高酰基结冷胶溶胶—凝胶转变及其凝胶特性研究

【摘要】结冷胶因其有着澄清透明度高、复配性好、用量小,稳定性高、香气释放能力强,耐酸、耐酶等优点而广泛应用于食品工业中。结冷胶的凝胶过程直接影响到产品的品质与性能,因此了解其溶胶-凝胶转变行为及其凝胶特性对于指导生产工艺过程具有重要意义。本文以高酰基结冷胶为研究对象,利用动态剪切流变方法分析研究体系相行为的演化过程,找出适宜表征高酰基结冷胶溶胶-凝胶转变的流变学表征方法,探究结冷胶浓度、离子种类和离子强度与其溶胶-凝胶转变温度之间的关联。同时研究了高酰基／低酰基复合凝胶的凝胶特性。采用4种不同流变学方法对高酰基结冷胶的溶胶-凝胶转变进行了表征：储能模量(G’)与损耗模量(G”)的交点法、G’和复数粘度(η*)的突变法、G’屈服法以及损耗因子(tanδ)与频率(ω)无关法。研究发现,G’土G”交点法、G和η*突变法确定的溶胶-凝胶转变温度依赖于测试频率,并不能表征体系真实的溶胶-凝胶转变温度。G’屈服法只能粗略表征体系溶胶-凝胶转变。tanδ与ω无关性则是更适合表征高酰基结冷胶溶胶-凝胶转变温度的流变学方法。高酰基结冷胶体系溶胶-凝胶转变温度随着结冷胶浓度的增大而升高。松弛临界指数(n)随着浓度的升高而减小,分形维数(df)则随着浓度的升高而增大。离子浓度对高酰基结冷胶凝胶温度影响显著,体系的溶胶-凝胶转变温度均随着离子浓度的增大而升高。要达到相同的效果,加入一价离子的量约为二价离子的5-7倍。Ca2+和Mg2+对体系溶胶-凝胶转变基本无影响,而K+和Na+则对体系溶胶-凝胶转变基本无影响。不论加入何种离子,体系的n均随着离子浓度的增大而减小,而df则随着离子浓度的增加而增大。在所研究的离子浓度范围内,n在0.41～0.46变化,而df则在2.05～2.10之间变化。根据体系凝胶温度变化方式,发展了一种用于表征体系溶胶-凝胶转变温度(Tgel,ω)和离子浓度(Xi)关系的数学模型,即1/Tgel,ω=Aln[Xi]+B。以高酰基／低酰基复合凝胶为研究对象,研究了离子种类、离子浓度、复配比例对复合凝胶凝胶特性、保水性及不透明度的影响。结果表明,复配比例对复合凝胶凝胶特性影响显著,硬度随着高酰基／低酰基结冷胶复配比例的增大而减小,凝聚性及保水性则逐渐增大,而咀嚼性则随着高酰基结冷胶的增加出现先增大后减小的趋势。复合凝胶的硬度、咀嚼性、不透明度均随着离子浓度的增加呈现先增大后减小的变化趋势,保水性则随着离子浓度的增加先减小后增大,而凝聚性和弹性基本不受离子浓度的影响。相比于一价阳离子,二价阳离子形成的凝胶更强,二价阳离子和一价阳离子之间没有协同作用。
【作者】袁妍；
【导师】陈青；
【作者基本信息】浙江工商大学，食品科学与工程，2013，硕士
【关键词】高酰基结冷胶；溶胶-凝胶转变；流变学；凝胶特性；

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