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黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素

发布日期:2014-11-11 20:06:58
黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素研究
黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素
黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素,黄原胶和魔芋胶都是非凝胶多糖,二者以不同比例复配均有明显的协同增效作用,当黄原胶与魔芋胶以 7: 3配比混配时其协同效应最大;复配胶黏度随着制备温度的升高而下降,流变特性变好;当柠檬酸的使用量大于 时,复配胶的黏度下降;40°C时甜味剂的加入使得复配胶的黏度升高。
黄原胶(Xanhan gum),又称黄胶、汉生胶,是以 甘蓝黑腐病黄单胞菌(Xanthononas oanpestrisj (又 称甘蓝黑腐病菌)的菌株B-1459为生产菌,经好氧 发酵生物工程技术产生的一种高黏度水溶性微生物 胞外阴离子多糖[1],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,分子主链由D-葡萄糖以0-1,44唐苷键 连接而成,每两个葡萄糖中的一个C3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[2]。魔芋胶的主要成分是葡甘聚糖(Konjac Glr comannan简称为KGM)[3]。葡甘聚糖是一种非离 子型水溶性高分子多糖,它是由^D-葡萄糖和iD -甘露糖以1 : 1 6或1 : 1 69的摩尔比组成。葡甘 聚糖略带分枝,以0-1 4吡喃糖苷键连接。
黄原胶和魔芋胶均为非凝胶的亲水性胶体,亲 水胶体在性能上既有共性又有各自的特异性。但在 一定条件下,将黄原胶和魔芋胶复配可以得到凝胶, 并具有明显协同増效作用。笔者研究了黄原胶和魔 
1 3 4放置时间对复配胶溶液黏度的影响
按1. 3 3所得实验结果,选用最佳复配配比在
最适宜温度下配制复配胶溶液,按放置时间逐段测
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芋胶的复配比例、放置时间、制备温度、甜味剂、酸味 剂对复配胶黏度的影响,黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素,为黄原胶和魔芋胶的复配 胶在食品工业中的应用提供一定的理论依据。
1实验部分
1 1实验材料
黄原胶、魔芋胶、甜蜜素、蔗糖(食品级);柠檬 酸(分析纯试剂)。
1 2主要仪器
NDJ-5S型数字式旋转黏度计;JJ-6数显直流恒 速搅拌器;DSY -2- 8电热恒温水浴锅。
1 3实验方法 1 3 1复配溶胶的制备
按表1用电子天平分别称取黄原胶和魔芋胶, 将两种胶体分别用250 mL蒸馏水溶解,放入水浴 锅中恒温到指定温度。待完全溶解后,把两胶体溶 液混合,搅拌均匀后即得总浓度为1%的复配胶 溶液。
表1黄原胶与魔芋胶的复配比例 Table 1 M ixed ratio of xanthan/konjac gun   1
混合比例黄原胶/g魔芋胶/g
10:02.500.00
8 :22000.50
7 :31.750.75
6:41.501.00
5 :51.251.25
4:61.001.50
3 :70.751.75
2 :80.502.00
0:100.002.50
得复配胶的黏度变化与时间的关系。
1 3 5甜味剂对复配胶黏度的影响
复配胶总浓度为0 5%,选用最佳复配配比在 最适宜温度下配制一系列复配胶溶液,分别加入事 先配好的蔗糖、甜蜜素溶液,添加量都是在食品加工 工艺许可范围内,搅拌放置后,用黏度计测其黏度 变化。
13 6柠檬酸对复配胶黏度的影响
复配胶总浓度为0 5%,黄原胶与魔芋胶按最 佳配比在最适宜温度下配制一系列复配胶溶液,在 样品中分别加入柠檬酸,使复配胶中柠檬酸浓度分 别为0 05%、0 1%、0 2%、0 3%,搅拌,放置后,用 黏度计测其黏度变化。
2结果与讨论
21复配比例对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的
影响
图1是黄原胶和魔芋胶在最适宜温度40 °C时 以不同配比复配后的复配胶黏度与配比的曲线图。 黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素,从图1可知,复配胶黏度明显高于单一的黄原胶溶 液与魔芋胶溶液的黏度,这表明这两种胶体复配后 能产生协同増效作用,这是由于含0-1 4键的魔芋 胶多糖分子与黄原胶分子的双螺旋结构易发生嵌合 作用。同时,实验发现,黄原胶与魔芋胶复配成总浓 度为1%时的复配胶可形成坚实的凝胶。
复配温度对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影 响
复配温度对复配胶黏度的影响如图^从图2 可以看出,随着温度升高,复配胶的流变学特性变 好,其黏度下降,这可能是随着温度的不断升高,黄 原胶中的无序分子也不断増多,而导致流变性变好。
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图4蔗糖对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影响 Fig 4 Effect of sucrose concentration on viscosity of sokition of xanthan/knojac gum m ixtures
图2复配温度对黄原胶与魔芋胶复配胶黏度的影响 Fig 2 Effect ofmixed temperature on the viscosity of solution of xanthan/konjac gum m ixtures
2 3放置时间对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影 响
图3反映了放置时间对复配胶溶液黏度的影 响:放置时间在0~ 20min之内,黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素,复配胶黏度下降 明显,随后其黏度下降缓慢,这是因为多糖分子的棒 状结构在一定时间变为无规线团状所引起[5]。
 
图5甜蜜素对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影响 Fig 5 Eifect of sodUm cycl^mate concentration on visco¬sity of soUtion of xanthan/knojac gum m ixtures
12 - 10 ■
 
 
图3放置时间对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影响 Fig 3 Effect of layed- tm e on viscosity of solution of xanthan/knojac gum m ixtures
2 4甜味剂的使用量对黄原胶和魔芋胶复配胶黏 度的影响
甜味剂的使用量对复配胶黏度的影响如图4~ 6。由图可知,在测定温度(40°C)下,复配胶黏度 随甜味剂的增加而上升。这可能是因为加入的甜味剂小分子充填了复配胶多糖大分子的间隙,提高了 其缔合程度,或増加了大分子各支链间的氢键交联 度,从而増加了复配胶体系的网络化结构程度[5], 使得复配胶体系多糖分子间的协同效应不断増强, 使其黏度升高。
同时,我们在室温下配制复配胶并测定甜味剂 对复配胶黏度的影响,实验发现,添加不同浓度的甜 味剂对复配胶黏度几乎没有影响,这主要是因为,在 室温下,黄原胶和魔芋胶复配体系己呈弱凝胶,加入 甜味剂这些小分子则难充分进入复配胶体系多糖分 子间隙,不能氢键交联度或提高其缔合度,故复配胶 黏度无明显变化。由此可见,加热能促进甜味剂小 分子在复配胶体系中的均匀扩散和渗透。
2 5柠檬酸对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影响 在食品加工生产中加入适量的柠檬酸不仅能阻 止细菌的滋生,还能増爽食品口感,使其甜味可口, 但当加入的柠檬酸含量高于Q 3%时,食品会因太 酸而难以入口。
 
图7柠檬酸对黄原胶和魔芋胶复配胶黏度的影响 Fig 7 Effect of citric acid concentration on viscosity of solution of xanthan /knojac gun m ixtures
从图7可知,当加入0 2%以上柠檬酸时,会使 复配胶黏度的明显下降;黄原胶与魔芋胶复配体系的流变特性及影响因素,但当加入的柠檬酸含量低 于0. 2%时,复配胶黏度的基本保持不变。这可能 是因为在复配胶溶液中加入一定量的柠檬酸后会引 起复配胶的!H值变化,从而引起复配胶体系分子 间氢键交联有部分开链,分子舒展,从而引起复配胶 黏度下降。
3结论
(1)黄原胶和魔芋胶虽是非凝胶多糖,但是二 者有强烈的协同效应,当黄原胶与魔芋胶的配比为 7: 3时,其协同増效作用最大;复配温度对复配胶 黏度的影响较大,随着复配温度的升高,复配胶黏度 下降。
(2)40 °C时在复配胶体系中加入小分子甜味 剂,由于小分子甜味剂在一定温度下它们在复配胶 大分子中的渗透能力増强,能充分进入复配胶多糖 分子之间,使其交联作用増大来,故复配胶黏度随着 加入甜味剂増多而不断升高;但在常温下加入小分 子甜味剂对复配胶黏度物明显影响。
(3)加入0 2%以上的柠檬酸能使复配胶的黏 度降低;低于0 2%以下时复配胶的黏度基本不变。
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