Study on the preservation of agricultural products by means of hydrophobic hydration

疏水水合农产品保鲜研究

基本信息

项目摘要

The suppression of metabolism plays an important role in keeping agricultural products fresh. Metabolism is based on intracellular chemical reactions which are, for the most part, enzyme mediated. As the diffusion of substrate regulates the enzyme reaction rate, the decrease in the diffusion rate of substrate may lead to the suppression of metabolism. When the water in a cell becomes "structured", the viscosity of water increases and the diffusion rate of substrates desreases. Hence, a way for suppression of metabolism can be thought to make intracellular water structured. On this basis, the present study was designed to develop a preservation method that controls the state of intracellular water by means of the formation of structured water.When nonpolar gas dissolves in water, the number of hydrogen-bonded water molecules increases by creation of hydrophobic hydration and the water becomes structured. Among many nonpolar gases that create hydrophobic hydration, inert gases are most suitable since they are expected not to cause chemical changes in cells. Xenon was selected because of the greater degree of structured water formation with xenon compared to other inert gases. The increase of the number of hydrogen-bonded water molecules caused by the dissolution of xenon was confirmed by the NMR experiment. The proton chemical shift indicated the greater chemical shift for the xenon solution compared to the water without xenon.The method was applied to the preservation of broccoli and eggplant. The concentration and quantity of CO2 measured for the broccoli and eggplant during preservation under given pressure of xenon were distinctly smaller compared to those preserved in an air-tight condition at the same temperature. The results supported the validity of the proposed preservation method.
代谢抑制在农产品保鲜中起着重要作用。代谢是基于细胞内的化学反应,其中大部分是酶介导的。底物的扩散调节着酶的反应速率,底物扩散速率的降低可能导致代谢的抑制。当细胞中的水变得“结构化”时,水的粘度增加,底物的扩散速率降低。因此,可以认为抑制代谢的一种方法是使细胞内水结构化。在此基础上,本研究旨在开发一种通过结构化水的形成来控制细胞内水状态的保存方法。当非极性气体溶解在水中时,由于疏水水合作用的产生,氢键水分子的数量增加,水变得有结构。在许多产生疏水水合作用的非极性气体中,惰性气体是最合适的,因为它们不会引起细胞内的化学变化。之所以选择氙气,是因为与其他惰性气体相比,氙气更容易形成结构水。通过核磁共振实验证实了氙溶解引起的氢键水分子数量的增加。质子的化学位移表明,与没有氙的水相比,氙溶液的化学位移更大。将该方法应用于西兰花和茄子的保鲜。在一定的氙气压力下保存的西兰花和茄子的二氧化碳浓度和数量明显小于在相同温度下密闭保存的西兰花和茄子。结果支持了所提出的保存方法的有效性。

项目成果

期刊论文数量(16)
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专利数量(0)
大下誠一,他3名: "生体内の水の制御による農産物の鮮度保持" シンポジウムバイオシステムにおける計測・制御. 57-60 (1994)
Seiichi Oshita 等 3 人:“通过控制体内水分保持农产品的新鲜度”生物系统测量与控制研讨会 57-60 (1994)。
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    0
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大下誠一,他1名: "キセノンガスを利用した農産物の鮮度保持" 食品流通技術. 23(14). 4-9 (1994)
Seiichi Oshita 等 1:“利用氙气保持农产品的新鲜度”食品流通技术 23(14)。
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    0
  • 作者:
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大下誠一,他1名: "水の構造化による農産物保存に関する研究" 第53回農業機械学会年次大会講演要旨. 463-464 (1994)
Seiichi Oshita 等 1:“通过结构化水保存农产品的研究”第 53 届日本农业机械学会年会摘要 463-464(1994 年)。
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    0
  • 作者:
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OSHITA,S., HASHIMOTO,A.and SEO,Y.: "Supression of metabolism by making the water structured" Proc.of the 27th autumn meeting of the society of chemical engineers, Japan (in japanese). 224 (1994)
OSHITA,S.、HASHIMOTO,A. 和 SEO,Y.:“通过使水结构化来抑制新陈代谢”日本化学工程师学会第 27 届秋季会议议程(日语)。
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    0
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橋本 篤,大下誠一: "無極性ガスを利用した水の構造化による細菌の増殖抑制効果" 化学工学会第27回秋季大会講演要旨集. 2. 225 (1994)
Atsushi Hashimoto、Seiichi Oshita:“使用非极性气体结构化水抑制细菌生长的效果”化学工程师学会第 27 届秋季会议记录(1994 年)。
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