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黄原胶与魔芋胶的协效凝胶性研究

发布日期:2015-01-19 15:34:21

黄原胶魔芋胶凝胶性

黄原胶与魔芋胶均为非凝胶多糖,但二者在一定条件下共混可以得到凝胶。黄原胶魔芋胶凝胶性当黄原胶与魔芋胶以0.7/ 0.3的配比共混,多糖总浓度为1%时,二者的协效凝胶性最强,即凝胶强度最大。同时对制备温度和体系盐离子 浓度对多糖共混凝胶性的影响作了初步研宄,研宄表明,当制备温度80°C,盐离子浓度为0. 2niol/L,凝胶强度最大。

多糖是一类重要的生物大分子,在自然界中具有 举足轻重的地位,凝胶化性质是多糖大分子生物功能 的重要方面。天然多糖种类繁多,有许多多糖品种仍处于研究开发阶段。合成高分子化合物共混为工业提 供了大量新型的高分子产品,而天然多糖共混可以从 理论上预测不同结构的多糖之间将会产生什么样的协 同效应,同时还可以改变单纯多糖的性能如粘度,流 变性和胶凝性,象合成高分子共混一样提供更多的新 型多糖产品。
黄原胶是由黄单胞菌经耗氧生物发酵产生的一种 高分子阴离子生物多糖,是由D-葡萄糖、D-甘露糖、 D-葡萄糖醛酸、丙酮酸和乙酸组成的“五糖重复单元” 聚合而成[1],分子主链由D-葡萄糖以13-1,4-糖苷键 连接而成,具有类似纤维素式的骨架结构,每两个葡
萄糖中的一个&上连接有一个由两个甘聚糖和一个葡
萄糖醛酸组成的三糖侧链。魔芋胶的主要组分为葡甘 聚糖。魔芋葡甘聚糖是一种复合植物多糖类,它是由 D-葡萄糖和D-甘露糖按一定比例通过P -1,4-键构成 的多聚糖[2],是一种天然高分子化合物,具有高分子 的普遍特性。
黄原胶和魔芋胶均为非凝胶多糖,但是它们在一 定的条件下共混可以得到凝胶和1+1>2的协同増效作 用,这就是多糖之间相互作用的结果。利用这种相互 作用可以拓宽多糖产品的应用范围,也有利于推动我 国多糖产业的发展。本文主要是对黄原胶和魔芋胶两 种多糖共混后的协效凝胶性进行了初步研宄,为拓宽 功能多糖产品的应用范围,促进我国食品工业的发展, 奠定了一定的理论基础。
共混溶胶和凝胶的制备方法
按实验设定的多糖浓度和共混比例,将黄原胶和 魔芋胶分别慢慢加入搅拌的蒸馏水中,使其分散均匀 后,放入水浴中恒温到指定温度后进行共混,保温一 定时间后即可得到共混溶胶,共混溶胶室温放置冷却 即可得到共混凝胶。
1.2.2粘度的测定方法[3]
在一定条件下,准确配制一定浓度的单一胶和共 混胶溶液,使用BROOKFIELD LVDV-I型粘度计测定。 1.2.3凝胶强度的测定[4]
将横截面积为1cm2的有机玻璃棒垂直固定在一个 支架上,并与放在托盘天平左盘烧杯里凝胶表面接触, 在天平右盘里慢慢添加砝码直至凝胶表面破裂,此时 砝码的重量克数,即为凝胶强度值,一般测5次,取 其平均值。
2结果与讨论
2.1黄原胶与魔芋胶的共混比例对凝胶强度的影响
多糖总浓度为1%,黄原胶(质量为M)与魔芋胶 (质量为m)分别按不同的共混比例(M:m)在80°C水 浴中进行共混,并恒温30min,取出室温24h以上,分 别测得其凝胶强度与共混比例的关系见图1。.从图1 可以看出,随着共混比例M:m由小慢慢变大,而凝胶 强度也逐渐増强,当黄原胶与魔芋胶以M:m=0. 7:0. 3 时,凝胶强度达到最大值。随着两种多糖共混比例继 k
180 - .
0.20.30.40.50.60.70.8,,
——一——比例
0.80.70.60.50.40.30.2
图1两种多糖共混比例对凝胶强度的影响
续増大,凝胶强度又呈下降趋势。这说明了两种多糖 共混要有一个合适的比例,才能达到两种多糖分子间 协同作用最大,凝胶能力最强,表现为凝胶强度最大。 2.2黄原胶与魔芋胶在溶液中有明显的协同増效作 用,共混合胶粘度比同浓度单一胶的粘度数倍増加或 成胶冻状,这种现象称为黄原胶与魔芋胶分子的协效 増稠性和协效凝胶性[5]。这种性能既増加了増粘的效 果,又降低了胶的使用量。从图2可以看出,黄原胶 与魔芋胶有着极明显的协效増稠性和协效凝胶性,这 主要是黄原胶分子的双螺旋结构易和含P -1,4键的多 糖分子发生嵌合作用。黄原胶无论在什么浓度下都不 凝胶,当与魔芋混溶,在共混胶浓度为1%时形成坚实 的凝胶。所以,魔芋胶可以作为黄原胶的増稠剂和凝 胶剂,广泛应用于食品和非食品工业。
2.3温度对多糖共混凝胶性的影响 2.3.1制备温度对凝胶强度的影响
多糖总浓度为1%,共混比例为M:m=0. 7:0. 3,分 别在不同温度进行共混并恒温30min,制备共混凝胶。 测得其凝胶强度与温度的关系见图3。从图3可以看 出,随着温度的升高,凝胶强度増大。当温度达到80
°C左右时,凝胶强度达到最大值。若继续升高温度,凝 胶强度反而下降,这主要是由于黄原胶在正常情况下 分子呈规则的双螺旋结构,在一定温度时,分子从螺 旋结构变成无规则的线团结构。这种无序分子就可与 魔芋多糖分子充分绞合在一起。随着温度的不断升高, 这种无序分子就不断増多,这两种多糖分子间相互作 用凝胶强度明显増大,在80°C左右时达到协效凝胶作 用的最大值。如果继续升温,多糖发生部分降解,凝 胶强度反而下降。上述实验结果表明黄原胶分子构象 对共混凝胶性有着极为重要的作用[6]。
2.3.2温度对共混溶胶粘度的影响
多糖总浓度为1%,共混比例为M:m=0. 7:0. 3,在 不同温度下制得共混溶胶,用BROOKFIELD LVDV-I型 粘度计测得其粘度见图4。从图4可以看出,随着温度 升高,共混溶胶的粘度逐渐下降,流度学特性变好,有 利于多糖分子共混和相互作用,导致凝胶化能力提高。
黄原胶与魔芋胶共混所生成的凝胶是一种热可逆 凝胶。即加热凝胶可变成溶胶,溶胶室温放置冷却又 能恢复凝胶。
2.4盐离子浓度对多糖共混凝胶性的影响 2.4.1盐离子浓度对凝胶强度的影响
多糖总浓度为1%,共混比例为M:m=0. 7:0. 3,在 80°C下分别加入不同浓度的盐(KC1)离子(如0. 01、 0. 05、0. 1、0. 2、0. 4、0. 8mol/L)测得其凝胶强度与 盐离子浓度的关系见图5。从图5可以看出,随着盐离 子浓度増大,多糖之间凝胶化能力不断提高,其凝胶 强度明显増大,分子间协同作用进一步増强,当盐离 子浓度达到0.2m〇l/L时,其凝胶强度最大,分子间协 同作用达到最大值。若盐离子浓度再继续増大,凝胶 强度反而有所降低。其作用机理有待进一步研宄。
2.4.2盐离子浓度对共混溶胶粘度的影响
多糖总浓度为1%,共混比例为M:m=0. 7:0. 3,在 80°C下分别加入不同浓度的盐离子制得共混溶胶,测 得其粘度列于图6。从图6可以看出,随着共混溶胶体 系中盐离子浓度的逐渐増大,共混溶胶的粘度也逐渐増大。
 
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