电场强化食品常温非催化酯化反应机理研究

申请者前期研究发现电场处理可使葡萄酒中酯含量上升4-9％，多篇论文在国际刊物发表后获得较大影响，《New Scientist》和《Nature China》等均作为科技亮点进行点评，前期成果获教育部二等奖等多项省部级奖励。本项目为在此基础上的后续深入研究。针对食品工业中常见的常温酯化反应缓慢低效的特点，以酒、醋等高醇或高酸食品为对象，以醇酸模拟体系为切入点，以自行研制的电场设备为处理手段，借助核磁共振、气质联用、激光拉曼光谱等分析手段，探索在无外源催化剂添加的状态下不同酸醇体系中电场参数与常温酯化反应速效及反应平衡之间的关系，从活化能改变、中间产物等角度探明强化反应机理，得出相关机理模型，探索有效调控措施，为进一步开发电场强化食品酯化反应的绿色加工技术提供依据和指导。研究常温及非催化剂添加状态下电场强化酯化反应速效的规律，有别于化工行业中现有的高温催化酯化反应，立意较为新颖，应用前景广阔。

本项目较为详细地研究了脉冲电场作用下常温非催化状态下乙醇和乙酸、丙酸及乳酸之间的酯化反应情况，计算了反应活化能的变化，由此探索了PEF强化酯化反应的机理。结果表明在各种不同的反应条件下，脉冲电场均能促进乙醇和乙酸酯化反应进行。酯化反应速率随着PEF场强的增加而增大，低温下PEF对酯化反应的促进作用更为明显，PEF场强(E)和活化能降低值(ΔEa)之间的线性关系可以用方程ΔEa=0.849E来描述；儿茶素的缩合反应随电场强度的增加明显增强，在40 kV/cm的场强下，其缩合活化能从41.59 kJ/mol 显著降低到28.98 kJ/mol。.较为详细地研究了PEF对食品营养素的分子改性以及结构与功能的变化。发现脉冲电场处理能延缓油脂氧化，电场与双氧水或者臭氧协同作用，可明显促进大分子量壳聚糖降解到3000 Da以下，效果远强于单因素作用。广东省科技厅鉴定成果 “脉冲电磁场改性淀粉的技术与装备”研发了一套淀粉乳改性处理的脉冲电磁场装备，建立了利用该装备改性处理大米、玉米及马铃薯等淀粉乳的工艺条件和技术，使其糊化温度降低2～3℃，消化率提高10%以上，该成果达国际领先水平。“高值化糖品绿色加工关键技术及应用”获广东省技术发明一等奖，“物理场强化白兰地酒橡木陈酿技术”获广东省发明优秀奖。.以曾新安为大会召集人及执行副主席成功举办了第八届农业工程委员会技术会议暨非热加工会议，汇聚了来自44个国家的167名外国专家、学者，接收论文441篇（拟EI收录），举行学术报告120场，其中国外院士级别专家特邀报告6场，国外专家学术报告82场，国内专家报告38场。.培养研究生8名，其中博士生4名，招收留学生2名，送出培养4名。发表论文28篇，其中SCI收录论文17篇，一区TOP论文2篇，二区论文13篇，EI论文3篇，国内核心期刊论文8篇，有3 篇关于PEF 对食品营养素影响的论文被《Annual Review of Food Science and Technology 》引评（2011 年，德国）。申请国内专利16项，其中发明专利10项，授权专利6项，其中发明专利1项，实用新型5项。曾新安晋升为博士生导师，入选教育部新世纪人才，国家评酒委员，当选为中国食品科学技术学会非热加工技术分会副理事长、广东省荔枝产业协会常务副会长等。