全 文 ：2007年第07期
Vol.28,No.07,2007
杨永利,郭守军,何都能,马瑞君
(韩山师范学院生物系,广东潮州521041)
摘 要:主要研究了鹿角海萝多糖的流变性。结果表明,鹿角海萝
多糖溶液的粘度随着浓度的升高而升高,溶液为“非牛顿
流体”;当浓度达到0.5%时,溶液变为凝胶;多糖最佳溶解
温度为80℃;pH、冻融变化及不同提取工艺对多糖溶液
粘度的影响较小;苯甲酸钠、微波和超声波处理对溶液粘
度有一定影响;溶液有良好的耐盐稳定性和抗降解性能;
鹿角海萝多糖与卡拉胶有较强烈的协效性,二者的最佳
配比为1∶9。
关键词:鹿角海萝,多糖,流变性
Abstract:Inthethesis,reologicalpropertiesoffunoranform
Gloiopeltistenaxwerediscussed.Theresultshowed
thattheviscosityoffunoransolutionwasraisedwith
therisingofconcentration,solutionwas “non-
Newton” fluid,and when concentration reached
0.5%,thesolutionchangedtoagel;theoptimal
temperatureofheatingupwas80℃;pH,freeze-
thawinganddiferentextractingtechniquehadlitle
efects;sodiumbenzoate,treatmentwithmicrowave
and ultrasonic wave had some efects to the
solutionviscosity;funoranhadstrongsynergywith
carageenan,andtheoptimalproportionwas1∶9.
Keywords:Gloiopeltistenax;funoran;rheologicalproperty.
中图分类号:TS254.1 文献标识码:A
文 章 编 号 :1002-0306(2007)07-0103-04
收稿日期:2006-10-11
作者简介:杨永利(1965-),女,副研究员,研究方向:植物资源学。
基金项目:广东省自然科学基金(06028879)、韩山师范学院青年基金
(200502)联合资助。
鹿角海萝 Gloiopeltistenax(Turn.)J.Ag.别名红
菜、赤菜,是红藻门内枝藻科海萝属一年生红藻[1],产
于东海和广东省大陆沿岸。海萝多糖具有降血糖、抗
肿瘤和增强免疫的作用[2～5],还可作为增稠剂、凝胶剂
等应用于食品行业中[6]。在多糖胶的许多实际应用领
域中,都要涉及到胶液的流变性质问题。因此,揭示
流变性质是多糖胶推广应用的前提[6]。测定体系粘度
是研究胶液流变学最基本的方法,本研究着重研究了
不同浓度、剪切速率、温度、时间、pH、交联剂、盐离子
浓度、冻融处理、微波处理、超声波处理以及不同提
取方法等对胶液粘度的影响,并测定了鹿角海萝多
糖在冷水中的溶解性能、溶液的透明度以及与其它
多糖的协效性。
1材料与方法
1.1材料与仪器
鹿角海萝 采自汕头澄海,在日光下将其色素褪
去,晒干,粉碎后,分别在 85%丙酮、85%酒精、100%
乙醇中各回流处理2h,烘干后备用[4]。
SNB-1数字式粘度计,HF-2.0B超声波循环提
取器,UV-2800型紫外可见光分光光度计,格兰仕
家用微波炉等。
1.2鹿角海萝多糖的提取工艺
1.2.1热水提取法 热水提取,醇沉。
1.2.2NaOH提取法 [5,6] 不同浓度(5%、10%、15%、
20%、25%、30%)NaOH溶液提取,醇沉。
1.3鹿角海萝多糖的流变性测定
1.3.1浓度对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 配置
0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、
0.08%、0.09%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、
0.7%、0.8%、0.9%、1%的鹿角海萝多糖溶液,60℃恒
温水浴中加热搅拌30min,冷却至室温,在60r/min下
测定其粘度。
1.3.2剪切力对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 配置
0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、
0.08%、0.09%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的鹿角
海萝多糖溶液,60℃恒温水浴中加热搅拌 30min,冷
却至室温,在60r/min下测定其粘度。
1.3.3温度对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 用浓度
为 0.3%的鹿角海萝多糖溶液分别在 25、40、60、80、
100℃下搅拌30min,冷却至室温,在60r/min下测定
其粘度。
1.3.4pH对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 分别配
置 pH为 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11,浓度为 0.3%的鹿
角海萝多糖溶液,在60r/min下测定其粘度。
1.3.5加热时间对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 配
置若干份0.3%的多糖溶液,在60℃下分别加热0.5、
1、1.5、2、2.5h,冷却至室温,在60r/min下测定其粘度。
鹿角海萝多糖的流变性研究
研究与探讨
103
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2007.07.025
ScienceandTechnologyofFoodIndustry
2007年第07期
1.3.6冻融变化对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
配置 0.3%、0.5%的多糖溶液各 2份,分别在 4℃
和-20℃冷藏和冷冻24h,室温下解冻,在60r/min下
测定其粘度变化。
1.3.7耐盐性实验 配制0.3%的鹿角海萝多糖溶液,
分别在溶液中加入固体NaCl,使溶液中NaCl的浓度
分别为5%和11%,搅拌均匀。加入食盐后,胶溶液体
系不稳定,粘度有波动,待其基本稳定后测定粘度,
然后隔 1d测 1次,直至其粘度不再下降为止,得耐
盐特性曲线。
1.3.8抗降解性能 配制0.3%、0.5%鹿角海萝多糖溶
液,室温下放置 3、6、24、48、72、96h,在 60r/min下分
别测定其粘度。
1.3.9防腐剂对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响 配置
0.3%的溶液,加入0.001%、0.1%的苯甲酸钠溶液,在
60℃加热搅拌 30min,冷却至室温,测定 60r/min时的
粘度。
1.3.10超声波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
配置0.3%的多糖溶液4份,在60℃、100W分别处理
5、10、15、20min,冷却至室温,在60r/min下测定粘度。
1.3.11微波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
配置0.3%的鹿角海萝多糖溶液,在微波炉中分别加
热1、2、3、5min,冷却至室温,在60r/min下测定粘度。
1.3.12不同提取方法对鹿角海萝多糖溶液粘度的影
响 配置 0.3%不同碱浓度提取的鹿角海萝多糖溶
液,在 60r/min下测定其粘度;并对比不同提取工艺
对多糖溶液粘度的影响。
1.3.13鹿角海萝多糖与其他多糖的协效性 配置
0.3%的鹿角海萝多糖与卡拉胶、长角豆胶和魔芋胶
(质量比为1∶1)的复配胶溶液,在60℃加热搅30min,
冷却至室温,在60r/min下测定其粘度。
1.4凝胶熔化温度的测定
参见文献[4]。
1.5鹿角海萝多糖在冷水中的溶解度测定
参见文献[4]。
1.6鹿角海萝多糖溶液透明度测定
参见文献[4]。
2结果与讨论
2.1浓度对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图1可以看出,鹿角海萝多糖溶液的粘度会
随着浓度的升高而升高,当浓度低于 0.2%时,溶液
粘度升高的幅度较小;高于 0.2%时,粘度有较大幅
度的升高;当浓度达到 0.4%时,粘度为 251mPa·s
(60r/min);当溶液浓度达到 0.5%时,溶液变为凝
胶。
2.2剪切力对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
实验表明,鹿角海萝多糖溶液为非牛顿流体,当
鹿角海萝多糖浓度≤0.06%时,溶液为“胀塑性流体”;
当溶液浓度≥0.07%时,溶液为“假塑性流体”。
2.3温度对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图3可以看出,低于60℃加热,鹿角海萝多糖
溶液粘度变化较小;当高于60℃加热时,溶液粘度有
一定升高;80℃加热时,溶液粘度达到最大值;高于
80℃加热时,溶液粘度不再增加,基本保持恒定。因
此,鹿角海萝多糖的最佳加热温度为80℃。
2.4pH变化对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图4可以看出,鹿角海萝多糖溶液的粘度在
pH5～10时比较稳定,只有在强酸或强碱溶液中才会
有明显的下降。因此,鹿角海萝多糖溶液在酸和碱中
具有良好的稳定性。
2.5加热时间对鹿角海萝多糖粘度的影响
从图5可以看出,随着加热时间的增加,鹿角海
萝多糖溶液的粘度会有所下降,但下降的幅度较小,
说明加热时间对溶液粘度影响较小。
图1溶液浓度对鹿角海萝多糖粘度的影响
600
500
400
300
200
100
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
溶液浓度(%)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
图2剪切力变化对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
20
15
10
5
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
切变速率(r/min)
0 10 20 30 40 50 60 70
浓度0.05%
浓度0.06%
浓度0.07%
浓度0.08%
图3不同加热温度对海萝多糖溶液粘度的影响
125
100
75
50
25
0粘
度
( m
Pa
·
s)
加热温度(℃)
0 20 40 60 80 100 120
图4pH对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
125
100
75
50
25
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
pH
01 23 456 789101112
研究与探讨
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2.6冻融变化对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图 6可以看出,冷藏(4℃)对鹿角海萝多糖溶
液的粘度没有影响,但冷冻(-20℃)使其粘度有较大
幅度下降。
2.7耐盐实验
从图7中可以看出,盐(Na+)对鹿角海萝多糖溶
液粘度的影响较小。加入食盐后,胶溶液体系不稳定,
48h后,溶液的粘度基本保持稳定。
2.8鹿角海萝多糖溶液抗降解性能实验
从图8中可以看出,鹿角海萝多糖溶液 (0.5%、
0.3%),在室温下粘度变化很小,说明鹿角海萝多糖溶
液具有良好的抗降解性能。
2.9防腐剂对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图9可以看出,苯甲酸钠对鹿角海萝多糖溶
液的粘度有一定影响,苯甲酸钠浓度越高,多糖溶液
粘度下降的幅度越大,因此在应用时苯甲酸钠用量
不宜过高。
2.10超声波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图 10可以看出,随着超声波处理时间的增
加,溶液的粘度随之下降,在 10min内,下降幅度较
大,10min以后,下降幅度较小 。
2.11微波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图 11可以看出,微波处理对鹿角海萝多糖
溶液粘度的影响较大,随着微波处理时间的增加,
溶液的粘度随之下降,处理时间越长,粘度下降幅
度越大。
2.12碱提取对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
从图12可以看出,碱提取对多糖溶液粘度的影
响较小,且提取所用碱的浓度对溶液粘度无影响。
2.13与其他多糖的协效性
从图13可以看出,鹿角海萝多糖与刺槐豆胶没
有协效性,与魔芋胶有轻微协效性,而与卡拉胶有较
强的协效性。鹿角海萝多糖与卡拉胶1∶1复配(质量
比),其粘度较同浓度鹿角海萝多糖单溶液高4.5倍
以上,较同浓度卡拉胶单溶液高2.8倍以上。
图5加热时间对鹿角海萝多糖粘度的影响
加热时间(h)
125
100
75
50
25
0粘
度
( m
Pa
·
s)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
图6冷冻方式对鹿角海萝多糖粘度的影响
150
100
50
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
冷冻方式
未冷冻 4℃冷藏 -20℃冷冻
图7鹿角海萝多糖耐盐性曲线
60
40
20
0粘
度
( m
Pa
·
s)
时间(h)
0 20 40 60 80 100 120
5%NaCl
11%NaCl
图8鹿角海萝多糖溶液抗降解性曲线
600
500
400
300
200
100
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
时间(h)
0 20 40 60 80 100 120
0.3%(溶液)
0.5%(溶液)
图9苯甲酸钠对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
80
60
40
20
0粘
度
( m
Pa
·
s)
苯甲酸钠含量(%)
0 0.001 0.1
图10超声波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
80
60
40
20
0粘
度
( m
Pa
·
s)
超声波处理时间(min)
0 5 10 15 20 25
图11微波处理对鹿角海萝多糖溶液粘度的影响
150
100
50
0
粘
度
( m
Pa
·
s)
微波处理时间(h)
0 1 2 3 4 5 6
图12NaOH提取对鹿解海萝多糖溶液粘度的影响
99
98
97
96
95粘
度
( m
Pa
·
s)
NaOH浓度(%)
0 5 10 15 20 25 30 35
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ScienceandTechnologyofFoodIndustry
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维素和半纤维素,产生水溶性大分子物质,使可溶性
膳食纤维上升。对粉葛渣膳食纤维进行改性,同时可
以有效改善纤维素和半纤维素带来的口感不好的问
题。优化改性工艺条件为:将种龄96h的药用真菌B
以 15%(V/W)的接种量接入粉葛渣培养基中,于
37℃发酵8d。经过发酵,粉葛渣中SDF含量可以增加
1倍,最高可达到13.6%。改性后的粉葛渣膳食纤维
持水力和膨胀性有明显的上升,膨胀力为原粉葛渣
膳食纤维的10.5倍,持水力高达380%,升高了1.7
倍,粉葛渣膳食纤维的生理活性增强。
参考文献:
[1]陈雪峰,吴丽萍,柯蕾.苹果渣膳食纤维改性工艺的初步探
讨[J].食品与发酵工业,2004,30(6):50～53.
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及其在面包中的应用研究[J].粮食与饲料工业,2003(5):36～38.
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Ce-realChemists.AACCstPaul,MN,1983.
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[6]谢碧霞,钟海燕.竹笋膳食纤维开发和主要功能性质的研
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[7]ManoJG.Efectofdietaryfibreontheactivityofintestinal
andfecalbeta-glucuronidaseactivityduring1,2dimethylby
drazineinducedcoloncarcinogenesis[J].PlantfoodsforHuman
Nutrition,2001,56(1):13～21.
从图14可以看出,鹿角海萝多糖与卡拉胶以不
同比例复配,二者的协效性不同,二者的最佳复配比
例为1∶9(质量比),此时复配胶的粘度是同浓度鹿角
海萝多糖单溶液的粘度的7.9倍,是卡拉胶单溶液的
5.1倍。
2.14凝胶熔化温度的测定
实验表明,鹿角海萝多糖凝胶的熔化温度为
60℃。
2.15鹿角海萝多糖在冷水中的溶解度测定
CWS(%)=上清液中固体质量(g)/样品质量(g)×
100%=0.28/1×100=28%
鹿角海萝多糖在冷水中的溶解度为28%。
2.16鹿角海萝多糖溶液透明度测定
质量分数为 0.3%的溶液,以蒸馏水为空白(透光
率为 100%),用 UV-2800紫外分光光度仪在 620nm
处测得其透光率为77%。
3结论
鹿角海萝多糖溶液为“非牛顿流体”,具有良好
的抗降解性能,溶液的粘度随着浓度的升高而升高,
当溶液浓度达到 0.5%时,溶液成凝胶;80℃为多糖
溶液的最佳加热温度;该多糖在酸和碱中比较稳定
(pH5～10),可广泛应用于酸性和碱性食品中;冷藏
(4℃)对该多糖溶液的粘度没有影响,但冷冻(-20℃)
会使其粘度有一定幅度下降;盐(Na+)对多糖溶液粘
度的影响较小,可应用于高盐食品中;苯甲酸钠、超
声波和微波处理对该多糖溶液的粘度有一定影响;
不同的提取工艺及不同浓度的碱提取对多糖溶液的
粘度影响不大;该与卡拉胶有较强的协效性,二者配
比为1∶9(质量比)时,协效性最好。鹿角海萝多糖具
有良好的流变性能,且海萝多糖具有降血糖、抗肿瘤
和免疫增强作用等生物活性。可作为增稠剂、凝胶剂
及功能性添加剂,广泛应用于食品行业中。
参考文献:
[1]吴修仁.广东药用植物简编[M].广州:广东高等教育出版
社,1989.596.
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[6]胡国华.功能性食品胶 [M].北京:化学工业出版社,2003.
2～375.
1 2 3 4 5 6 7
图14鹿角海萝多糖与卡拉胶的协效性
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
0∶101∶9 2∶8 3∶7 4∶6 5∶5 6∶4 7∶3 8∶2 9∶1 10∶0
鹿角海萝多糖∶卡拉胶(质量比)
粘
度
( m
Pa
·
s)
(上接第102页)
研究与探讨
图13鹿角海萝多糖与其他多糖的协效性
1.0.3%鹿角海萝多糖;2.0.3%卡拉胶;3.0.3%
刺槐豆胶;4.0.3%魔芋胶;5.与卡拉胶 1∶1复配;
6.与刺槐豆胶1∶1复配;7.与魔芋胶1∶1复配
粘
度
( m
Pa
·
s) 600
500
400
300
200
100
0
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
106