élelmiszer-tudományon belül spektroszkópiai és mikroszkópos technikákat alkalmaznak, de ahogy a 3. ábra (b) ábrán látható, az NMR megkülönbözteti magát azzal, hogy gyakorlatilag minden hosszúsági skálát lefed és képes dinamikus eseményeket, különösen a vizet érintő eseményeket nem invazív módon felmérni. módon.

áttekintés

3. ábra A gabonaanyagokban és -termékekben előforduló hosszméretek áttekintése. a) Gabonafélék, mint a különböző hosszúságú lépcsőkben előforduló felépítésű és dinamikájú élelmiszer-anyagok. (b) A mágneses rezonancia spektroszkópia és képalkotó módszerek működési tartományai.

Az élelmiszer mikrostruktúrájának és az érzékszervi minőségnek a kapcsolata

17.1 Bevezetés: az étel mikrostruktúrái és az érzékszervi tulajdonságok közötti kapcsolat tanulmányozásának fontossága

Az ételszerkezetek szóbeli feldolgozása fontos az étel mikrostruktúrája és az érzékszervi érzékelés közötti kapcsolat teljes megértéséhez. Az élelmiszeranyag különféle tulajdonságaitól függően különböző módon dolgozzák fel, pl. ízesítik vagy rágják, hevítik vagy testhőmérsékletre hűtik, és összekeverik a nyállal, amely egy nagyon összetett folyadék, amely különféle biopolimereket, enzimeket, immunproteineket, sókat és pH-puffer rendszert tartalmaz. Ennek következtében a termék fizikai állapota, ahogyan azt a szájban érzékelik, gyakran egészen más, mint a fogyasztás előtti állapot. A feldolgozás szintén interaktív; attól függően, hogy az étel hogyan reagál a szájra, amint azt az érzékszervi receptorok érzik, a feldolgozás ki lesz igazítva. Sőt, lenyelés után a szájban lévő étel maradványai utóérzetet és utóízt eredményeznek, amelyek fontosságát gyakran alábecsülik.

Azok a megközelítések, amelyek a terméket nagyon stabilá teszik a polcon (magas mikrobiális biztonság és magas szerkezeti stabilitás), gyakran mellékízekhez vagy elfogadhatatlan száj- vagy utóérzethez vezetnek. Például egy terméket intenzív sterilizálással mikrobiológiailag nagyon stabilá lehet tenni, és hosszabb eltarthatóságot biztosíthat a mikrostruktúra szilárd rugalmas gélben történő stabilizálásával, de az eredeti termék kívánt érzékszervi tulajdonságai elvesznek. Ezért optimumot kell találni a fogyasztás előtti stabilitási követelményekben, valamint a száj viselkedésében és szerkezeti instabilitásában (17.1. Ábra). Ezt az optimalizálási folyamatot nagymértékben támogathatja a termék érzékszervi érzékelésének összetételével és mikrostruktúrájával kapcsolatos ismeretek, beleértve a termék szájban történő feldolgozását.

17.1. Ábra A feldolgozási körülmények lehetséges variációinak sematikus térképe az összetevő választásának lehetséges variációival szemben. A stabilitás és az eltarthatóság más ablakot határoz meg a kívánatos feldolgozási feltételek és az összetevők megválasztása szempontjából, mint az érzékszervi minőség. Az átfedés régiójában optimális érték található.

Ezen a ponton meg kell jegyezni, hogy a fogyasztó általi végső felfogás az élelmiszerről az élelmiszerekkel kapcsolatos különféle információk agyba történő integrálásán alapul, nevezetesen az orális előtti szempontok, például szín, illat, kezelési tulajdonságok és esetleg hang, az érzékelés a szájban, valamint elégedett és jóllakott érzés, amelyet a vércukorszint és a hormonális hírvivők okoznak. Sőt, az agyat a korábbi tapasztalatok, a kulturális alkalmazkodás és a hangulatok is befolyásolják, és szabályozza a szájüregi mágikus folyamatot. Azonban, bár az élelmiszerek fogyasztói általi általános megítélése sok szempontot magában foglal, az élelmiszerek szájban történő észlelése döntő szerepet játszik.

Ez a fejezet az ételszerkezet és a szájban történő szenzoros érzékelés kapcsolatára korlátozódik. Noha az élelmiszeranyag szájban történő szenzoros érzékelésének több aspektusa megérthető az élelmiszer anyag szerkezetéből, mielőtt az a szájba kerülne, a szájat mint feldolgozó egységet kell tekinteni, ami jelentősen megváltoztatja a termék szerkezetét. Az ételeket mechanikusan apróbb darabokra bontják a fogak rágásával és rágásával, és a nyállal összekeverik, így egy csúszós bolus képződik, amely könnyen lenyelhető, biztonságosan átjutva a garaton és a nyelőcsőn a gyomorba. Ezenkívül a szájnak az emésztőrendszer felé irányuló portálfunkciója van, ellenőrzi az ételek minőségét és biztonságát a különféle érzékszervi receptorok által. Ilyen receptorok például az orrban található aromareceptorok, valamint a szájszövetekben elhelyezkedő ízlelőbimbók, nyomás-, stressz- és hőérzékelők.

A következő részben az élelmiszerek szájon át történő viselkedésének tanulmányozására rendelkezésre álló módszerekre fogunk koncentrálni. A következő szakasz a szájban bekövetkező főbb folyamatokat tárgyalja számos élelmiszer-kategória esetében.

3D élelmiszer-nyomtatási technológiák és a nyomtatás pontosságát befolyásoló tényezők

2.2.1.3 Az előkezelés és az utókezelés módszerei