魔芋胶/阿拉伯胶共混体系相行为研究

摘要

蛋白质和多糖是诸多食品中天然存在的两类重要的高分子，二者在食品体系中的相互作用是食品科学领域的研究热点，也是控制并改善食品结构、质地以及稳定性的重要理论基础。阿拉伯胶在食品工业中作为一种常用的乳化剂而广泛应用于饮料、糖果等的生产，而其良好的乳化性来源于其中相对高分子量的组分贡献。本文选择魔芋葡甘聚糖（KGM）和阿拉伯胶（GA）共混体系，研究两者相分离过程中伴随着分子量分级行为，以期通过这种简单的物理作用而实现高效率的阿拉伯胶组分分离，为制备高纯度高性能乳化剂提供必要的理论依据和参考。
　　主要研究内容和结果如下:
　　1.对KGM/GA混合体系相分离行为的研究发现，KGM浓度低于0.1％或是GA浓度低于3.0%时，体系处于共容状态，当浓度超过相分离临界浓度时，体系发生相分离。FT-IR及DSC测试结果显示上相为魔芋富集相，下相为阿拉伯胶富集相；随着浓度以及温度的增加，相分离速度加快；流变学结果证实体系中相转变的微观结构变化，荧光显微镜观察微观结构的结果进一步证实了3.0wt%GA为相分离的边界浓度，混合体系发生同种高分子同向移动的现象；GPC-MALLS结果与微观结构结果相吻合，相分离后阿拉伯胶的重均分子量高于 GA，Mw从5.686×105升高到6.859×105，Mw/Mn从3.138降至1.197，分子量低于2×105的组分含量从13.58%降低至0%，证实了较小分子量的GA迁移至魔芋富集相。
　　2.考察相分离后魔芋葡甘聚糖相的物理性质，流变学测试结果显示，相分离后的魔芋相剪切粘度降低，网络凝胶能力变弱，随着频率的增加凝胶点向高频移动；利用SEM观察FKGM微观结构发现表面呈现规律的立体褶皱结构，与宏观溶解速度相对较快的结果相吻合，这可能是因为在共混相分离的过程中阿拉伯胶起到分散剂的作用；相分离后魔芋相的乳化性及乳化稳定性有所增强，表现为界面张力低，吸附速度快和扩张模量小。以上结果表明相分离后的魔芋相流变及乳化性质均得到改善，提高了其工业应用价值。
　　3.利用相分离后阿拉伯胶作为乳化剂制备食品乳液。通过粒径大小、透光率、电位、界面流变学的测试，研究了不同乳化剂类型及浓度、油相、油水比例、贮藏pH，离子强度及温度对乳液形成及稳定性的影响。测定结果显示5.5FGA为最优乳化剂类型，10%为最优乳化剂浓度，MCT为最佳油相，浓度为10%。制备该乳液体系对pH及离子强度不敏感，温度升高体系的稳定性下降。FGA的粘度相较于GA明显增加，随着剪切速率的增加呈现先增加后降低的趋势，呈现剪切变稀的假塑性流体特性，并且剪切粘度随着KGM初始浓度的增加而增大。界面流变学证实了FGA有更好的乳化特性，界面活性更强，可以将油水界面张力降到更低，扩张模量随频率的增加呈现减小的趋势。由此可见，相分离后的阿拉伯胶相随着小分子量段的迁出，大分子链段的富集而表现出更加优良的乳化性质，为工业制备高纯度高性能阿拉伯胶乳化剂提供了行之有效的新方法。

目录

声明

第一章 前言

1 相分离行为研究

2 阿拉伯胶概述

3 魔芋葡甘聚糖

4 本课题的研究内容、意义与创新

第二章 魔芋胶/阿拉伯胶混合体系的相行为研究

1 引言

2 实验材料与方法

3 结果与分析

4 本章小结

第三章 相分离对魔芋胶物理特性的影响

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 本章小结

第四章 相分离对阿拉伯胶乳化行为的影响

1 引言

2 材料与方法

3 结果与分析

4 本章小结

第五章 结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

致谢