魔芋葡甘聚糖濕熱降解特性研究.pdf

1、相對(duì)于淀粉、纖維素等均多糖，魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomanan，KGM)因其雜多糖結(jié)構(gòu)及其柔軟的分子鏈結(jié)構(gòu)，極易在使用中發(fā)生降解，從而限制其在飲料等高水分含量食品制造中的應(yīng)用。本文重點(diǎn)采取流變學(xué)及結(jié)構(gòu)分析手段，對(duì)KGM水溶膠的酸堿降解及熱降解解動(dòng)力學(xué)、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，以期了解KGM在加工中的變化，從而指導(dǎo)魔芋應(yīng)用時(shí)配方設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化。同時(shí)也為實(shí)現(xiàn)魔芋多糖的可控降解、制備目標(biāo)分子量的產(chǎn)品提供依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：<

2、br>　　 1.在不同溫度和pH條件下，研究了KGM的酸堿降解和濕熱降解動(dòng)力學(xué)。測(cè)定了KGM在不同條件下特性粘度及粘均分子量隨時(shí)間的變化曲線，分析表明在酸性條件下，水解反應(yīng)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，多糖主鏈在酸水解過程中隨機(jī)斷裂。測(cè)得不同條件下的反應(yīng)速率常數(shù)k，建立了KGM的酸水解動(dòng)力學(xué)方程。堿水解KGM時(shí)，少量的堿會(huì)抑制KGM的降解，過量的堿加速KGM的降解。在溫度為65℃和80℃時(shí)，堿水解KGM的動(dòng)力學(xué)方程均偏離了一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，堿水解

3、KGM時(shí)可能分兩步進(jìn)行。同時(shí)檢測(cè)了產(chǎn)物溶液相對(duì)特性粘度的變化，初步建立了KGM特性粘度與反應(yīng)時(shí)間的定量關(guān)系式，適用于監(jiān)控目標(biāo)分子量產(chǎn)品的制備過程。此外，KGM在酸降解時(shí)生成的還原糖含量高于其在堿性條件下得到的還原糖。隨著水解時(shí)間的延長(zhǎng)，還原糖含量逐漸增多。但總體來說，還原糖的得率較低。根據(jù)高碘酸氧化實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果來看，KGM分子在不同的pH條件下斷裂鍵的方式不一樣。
　　 2.穩(wěn)態(tài)速率掃描試驗(yàn)結(jié)果表明為加堿水解的KGM即使經(jīng)過高溫

4、(如100℃)加熱2h也是典型的假塑性流體，其零切粘度比原KGM溶液的零切粘度有所降低。但高溫加酸水解的KGM已不能測(cè)出零切粘度(或其值很小)，顯示出典型的牛頓流體特性。動(dòng)態(tài)頻率掃描試驗(yàn)結(jié)果表明，不同溫度和pH條件下水解KGM所獲得的產(chǎn)物其貯存模量(G’)及耗損模量(G”)隨著頻率掃描的增加而有上升的趨勢(shì)，在較低頻率下G”大于G’，而后趨于平緩并出現(xiàn)交叉點(diǎn)，呈現(xiàn)出弱凝膠或高分子濃溶液的流變特性。加堿(不同溫度條件)水解的樣品G’和G”交

5、叉點(diǎn)的頻率沒有太大變化，而加酸及高溫水解的KGM靜態(tài)速率掃描則顯示出牛頓流體特性，動(dòng)態(tài)頻率掃描己不能檢出交叉點(diǎn)。不同pH的KGM溶液的溫度掃描結(jié)果表明，一定量的OH對(duì)KGM分子的降解有抑制作用，但過量的OH-對(duì)KGM分子起促進(jìn)作用。H+含量越高，降解作用越顯著。
　　 3.激光粒度分析結(jié)果表明KGM的水解產(chǎn)物的粒度隨著水解溫度和水解pH的變化而變化。酸性pH條件下的水解產(chǎn)物，其粒度范圍較寬，分散度較高。在放置7天后，其粒度變化不

6、大。但未調(diào)節(jié)pH水解的KGM，其粒度在存放過程中增加，有點(diǎn)類似于淀粉的老化現(xiàn)象。加堿水解的KGM其粒度范圍在存放過程中轉(zhuǎn)而變窄。KGM及其水解產(chǎn)物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)主要呈現(xiàn)近似無定型態(tài)，含有少量的結(jié)晶，其結(jié)晶度隨著水解溫度和水解pH的變化而不同。加酸和加堿后，其產(chǎn)物的晶型也會(huì)發(fā)生不同的變化。隨著pH的增高，KGM水解產(chǎn)物的分解溫度向高溫移動(dòng)。KGM及其水解產(chǎn)物的圓二色譜顯示：在pH2.8時(shí)，隨著水解溫度的升高產(chǎn)物的光學(xué)活性加強(qiáng)。pH5.6時(shí)，水