高酰基结冷胶的特性及其对颗粒酸性乳饮料体系的影响

摘要

结冷胶是一种极具商业前景的新型微生物多糖，目前全球市场被少数外国公司垄断，国内高酰基结冷胶产业因为缺乏相关理论研究而限制了发展，因此，对其特性研究对提升我国结冷胶产业有重要的指导意义，本文对高酰基结冷胶的特性及其应用进行了研究，其主要研究内容及结论如下：
　　 采用稳态流变学方法和动态流变学方法对高酰基结冷胶的流变特性进行研究表明：高酰基结冷胶水溶液是一种假塑性流体，具有良好的剪切稀化特性，浓度越高，假塑性越明显。高酰基结冷胶水溶液表观粘度随温度的升高而逐渐降低，流动指数n值随温度的升高而增大，非牛顿性减弱。高酰基结冷胶水溶液的流体活化能随剪切速率的增大逐渐减小。高酰基结冷胶水溶液粘度η随pH降低略微变小。高酰基结冷胶水溶液对盐离子比较敏感，添加0.01％的Ca2+和0.1％K+后溶液即形成弱凝胶结构。高酰基结冷胶凝胶体系随着胶体浓度的增大G’对频率依赖性减小，弹性增大，加入Ca2+后，体系弹性性质逐渐增强，离子浓度过高时由于静电排斥作用使体系粘弹性降低。
　　 采用压缩模式、应力松弛模式、蠕变模式三种质构测量方法对高酰基结冷胶凝胶的质构特性进行研究。压缩模式测量的结果是：代表凝胶强度的Stress和代表凝胶坚硬度的ED随胶体浓度的增大而增大，Ca2+:0.05％-0.1％,K+:0.4％-0.9％,Na+:0.2％时凝胶强度最大，坚硬度最好。应力松弛实验曲线采用经验模型1拟合效果最好。应力松弛模式测量的结果是：代表胶体内部网络结构孔隙大小的初始松弛速率1/k1随胶体浓度的增大而减小，代表分子交联程度的残余应力Fe随胶体浓度的增大而减小。Ca2+:0.04％-0.06％, K+:0.4％-0.8％，Na+:最佳点在0.2％左右。在此区域内1/k1最小、Fe最大。蠕变模式测量的结果表明高酰基结冷胶凝胶弹性随浓度增加而增加，存在一个最佳离子区域：Ca2+:0.04％-0.09％,K+:0.4％-0.9％, Na+:0.2％左右，在此区域内，凝胶的弹性最好。综合三种测得的结果，胶体的凝胶性质受胶体浓度影响较大，对高酰基结冷胶而言，存在一个最佳离子区域而不是某一固定的浓度。
　　 对高酰基结冷胶的持水力研究表明，高酰基结冷胶无论是在长时间储存下还是在外界离心力作用下均保持出良好的持水性，放置60d后或者2000r/min离心120min后持水力损失只在2-3％。高酰基结冷胶凝胶的持水性对Ca2+不敏感。低酰基结冷胶对高酰基结冷胶的持水力有较大影响，高低酰基结冷胶比例为50/50的复配体系持水性最差。低场核磁实验结构表明随着高酰基结冷胶浓度的增加，形成的网络结构越致密，体系中水分的流动性越差，弛豫时间T2最短。
　　 以ζ-电位为主要指标，研究高酰基结冷胶对CMC-蛋白质体系稳定性的影响以及不同加工工艺和高酰基结冷胶质量分数对果粒酸性乳饮料体系的影响，实验结果表明：添加0.03％的高酰基结冷胶对CMC-蛋白质体系有协调作用，对体系稳定性有改善作用。通过研究4种不同工艺对果粒酸性乳饮料的影晌，表明按工艺3：纯牛奶+CMC+高酰基结冷胶→调酸→剪切→均质→果肉→杀菌→灌装制得的果粒酸性乳饮料悬浮稳定性较好。单独的CMC没有悬浮效果，可通过添加高酰基结冷胶来提高酸性乳饮料中果粒的悬浮性，但必须加入稳定剂来保护酪蛋白，防止其聚集沉淀。随高酰基结冷胶添加量的增加，乳饮料的黏度增大、悬浮性提高，添加0.02-0.03％的高酰基结冷胶就可以保持果粒悬浮，加入过量会影响乳体系的口感。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 结冷胶的结构

1.2 结冷胶的流变性质

1.2.1 结冷胶的稳态流变行为研究

1.2.2 结冷胶的动态流变行为研究

1.3 结冷胶的凝胶性质

1.3.1 结冷胶的凝胶机制

1.3.2 凝胶的质构表征

1.4 结冷胶的应用和前景

1.5 本课题的研究内容

第2章 高酰基结冷胶的流变特性

引言

2.1 实验材料、试剂及仪器

2.1.1 实验材料与试剂

2.1.2 主要仪器与设备

2.2 实验方法

2.2.1 不同浓度高酰基结冷胶溶液的配制

2.2.2 不同浓度高酰基结冷胶凝胶的配制

2.2.3 不同离子高酰基结冷胶溶液的配制

2.2.4 不同pH高酰基结冷胶溶液的配制

2.2.5 稳态流变行为的测量

2.2.6 动态流变行为的测量

2.3 实验结果与分析

2.3.1 浓度对高酰基结冷胶溶液稳态流变行为的影响

2.3.2 温度对高酰基结冷胶溶液稳态流变行为的影响

2.3.3 离子对高酰基结冷胶溶液稳态流变行为的影响

2.3.4 pH对高酰基结冷胶溶液稳态流变行为的影响

2.3.5 浓度对高酰基结冷胶动态流变行为的影响

2.3.6 离子对高酰基结冷胶动态流变行为的影响

本章小结

第3章 高酰基结冷胶凝胶的质构特性

引言

3.1 实验材料、试剂及仪器

3.1.1 实验材料与试剂

3.1.2 主要仪器与设备

3.2 实验方法

3.2.1 不同浓度高酰基结冷胶凝胶的制备

3.2.2 不同离子高酰基结冷胶凝胶的制备

3.2.3 压缩实验

3.2.4 应力松弛实验

3.2.5 蠕变实验

3.3 实验结果与分析

3.3.1 压缩实验

3.3.2 应力松弛实验

3.3.3 蠕变实验

本章小结

第4章 高酰基结冷胶持水力的研究

引言

4.1 实验材料、试剂及仪器

4.1.1 实验材料与试剂

4.1.2 主要仪器与设备

4.2 实验方法

4.2.1 不同Ca2+浓度高酰基结冷胶样品的制备

4.2.2 不同高低酰基结冷胶比例(H/L)复配样品的制备

4.2.3 长时间储存下高酰基结冷胶持水力的测定

4.2.4 离心作用力下高酰基结冷胶持水力的测定

4.2.5 弛豫时间T2的测定

4.3 实验结果与分析

4.3.1 长时间储存下高酰基结冷胶凝胶的持水力

4.3.2 离心作用力下高酰基结冷胶凝胶的持水力

4.3.3 高酰基结冷胶的低场核磁实验

本章小结

第5 章高酰基结冷胶在果粒酸性乳饮料中的应用

引言

5.1 实验材料、试剂及仪器

5.1.1 实验材料与试剂

5.1.2 主要仪器与设备

5.2 实验方法

5.2.1 乳体系配制

5.2.2 不同工艺果粒酸性乳饮料的配制

5.2.3 不同含量高酰基结冷胶果粒酸性乳饮料的配制

5.2.4 ζ-电位的测定

5.2.5 粘度的测定

5.2.6 离心沉淀率的测定

5.3 实验结果与分析

5.3.1 高酰基结冷胶对CMC-蛋白体系的稳定性影响

5.3.2 不同工艺对果粒酸性乳饮料的影响

5.3.3 不同高酰基结冷胶质量分数对果粒酸性乳饮料的影响

本章小结

第6章 总结

6.1 结论

6.2 创新点

6.3 建议

参考文献

研究生期间发表的论文

致谢