全 文 ：164
隋丽敏1，李 爽2，* ，俞 苓3，李沈轶2，*
( 1华东理工大学，上海 200237; 2冠生园( 集团) 有限公司技术中心，上海 200233;
3上海应用技术学院，上海 200235)
摘 要:确立了国产紫云英蜂蜜和高果糖浆的 Bingham流体模型，分析了不同糖浆含量对蜂蜜流变特性的影响。随着
高果糖浆含量的增多，蜂蜜的粘度呈下降趋势，在 25℃，20%以下糖浆浓度范围内，两者线性关系良好。不同糖浆含量
的蜂蜜的温度－粘度曲线在 10～20℃区间有明显差异，且都符合 Arrhenius模型。结果表明，蜂蜜流变学特性研究将为
蜂蜜中植物糖浆的定性及定量研究提供十分有价值的参考依据。
关键词:蜂蜜，流变特性，植物糖浆
Effect of plant syrup addition on
the rheological behavior of Chinese milk vetch honey
SUI Li－min1，LI Shuang2，* ，YU Ling3，LI Shen－yi2，*
( 1East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China;
2Guanshengyuan( group) Co，Ltd，Technical Centre，Shanghai 200233，China;
3Shanghai Institute of Technology，Shanghai 200235，China)
Abstract: The viscosity models of Chinese milk vetch honey and high fructose syrup were founded to be Bingham
model，while the effects of plant syrup addition on the rheological behavior of honey were studiedThe viscosity of
honey decreased while the content of syrup increasedA good linear correlation existed between both when the syrup
content was below 20% at 25℃ Curves of viscosity versus temperature of Chinese milk vetch honey with different
contents of high fructose syrup showed an obvious difference at interval of 10～20℃，the effect of temperature on the
viscosity of honey samples with different contents of syrup followed an Arrhenius－ type relationship wellThe results
showed that measurements of the rheological behavior of honey could be valuable for the qualitative and quantitative
research of plant syrup addition to honey
Key words: honey; rheological behavior; plant syrup
中图分类号: TS2017 文献标识码: A 文 章 编 号: 1002－0306( 2011) 06－0164－04
收稿日期: 2010－04－01 * 通讯联系人
作者简介:隋丽敏( 1984－ ) ，女，硕士生，研究方向:食品安全。
蜂蜜主要是糖类和水分的混合物，在这种意义
上，流变特性是它一个重要的物理和感官参数，对蜂
蜜的生产、加工、贮存以及蜂蜜的品质有很大的影
响。天然蜂蜜为透明或半透明的粘稠液体，常温下，
蜂蜜粘度较大，具有较强的粘滞性即抗流变特性，流
动性较差，其分取、收集、输送、加工、罐装不方便。
加工过程中，常保持较高温度，以降低蜂蜜粘度、提
高蜂蜜的流动性［1］。现有研究报道表明［2－5］，蜂蜜的
粘度与其水分含量、温度有关，蜂蜜水分含量和温度
是关键的影响因素。蜂蜜粘度随蜂蜜水分含量的降
低而加速升高，温度越高，蜂蜜水分含量对蜂蜜粘度
的影响越小。蜂蜜粘度随温度的升高而加速降低，
蜂蜜水分含量越低，活化能越大，温度对蜂蜜粘度的
影响越大。大部分品种的蜂蜜为牛顿流体，其粘度
不受外力的影响。国内以往对蜂蜜流变特性的研究
大都基于蜂蜜本身所含成分，研究其在各种条件下
对其粘度的影响及相互关系的建立［6－9］，很少考虑外
来成分和人为因素的作用，特别是对如今很多掺入
高果糖浆、植物水解糖浆，与天然蜂蜜相似度很高的
掺杂蜂蜜的流变特性及影响关系的研究很少。本文
利用美国 TA 公司的 ARG2 Rheometer 型流变仪，以
国产紫云英蜜、高果糖浆为研究对象，在保持水分含
量( 约 20% ) 大致相同的前提下，测定蜂蜜的粘度随
剪切力、蜂蜜中糖浆含量和温度( 10～40℃ ) 的变化关
系，确定蜂蜜的流变形态，分析掺入植物糖浆对蜂蜜
粘度变化的影响，建立蜂蜜粘度与蜂蜜中植物糖浆
含量和温度之间的关系模型，为蜂蜜中植物糖浆的
165
定性定量分析提供新的研究思路以及有效的数据
参考。
1 材料与方法
11 材料与仪器
天然紫云英蜂蜜 由冠生园蜂制品有限公司提
供，其水分含量在 20%左右，采用的高果糖浆由上海
融氏企业有限公司提供，以上样品均避光低温保存;
蒸馏水。
AR G2 Rheometer 型流变仪 美国 TA 仪器公
司;恒温水浴锅，干燥箱，阿贝折光仪。
12 实验方法
121 不同糖浆含量蜂蜜样品的制备 采用折光法
测定蜂蜜和糖浆水分含量［10］。分别测得掺入糖浆和
被掺蜂蜜的水分含量后，用减压干燥 ( 真空度为
01MPa，浓缩温度为 50～60℃ ) 或稀释的方法将其水
分含量调成一致，一般控制在 20%左右。然后按照
目标浓度进行混合，混合好的样品放置在 55℃的水
浴中温热，振荡，充分混合后常温下密闭备用，待进
入流变仪分析。
122 蜂蜜的流变性测定
1221 蜂蜜和植物糖浆的稳态流动模式扫描 测
定蜂蜜和植物糖浆剪切应力，粘度随剪切速率变化
关系。参数设置:平衡时间 5min，温度 25℃，剪切速
率( shear rate) 范围为 01～1000s －1。
1222 不同植物糖浆含量的蜂蜜的稳态流动模式扫
描 测定不同植物糖浆含量的蜂蜜的剪切应力，粘度
随剪切速率的变化关系。参数设置:平衡时间 5min，
温度 25℃，剪切速率( shear rate) 范围为 01～1000s －1。
1223 不同植物糖浆含量的蜂蜜的温度扫描 在
剪切速率一定的条件下，测定不同植物糖浆含量的
蜂蜜其粘度随温度的变化关系。参数设置: 平衡时
间 20s，剪切速率为 10s －1，温度范围是 100～400℃。
2 结果与讨论
21 紫云英蜂蜜和高果糖浆的稳态流变特性
经过浓缩后，紫云英蜂蜜和高果糖浆的水分含
量都被调整至 20%左右，其中紫云英蜂蜜的水分含
量为 194%，果葡糖浆的水分含量为 218%。25℃，
稳态流动模式下，紫云英蜂蜜和高果糖浆的剪切应
力、粘度随剪切速率的变化曲线如图 1、图 2 所示。
图 1 25℃，紫云英蜂蜜的剪切应力－应变曲线
和粘度－剪切应变曲线
从图 1、图 2 中可以看出，紫云英蜂蜜和高果糖
浆的剪切应力随着剪切速率的增大而增大，线性良
好，但是都不经过原点。所以紫云英蜂蜜和高果糖
浆都不属于严格意义上的 Newton 流体 ( 满足方程
图 2 25℃，高果糖浆的剪切应力－应变曲线
和粘度－剪切应变曲线
σ = η γ，其中 σ 表示剪切应力，单位为 Pa; η 表示粘
度，单位为 Pa·s; γ表示剪切速率，单位是 1 /s) 。紫
云英蜂蜜和高果糖浆都存在一个很小的屈服应力
σ0，对于紫云英蜂蜜 σ0 = 00081Pa，对于高果糖浆
σ0 = 01041Pa。
在低剪切速率范围 01～10s －1内，紫云英蜂蜜和
高果糖浆的粘度随着剪切速率的增大而逐渐降低，
达到一定的剪切速率后才恒定不变。说明这些流体
在低剪切速率范围内呈现出一定的假塑性特点，随
着剪切速率的增高，其假塑性程度逐渐消失。
严格地来讲，紫云英蜂蜜和高果糖浆均属于
Bingham流体，其流变模型分别为，紫云英蜂蜜: σ =
0008 + 34γ; 高果糖浆: σ = 0104 + 30γ。
以往国内的研究基本认为蜂蜜是 Newton 流体，
是因为国内研究者主要采用恒温变速旋转粘度计的
方法测定蜂蜜的粘度，这种方法很难在很低的剪切
速率范围内取点研究，研究区间一般是在剪切速率
为 5s －1以后。从实验结果来看，紫云英蜂蜜的屈服应
力很小，通常情况下可以忽略不计，认为是 Newton流
体也是合理的。
22 不同植物糖浆含量的蜂蜜的稳态流变特性
将高果糖浆和紫云英蜂蜜混合配制成 5%、10%
和 20%高果糖浆含量的紫云英蜂蜜。其水分含量依
次是 195%、196%和 199%。25℃，稳态流动模式
下，不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜其粘度、剪切应
力随剪切速率的变化曲线如图 3、图 4 所示。
图 3 25℃，不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的
粘度－剪切应变图
如图 4 所示，不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜
的流变形态基本一致。随着高果糖浆含量的增加，
紫云英蜂蜜的粘度逐渐下降，其趋势如图 5 所示。
在水分含量约为 20%，高果糖浆含量小于 20%的范
围内，紫云英蜂蜜的粘度与高果糖浆含量线性关系
良好，R2 = 09936，可以通过测定紫云英蜂蜜的粘度，
用公式( 1) 大致估计其中高果糖浆的含量:
η = 336－00697w 式( 1)
166
图 4 25℃，不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的
剪切应力－剪切应变图
其中: η 表示紫云英蜂蜜的粘度，单位为 Pa·s;
w表示蜂蜜中的高果糖浆含量，单位为 w /w，%。
图 5 紫云英蜂蜜的粘度－高果糖浆含量的曲线
23 不同植物糖浆含量蜂蜜的粘度－温度变化关系
在剪切速率为 1s －1一定的条件下，测定不同高果
糖浆含量的紫云英蜂蜜其粘度随温度的变化关系，
如图 6 所示。
图 6 不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的粘度－温度图
表 2 不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的 Arrhenius模型方程
高果糖浆量( w /w，% ) 水分含量( w /w，% ) Arrhenius模型 μ = μ0·exp
［Ea / ( RT) ］
0 194 μ = 2584 × 10 －16·exp［9218286 / ( RT) ］
5 195 μ = 1251 × 10 －15·exp［8798404 / ( RT) ］
10 196 μ = 1728 × 10 －15·exp［8672855 / ( RT) ］
20 199 μ = 2240 × 10 －13·exp［7477479 / ( RT) ］
注: R为气体常数，R =83145J / ( mol·K) 。
( 下转第 200 页)
可以看出，在 10～40℃范围内，不同高果糖浆含
量的紫云英蜂蜜的粘度－温度曲线表现出相同趋势，
即粘度随着温度的升高而降低，而且温度越大，粘度
下降趋势越慢。在 30～40℃区间内，各不同高果糖浆
含量紫云英蜂蜜的粘度－温度曲线已经基本趋于一
致。不同糖浆含量的蜂蜜之间粘度－温度曲线的差
异主要体现在 10～20℃范围，故对这一范围内的粘
度－温度变化用 Arrhenius方程 μ = μ0·exp
［Ea / ( RT) ］( 其
中 μ0 为蜂蜜的粘度常数，Pa·s; Ea 为蜂蜜流动活化
能，J /mol; R 为气体常数; T 为温度，K) 进行拟合，做
进一步分析。
图 7 不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的
粘度－温度关系曲线和方程
数据处理表明，在 10～20℃区间内，Arrhenius 模
型对不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的粘度－温度
关系曲线实验数据关联回归的拟合度 R2 皆大于
09976，关联回归准确，拟合得到的各粘度常数和流
变活化能参数如表 1 所示。大多数情况下，活化能
随着水分含量的上升呈现下降的趋势，表明在低水
分含量的区间内粘度对温度的变化更为敏感。由表
1 所示，在水分含量非常接近的情况下，各蜂蜜的粘
度常数和活化能常数随着高果糖浆含量的增加而降
低，随着糖浆含量的增高，这个趋势更为明显。
表 1 不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的 Arrhenius模型常数
高果糖浆量
( w/w，% )
水分含量
( w/w，% )
粘度常数 μ0
( Pa·s)
活化能 Ea
( J /mol)
R2
( lnμ～1 /T)
0 194 2584 ×10 －16 9218286 09996
5 195 1251 ×10 －15 8798404 09997
10 196 1728 ×10 －15 8672855 09995
20 199 2240 ×10 －13 7477479 09976
3 结论
31 25℃时，在低剪切速率下( γ < 01s －1 ) ，中国产
紫云英蜂蜜和高果糖浆呈现一定程度的假塑性。属
于 Bingham流体，其 Bingham 流体模型分别为: 紫云
英蜂蜜: σ = 0008 + 34γ; 高果糖浆: σ = 0104 + 30γ。
32 不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的流变形态基
本一致。随着高果糖浆含量的增加，紫云英蜂蜜的粘
度逐渐下降。在水分含量约为 20%，高果糖浆含量小
于 20%的范围内，紫云英蜂蜜的粘度与高果糖浆含量
线性关系良好，可以通过测定紫云英蜂蜜的粘度，用公
式 η =336－00697w估算其中高果糖浆的含量。
33 在剪切速率为 1s －1一定的条件下，10～40℃范
围，不同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的粘度－温度曲
线表现出相同趋势，即粘度随着温度的升高而降低，
而且温度越高，粘度下降趋势越慢。在 30～40℃区间
内，各不同高果糖浆含量紫云英蜂蜜的粘度－温度曲
线已经基本趋于一致。用 Arrhenius模型关联回归不
同高果糖浆含量的紫云英蜂蜜的粘度－温度在 10～
200
222 Ca2 +浓度对原生质体融合率的影响 美国大
灵芝和信州灵芝融合时融合剂中加入不同浓度的
Ca2 + : 001、002、003、004、005mol /L，PEG 浓度
30%，温度 35℃，时间 30min。结果见表 5。
表 5 Ca2 +浓度对原生质体融合率的影响
Ca2 +浓度( mol /L) 001 002 003 004 005
融合率( % ) 022 032 047 039 034
由表 5 可以看出，美国大灵芝和信州灵芝融合
时，Ca2 +浓度为 003mol /L能够使融合率达到最高。
Ca2 +对原生质体融合有促进作用，这是因为带负
电荷的 PEG和带正电荷的钙离子因细胞膜表面分子
相互作用，使原生质体表面形成电极性，致使原生质
体之间相互易于吸附而发生融合。因此适宜的 Ca2 +
浓度对原生质体融合起着重要作用。
223 温度对原生质体融合率的影响 美国大灵芝
和信州灵芝融合时采用不同的温度: 25、30、35、40、
45℃，PEG 浓度 30%，Ca2 + 浓度为 003mol /L，时间
30min。结果见表 6。
表 6 融合温度对原生质体融合率的影响
融合温度( ℃ ) 25 30 35 40 45
融合率( % ) 026 036 042 034 017
由表 6 可以看出，美国大灵芝和信州灵芝融合
时，温度为 35℃可以使融合率达到最高。
适当的融合温度一方面可以降低 PEG溶液的黏
度，使原生质体比表面增加，增加原生质体相互之间
的接触面积，另一方面也能够使细胞膜的流动性增
加，使之有利于原生质体的融合。
224 时间对原生质体融合率的影响 美国大灵芝
和信州灵芝融合时采用不同的时间: 25、30、35、40、
45min，PEG 浓度 30%，Ca2 +浓度为 003mol /L，温度
35℃。结果见表 7。
由表 7 可以看出，美国大灵芝和信州灵芝融合
时的融合时间为 30min可以使融合率达到最高。
表 7 融合时间对原生质体融合率的影响
融合时间( min) 25 30 35 40 45
融合率( % ) 028 046 041 037 02
融合时间过短，则原生质体之间不能得到充分
融合，融合率低; 时间过长，由于 PEG 对原生质体有
一定毒性，影响原生质体的活性，融合率降低。因此
要选择适宜的融合时间。
225 融合子的再生及融合率 融合子再生选择完
全再生培养基，在最适生长温度 28℃下，于恒温培养
箱中静置培养，观察生长情况并记录培养皿上生长
出的融合菌落数目。由此得出，美国大灵芝和信州
灵芝在最佳融合条件下的融合率为 047%。
3 结论
31 美国大灵芝原生质体制备的最佳条件:培养 4d
的菌丝球，复合酶液酶解 3h，酶解温度 31℃，原生质
体制备率为 580 × 106 个 /mL，再生率为 032‰。
32 信州灵芝原生质体制备的最佳条件:培养 5d 的
菌丝球，复合酶液酶解 25h，酶解温度 31℃，原生质
体制备率为 471 × 106 个 /mL，再生率为 024‰。
33 两种原生质体融合的最佳条件为: PEG 浓度
30%，Ca2 + 浓度 003mol /L，温度为 35℃，时间为
30min，融合率为 047%。
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396－397
( 上接第 166 页)
20℃区间的曲线，得到的方程如表 2 所示。
蜂蜜的粘度随着温度、水分含量、成分和蜜源不
同而异。蜂蜜流变特性的研究将为对其中植物糖浆
的定量及定性分析提供十分有价值的参考依据。
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