魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶流变特性研究

摘要

魔芋葡甘聚糖与黄原胶具有协同作用，当两者按一定比例复配能够形成具有热可逆特性的凝胶，由于两者的复配大大增加了凝胶强度且复配过程简单，两者的复配凝胶在食品领域和药物输送领域具有重要的应用价值。本论文首先研究了魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶体系的协同作用及其流变特性，然后研究了魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的流动特性随温度的变化，最后研究了盐离子对魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶流变特性的影响，论文的主要研究内容及结论如下:
　　将魔芋葡甘聚糖与黄原胶按照1∶9到9∶1的比例进行复配可以发现当魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比低于3∶7时随魔芋葡甘聚糖含量的增加复配凝胶的储能模量G'逐渐增大，凝胶强度逐渐增大;高于3∶7时随魔芋葡甘聚糖含量的增加复配凝胶的储能模量G'逐渐减小，凝胶强度逐渐减弱，且不同配比的复配凝胶之间的变化趋势不随浓度而变化，魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比在3∶7时的协同作用最大凝胶强度最强。通过对不同配比复配凝胶在线性粘弹区内的稳态储能模量G'c与临界应变值γc随浓度变化的曲线进行拟合，可以发现两者随浓度的变化都符合幂律模型Gc∝ Cn，γc∝ Cn'。魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比在1∶9到4∶6之间幂律系数n随魔芋葡甘聚糖含量的增加而减小，说明在此配比范围内黄原胶对复配凝胶起主导作用;当魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比高于4∶6时n值随魔芋葡甘聚糖含量的增加而增大，说明魔芋葡甘聚糖开始对复配凝胶起主导作用;n'值均为负且始终随魔芋葡甘聚糖含量的增加而增大，说明浓度越高复配凝胶的临界应变值越小，凝胶的韧性越弱，魔芋葡甘聚糖含量越高复配凝胶的临界应变值受浓度的影响越小。温度扫描试验表明不同配比复配凝胶在加热过程中表现出相同的趋势即随着温度的升高储能模量G'逐渐降低，在60℃左右达到平衡，冷却过程中复配凝胶的凝胶化开始温度随黄原胶含量的增加而升高。蠕变试验表明复配凝胶的瞬时弹性系数E1在两者的配比为5∶5时最大，其他配比条件下随魔芋葡甘聚糖含量的增加而减小，延迟弹性系数E2和粘性系数η1均在魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比等于3∶7时最大，说明魔芋葡甘聚糖与黄原胶的配比为3∶7时对应的复配凝胶的内部空间网络结构最强。在低剪切速率条件下魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的粘度随温度的变化可以分为三个阶段，第一个阶段从开始加热到55℃左右之前，随着温度的升高复配凝胶体系的粘度基本不变或是缓慢减小，当达到55℃时粘度开始快速下降并在65℃左右基本达到平衡，随着温度的进一步的升高粘度缓慢的变化，复配凝胶在加热过程中的粘度变化主要受魔芋葡甘聚糖与黄原胶含量的影响。因此选择三个阶段具有相同梯度的特征温度45℃、60℃、75℃来研究复配凝胶的流动特性随温度的变化。对复配凝胶在45℃、60℃、75℃条件下进行稳态剪切扫描，并采用power-law模型对流动曲线进行拟合，结果表明在45℃、60℃、75℃条件下流态特征指数n均表现出随魔芋葡甘聚糖含量增加而增大的趋势，说明复配凝胶的假塑性随魔芋葡甘聚糖含量的增加而逐渐减弱，当温度达到60℃以后稠度系数K随魔芋葡甘聚糖含量的增加而减小，表明流动阻力减弱;从45℃到60℃再到75℃随着温度的升高，流态特征指数n逐渐增大，说明随着温度的升高复配凝胶体系的假塑性逐渐减弱，且稠度系数K逐渐减小表明流动性增强。频率扫描表明复配凝胶在45℃、60℃、75℃条件下均表现出随着魔芋葡甘聚糖含量的增加复配凝胶储能模量G'逐渐减小的趋势且G'与G

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 魔芋葡甘聚糖及其应用

1．2 黄原胶及其应用

1．3 食品胶的复配

1．4 魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶作用机理的假设

1．5 魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的应用

1．6 流变学

1．6．1 流变学在在食品凝胶中的应用

1．6．2 流变学的测量手段

1．7 本文研究的主要背景、意义和内容

1．7．1 本课题研究的背景和意义

1．7．2 研究内容

第2章 魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的协同作用及流变特性分析

2．1 实验材料与仪器

2．1．1 材料

2．1．2 试验仪器与设备

2．2 实验方法

2．2．1 样品制备

2．2．2 流变测试

2．2．3 应变扫描

2．2．4 频率扫描

2．2．5 温度扫描

2．2．6 蠕变-恢复测试

2．2．7 应力扫描

2．2．8 凝胶透明度测定

2．3 理论

2．3．1 频率扫描理论

2．3．2 蠕变-恢复测试

2．3．3 数据处理与作图

2．4 结果与讨论

2．4．1 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的应变扫描

2．4．2 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的频率扫描

2．4．3 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的温度扫描

2．4．4 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的蠕变测试

2．4．5 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的应力扫描

2．4．6 不同配比魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的透明度

2．5 本章小结

第3章 魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶的流动特性随温度变化的研究

3．1 实验材料与仪器

3．1．1 材料

3．1．2 试验仪器与设备

3．2 实验方法

3．2．1 样品制备

3．2．2 流变测试

3．2．3 粘度随温度的变化

3．2．4 稳态剪切扫描

3．2．5 频率扫描

3．2．6 触变性测试

3．2．7 剪切结构恢复力的测定

3．2．8 数据处理与作图

3．3 结果与讨论

3．3．1 复配凝胶的粘度随温度的变化

3．3．2 不同温度下的稳态剪切扫描

3．3．3 不同温度条件下的频率扫描

3．3．4 Cox-Merz法则的应用

3．3．5 不同温度条件下的触变性测试

3．3．6 不同温度条件下的剪切结构恢复特性

3．4 本章小结

第4章 盐离子对魔芋葡甘聚糖与黄原胶复配凝胶体系流变特性的影响

4．1 实验材料与仪器

4．1．1 材料

4．1．2 试验仪器与设备

4．2 实验方法

4．2．1 样品制备

4．2．2 流变测试

4．2．3 应变扫描

4．2．4 频率扫描

4．2．5 温度扫描

4．2．6 蠕变-恢复测试

4．2．7 应力扫描

4．3 结果与讨论

4．3．1 含有不同浓度盐离子的复配凝胶的应变扫描

4．3．2 含有不同浓度盐离子的复配凝胶的频率扫描

4．3．3 含有不同浓度盐离子的复配凝胶的温度扫描

4．3．4 含有不同浓度盐离子的复配凝胶的蠕变测试

4．3．5 应力扫描

4．4 本章小结

第5章 结论、创新点和展望

5．1 结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢

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