魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠流變特性研究.pdf

1、魔芋葡甘聚糖與黃原膠具有協(xié)同作用，當(dāng)兩者按一定比例復(fù)配能夠形成具有熱可逆特性的凝膠，由于兩者的復(fù)配大大增加了凝膠強(qiáng)度且復(fù)配過程簡單，兩者的復(fù)配凝膠在食品領(lǐng)域和藥物輸送領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。本論文首先研究了魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠體系的協(xié)同作用及其流變特性，然后研究了魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠的流動特性隨溫度的變化，最后研究了鹽離子對魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠流變特性的影響，論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　將魔芋葡甘聚

2、糖與黃原膠按照1∶9到9∶1的比例進(jìn)行復(fù)配可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)魔芋葡甘聚糖與黃原膠的配比低于3∶7時隨魔芋葡甘聚糖含量的增加復(fù)配凝膠的儲能模量G'逐漸增大，凝膠強(qiáng)度逐漸增大;高于3∶7時隨魔芋葡甘聚糖含量的增加復(fù)配凝膠的儲能模量G'逐漸減小，凝膠強(qiáng)度逐漸減弱，且不同配比的復(fù)配凝膠之間的變化趨勢不隨濃度而變化，魔芋葡甘聚糖與黃原膠的配比在3∶7時的協(xié)同作用最大凝膠強(qiáng)度最強(qiáng)。通過對不同配比復(fù)配凝膠在線性粘彈區(qū)內(nèi)的穩(wěn)態(tài)儲能模量G'c與臨界應(yīng)變值γc隨濃

3、度變化的曲線進(jìn)行擬合，可以發(fā)現(xiàn)兩者隨濃度的變化都符合冪律模型Gc∝ Cn，γc∝ Cn'。魔芋葡甘聚糖與黃原膠的配比在1∶9到4∶6之間冪律系數(shù)n隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而減小，說明在此配比范圍內(nèi)黃原膠對復(fù)配凝膠起主導(dǎo)作用;當(dāng)魔芋葡甘聚糖與黃原膠的配比高于4∶6時n值隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而增大，說明魔芋葡甘聚糖開始對復(fù)配凝膠起主導(dǎo)作用;n'值均為負(fù)且始終隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而增大，說明濃度越高復(fù)配凝膠的臨界應(yīng)變值越小，凝膠的韌性

4、越弱，魔芋葡甘聚糖含量越高復(fù)配凝膠的臨界應(yīng)變值受濃度的影響越小。溫度掃描試驗表明不同配比復(fù)配凝膠在加熱過程中表現(xiàn)出相同的趨勢即隨著溫度的升高儲能模量G'逐漸降低，在60℃左右達(dá)到平衡，冷卻過程中復(fù)配凝膠的凝膠化開始溫度隨黃原膠含量的增加而升高。蠕變試驗表明復(fù)配凝膠的瞬時彈性系數(shù)E1在兩者的配比為5∶5時最大，其他配比條件下隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而減小，延遲彈性系數(shù)E2和粘性系數(shù)η1均在魔芋葡甘聚糖與黃原膠的配比等于3∶7時最大，說明魔

5、芋葡甘聚糖與黃原膠的配比為3∶7時對應(yīng)的復(fù)配凝膠的內(nèi)部空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最強(qiáng)。在低剪切速率條件下魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠的粘度隨溫度的變化可以分為三個階段，第一個階段從開始加熱到55℃左右之前，隨著溫度的升高復(fù)配凝膠體系的粘度基本不變或是緩慢減小，當(dāng)達(dá)到55℃時粘度開始快速下降并在65℃左右基本達(dá)到平衡，隨著溫度的進(jìn)一步的升高粘度緩慢的變化，復(fù)配凝膠在加熱過程中的粘度變化主要受魔芋葡甘聚糖與黃原膠含量的影響。因此選擇三個階段具有相同梯度的

6、特征溫度45℃、60℃、75℃來研究復(fù)配凝膠的流動特性隨溫度的變化。對復(fù)配凝膠在45℃、60℃、75℃條件下進(jìn)行穩(wěn)態(tài)剪切掃描，并采用power-law模型對流動曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果表明在45℃、60℃、75℃條件下流態(tài)特征指數(shù)n均表現(xiàn)出隨魔芋葡甘聚糖含量增加而增大的趨勢，說明復(fù)配凝膠的假塑性隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而逐漸減弱，當(dāng)溫度達(dá)到60℃以后稠度系數(shù)K隨魔芋葡甘聚糖含量的增加而減小，表明流動阻力減弱;從45℃到60℃再到75℃隨著溫度

7、的升高，流態(tài)特征指數(shù)n逐漸增大，說明隨著溫度的升高復(fù)配凝膠體系的假塑性逐漸減弱，且稠度系數(shù)K逐漸減小表明流動性增強(qiáng)。頻率掃描表明復(fù)配凝膠在45℃、60℃、75℃條件下均表現(xiàn)出隨著魔芋葡甘聚糖含量的增加復(fù)配凝膠儲能模量G'逐漸減小的趨勢且G'與G"交點對應(yīng)的頻率逐漸增大，表明復(fù)配凝膠從彈性的固體向粘性的液體轉(zhuǎn)變;從45℃到60℃在到75℃隨著溫度的升高，復(fù)配凝膠的儲能模量G'呈減小趨勢，逐漸表現(xiàn)出粘性液體的特征，復(fù)配凝膠的流動性逐漸增強(qiáng)。

8、不同配比的魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠在45℃條件下由于具有弱凝膠的特性，穩(wěn)態(tài)剪切粘度η與復(fù)數(shù)粘度η*之間的關(guān)系不滿足Cox-Merz法則，隨著溫度的進(jìn)一步升高，當(dāng)溫度達(dá)到60℃以后，不同配比的魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠的穩(wěn)態(tài)剪切粘度η與復(fù)數(shù)粘度η*之間滿足Cox-Merz法則，說明隨著溫度的升高復(fù)配凝膠具有良好的流動特性且兩者之間未發(fā)生相分離。觸變性試驗表明在45℃條件下復(fù)配凝膠表現(xiàn)出隨魔芋葡甘聚糖含量增加觸變性逐漸減弱的趨勢;從4

9、5℃到60℃到75℃隨著溫度的升高，復(fù)配凝膠的觸變性逐漸減弱。剪切結(jié)構(gòu)恢復(fù)試驗表明，隨著溫度的升高，復(fù)配凝膠的剪切結(jié)構(gòu)恢復(fù)特性逐漸增強(qiáng)。鹽離子能夠減弱魔芋葡甘聚糖與黃原膠復(fù)配凝膠的強(qiáng)度，隨著鹽離子濃度的增加復(fù)配凝膠的儲能模量G'均呈現(xiàn)出減小的趨勢。溫度掃描試驗表明，在加熱過程中加入不同濃度鹽離子的復(fù)配凝膠表現(xiàn)出相同的趨勢即隨著溫度的升高儲能模量G'逐漸降低在60℃左右達(dá)到平衡，冷卻過程中復(fù)配凝膠的凝膠化開始的溫度隨鹽離子濃度的增加而降低