图2归纳了伴随产品生命周期与 NIZO进行食品结构学研究的主要领域。传统意义上,大部分组织学研发着眼于图中的 A和 B 部分,以在货架期内维系特定的厚度、硬度及凝(乳)胶体系稳定性。如今产品的生命循环也包含了产品消费期(C部分), 以获得最佳口感所需的咀嚼过程不稳定性(Van Aken et al.2007)。就在最近,焦点已经进一步向产品消化环节(D 部分)转移。产品或其成分的设计已经针对为获得特定健康功效,或传递特定成分至消化道的特定部位。食品的宏观特性(流变学,rheology)和分子级结构分析都成为研究的重点课题。但是这些级别的研究只能对产品组织结构的形成和解体,或产品特性与组织结构的关联提供有限的认知。所以未来该领域的研发将着眼于被称为细观结构级别(meso structure level): (1)宏观(Macro):凝胶和乳胶的结构流变学;消费者感官和结构分解 (2)细观(Meso):乳胶颗粒之间或分相高聚物系统中的蛋白张力/交联的特性与结构 (3)微观(Micro):包括消化道中的消化和吸收过程的诸多分子特性 凝胶形成过程中的分子交联,颗粒-颗粒或颗粒-胶质之间乳化剂的作用决定了产品的特性,进而影响消费者感官。目前减少饱和及反式脂肪酸在食品中使用的趋势迫使整个工业探究基于乳胶产品感官背后的机理(Van de Velde et al.2008)。目前主要的最新分析仪器和方法包括激光共聚扫描显微镜(Confocal laserscanning microscopy, CLSM)(Van de Velde et al. 2003),光散射技术(De Kruif and Holt 2003),磨损学和微观流变学等。后者结合了微观结构的 CLSM 可视化与测量可控解体下产品的流变学特性。这些解体包括模拟舌腭间挤压(Van den Berget al. 2008a)和舌腭间液体涂抹(Dressehuis et al. 2008a)。 为了控制产品特性,要检测真实情况下的剪切力和温度。微结构分析的最新进展已经能使学者对特定级别(细观)的结构进行研究,甚至伴随咀嚼过程(Tromp et al. 2004)。这是向更好的了解加工过程中的结构(形成需要的结构)或在与口腔相同状态下的结构分解的主要步骤。近期的研究表明微结构和真实口腔情况下的切割行为对了解口腔感觉需求的重要性,如多汁型(Van der Berg et al.2007),易碎性(Van den Berg et al. 2008b)和类奶油性(Dresselhuis et al. 2008b)。含特定难混合成分(如脂肪和水,蛋白质和多聚糖等)的产品有其固有的不稳定性。学者们与热力学进行着长期的持续抗争。随着非乳品原材料的引入,要求更好地了解和控制复合高聚物系统的性质。特别是对蛋白质和多聚糖的交联作用对理性食品设计有至关重要的意义(De Jong and Van de Velde 2007;DeJong et al. 2008)。 新产品的需要,例如从产品结构释放的小分子的控制,胶囊化和食品中小分子移动中的新问题(De Hoog and Tromp 2003; Weinbreck et al. 2004)。由功能性或生物活性成分在食品中的强化更加推动了对先进胶囊化技术的研究。NIZO开发了基于定制功能性(tailored functionality)的天然胶囊化技术。通过对包被蛋白的天然交联研究开发了定制功能性(Alting et al. 2007;Floris et al. 2008)。基于这项技术开发了一种肠包被可以在胃酸环境中得以保全,在小肠部位降解从而将生物活性物质运输目标部位(Lambert et al. 2008)。为了快速检测活性物质的释放,NIZO 还开发了模拟食物组织和成分生理降解的方法,SYMPHYD。食物组织和成分的分解和消化在结构设计的权重决策中是重要的考虑方面。 食品物理和在数学模型中重现加工状况的能力结合在一起可以对工艺效率和产品物性控制更加有效。同时这项改进为知识管理的崭新方式打下牢固的基石(Smit et al 2001; De Jong et al2002a;Vissers and De Jong 2003)。物理学和食品工艺学不是执掌制造新型材料的维二工具;一旦完成分子功能性分子的鉴定,生命科学会导致更多更新的拥有改进特性的新分子。 3.3 功能性健康成分 消费者需要舒适、长寿和健康。NIZO把研究重点放在肠道,因为绝大多数的功能性都(声称)在此部位体现。钙的重要性在于降低肠道感染和直肠癌的风险(Bovee-Oudenhoven et al2003a; Govers et al 1996)。此外钙还可能对炎症性肠病起积极作用。其他几种乳品成分也可能调整对肠道感染的抵抗力(Sprong et al 2001)。益生元和益生菌因可以影响肠道菌群组成而为人所知(Bovee-Oudenhoven et al 2003b),并且益生细菌可以用作某些营养物质在肠道内的原位合成(Sybesma et al 2004)。二者也可能在免疫反应改善过程中起重要作用。即将诞生的新生物标记将有助于阐明食品成分在肠道健康中的功效。 超重和肥胖症是包括成人和儿童的主要公共健康问题。近年来,世界范围内的肥胖级别显著升高。所以食品企业必须重视其反应并且将合理的饮食建议(建议增强体育锻炼)结合于新产品的诸多影响因素(饱食度)中。来自于嗅觉、味觉、色泽、温度以及组织的感官效应是饮食终结重要的影响因素。另外改变风味特性也对增强感官特异的饱食感有作用(Ruijschop et al 2008)。蛋白质和脂肪的功能性能彼此增强过饱食效应。益生元和益生菌被发现调整饱食相关激素和能量摄入,也可以作为体重控制的功能性成分(Ten Bruggencate and Meyer,2008)。
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