高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠凝胶特性研究

【摘要】结冷胶作为一种食品添加剂,具有用量少,凝固点、熔点和弹性强度都可以调节等特点,形成的凝胶透明度、含汁量高,有优势的呈味性能。研究高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠的凝胶特性有助于丰富多糖与蛋白质相互作用理论基础,为提高乳蛋白生产加工过程中稳定性提供理论指导。本文以高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠为研究对象,研究其流变行为和凝胶特性,所得结论如下：采用流变学方法,考察了浓度、温度、pH、钙离子浓度等因素对酪蛋白酸钠的静态及动态流变特性的影响。静态测试表明,浓度对酪蛋白酸钠溶液流变行为影响显著。酪蛋白酸钠水溶液在低浓度下表现出微弱的假塑性流体特征,当酪蛋白酸钠溶液浓度超过15%w/v后则为牛顿流体。酪蛋白酸钠溶液的缠结浓度为14.95%w/v,当体系浓度超过该缠结浓度时,体系的粘度会随着浓度的增大而迅速升高。温度越高,粘度越低,粘度与温度的关系可以通过Arrhenius公式进行描述,流动活化能(Ea)随着浓度的升高而增大。酪蛋白酸钠溶液为均相体系,在低ω区域,G’、G”与ω的关系符合线性粘弹理论。在酸性体系中,pH越大,体系粘度越小,然而在碱性环境中,体系粘度则随着pH的增大而升高,酪蛋白酸钠溶液在接近中性pH下的粘度最低。钙离子能与αs-及β-酪蛋白交联并发生缔合,因此钙离子的添加能使得体系粘度迅速升高,但不改变流动活化能。高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠复配比例对混合凝胶特性影响显著。混合凝胶的硬度、弹性及咀嚼性均随高酰基结冷胶比例的升高而显著增大,混合凝胶的凝聚性几乎不受高酰基结冷胶浓度的影响。酪蛋白酸钠比例的升高导致混合凝胶的硬度、弹性减小,凝聚性则不受影响,混合凝胶的咀嚼性则随酪蛋白酸钠比例提升出现先增大后减小的趋势。钾离子浓度对混合凝胶的硬度影响微弱,随着钾离子浓度升高,混合凝胶的弹性和咀嚼性均呈先增大后减小的趋势,过量的钾离子导致混合凝胶的凝聚性降低。钙离子对混合凝胶特性影响显著,在研究范围内,钙离子的添加能显著提高混合凝胶的硬度、弹性和咀嚼性,而混合凝胶的凝聚性则随钙离子浓度的升高而下降。测试参数中,下压速率增大,混合凝胶表现出的弹性及咀嚼性增大,硬度、凝聚性则几乎不受影响。随着下压距离的增大,混合凝胶表现出的硬度增大,凝聚性、弹性和咀嚼性均先增大后减小。混合凝胶的保水性与高酰基结冷胶浓度呈正比,与酪蛋白酸钠浓度成反比。钾离子浓度的变化对混合凝胶的保水性影响微弱,钙离子浓度升高有利于提高混合凝胶的保水性。运用静态及动态流变学方法研究高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠的粘弹响应及蠕变特征,考察酪蛋白酸钠浓度、温度、离子种类和离子浓度的影响。研究结果显示,在所有研究条件下,高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠体系的表观粘度随剪切速率的增大而减小,显示出典型的剪切变稀流体特征。’酪蛋白酸钠浓度、温度越高,体系粘度越小,切力变稀现象减弱。钾离子及钙离子浓度升高,体系粘度呈先增大后减小的趋势。动态测试条件下,储能模量G’均大于损耗模量G”,复合凝胶呈类固特性,符合动态粘弹理论,复合凝胶的复数粘度的变化规律与表观粘度一致。复合凝胶蠕变行为可用Burger模型进行描述,表观粘度及复数粘度较大的复合凝胶对应较长的松弛时间及延长时间,表明凝胶内部存在较强三维网络结构。利用质构技术、不透明度分析、激光共聚焦扫描等技术手段研究酸化诱导形成的高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠凝胶特性,研究了GDL/SC比率对高酰基结冷胶/酪蛋白酸钠酸化凝胶酸化速率、质构特性(最大断裂应力、最大断裂应变、杨氏模量、断裂功及保水性等)的影响。凝胶酸化速率符合一级动力学方程,通过激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察酸化凝胶在不同时间点时的结构发现,酸化凝胶经历了均匀相—微相分离—双连续相—相分离过程的转变。在pH为4.0-4.2的范围内,酸化凝胶的力学特性最佳。
【作者】李成倍；
【导师】陈青；
【作者基本信息】浙江工商大学，食品科学与工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】结冷胶；酪蛋白酸钠；凝胶强度；蠕变；保水性；

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