全 文 ：味` 素 基础研究
酞胺化凉粉草胶流变学性质的研究
冯涛 , 叶思源 , 俞菩
上海应用技术学院香料香精技术与工程学院上海摘 要 用乌氏粘度计比较 、 、 ℃时酞胺化凉粉草胶与原凉粉草胶的特性粘度 , 发现前者的特性
粘度均高于后者 , 说明酞胺化使凉粉草胶的水合离子半径增大 , 故使其粘度增加 再用转子粘度仪测定
酞胺化凉粉草胶在 、 、 ℃的粘度 , 发现其粘度随温度的升高而减小 , 测定该胶在 值为 、 、 、
、 时的粘度 , 发现其粘度在 为 时有最大值 , 测定 、 、 、 、 的蔗糖和葡萄糖分别对
该胶的影响 , 发现其粘度均高于原草胶在同样条件下的值 , 最后研究 、 、 、 几的钙离子对
该胶的影响 , 发现在 几时其粘度最大 采用扫描电子显微镜 观察两种胶的微观形貌 , 发现
既胺化凉粉草胶具有较为明显地遭破坏过的结构 , 而原凉粉草胶则具有较为完整的块状 , 这可能是引起
两种胶流变学性质差异的原因之一 。
关键词 凉粉草胶 跳胺化凉粉草胶 转子粘度计 乌氏粘度计
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凉粉草胶 洲比 ,以下简称 是
凉粉草中含有的一种具有凝胶性的多糖 。将凉粉草用
水煎熬数小时 , 过滤 , 取它们的胶质 , 加人适量的淀
粉再煮熟 , 待冷却之后 , 则结成黑褐色半透明的糕
状 。这就是人们俗称的凉粉 , 深受广东 、广西 、福
建 、台湾等地区人们的喜爱 。
凉粉草胶 属低粘度胶 , 在质量浓度为
, 剪切速率为 犷,时 , 最大也只有
,在胶质量分数为 梦 以下时 , 溶液为
牛顿流体 , 在 咖 以上时 溶液为剪切变稀的
假塑性流体 。
为了增加凉粉草胶的增稠性能 , 有必要对其进行
分子修饰 。酞胺化果胶 , 是在碱性
条件下将部分醋化的果胶通过加氨处理脱脂化得到 ,
也就是在碱性条件下用氨处理部分醋化果胶使部分甲
醋转变为伯酞胺后的产物 。由于酞氨基有助于形成氢
键 , 故能提高低醋果胶的胶凝能力 一
凉粉草胶属于一种高甲氧基果胶 , 其甲氧基含量
超过 阿柳 , 因此利用酞胺化反应技术对其进行
分子修饰是可行的 。本实验室现已成功制备出酞胺化
凉粉草胶 , 简写为 。本论文旨
在于利用多种流变学测试方法考察凉粉草胶 与
酞胺化凉粉草胶 的流变学特性 , 通过比较说
明酞胺化对凉粉草胶流变学性质的影响 。
实验材料与方法
材料与试剂
凉粉草胶 食品级 , 购于福建省武平市下坝乡
蔗糖 , 葡萄糖 , 盐酸 , 氢氧化钠 , 无水碳酸钠 , 磷酸
钙 , 均为分析纯 , 购于国药集团化学试剂有限公司 。
主要仪器及设备
《食品工业 》 年第 期
基金项目 上海市晨光计划 编号
. 基础研究 唯` 素
目分样筛 孔径 上海宝蓝实验仪器制
造有限公司 一型数显恒温水浴锅 上海森地科
学仪器有限公司 乌氏粘度计 粘度常数
, 毛细管内径 中国医药 集团 上海化学试剂公司 一 转子粘度计 上海精科仪器有限公
司 。
试验方法
特性粘度的测试方法与计算
以乌氏粘度计测定凉粉草胶或酞胺化凉粉草胶稀
溶液的比粘度 。测出溶剂流出粘度计的时间之后 , 计
算出时间的平均值 , 然后将各浓度凉粉草胶或酞胺化
凉粉草胶溶液的流出时间与蒸馏水的流出时间相除得
到 , , 增比粘度 ” 。 ”一 , 最后以 ” ,泌 为凉粉草
胶或酞胺化凉粉草胶的浓度一浓度取对数作图 , 得到
的曲线与 ” 。邓轴相交的点即为特性粘度值 一。
采用转子粘度计对酞胺化凉粉草胶进行测定
使用 一 数显粘度计 , 选择 号转子 , 量程设
定 , 可测最大粘度 · 。数值在一定
范围内波动时 , 取 而 后的一个数值 , 并记录 。
配好 岁 凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶溶液 , 置
于一定温度的水浴锅中 , 温度设定为 , , ,
, ℃。到达设定温度 , 在转子粘度计测定数值的
一分钟内读数 , 以保证数值的准确性 。配好 岁 凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶溶液 。通
过加人酸或碱校正好待测草胶的 值 。 值设定为
, , , ,
配好 留 凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶溶液 , 加
人蔗糖和葡萄糖 。按 , , , , 加人 。
每次加入后搅拌使之充分溶解 。
配好 留 凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶溶液 , 加
人不同浓度磷酸钙 , 钙离子浓度设定为 ,
一 , , 。磷酸钙较难溶
解 , 浓度高时采用先加热再冷却的方法进行测定 川`。
扫描电子显微镜 的测定方法
利用 对凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶的微观形
貌进行测定 , 放大倍数为 。
结果与讨论
酞胺化凉粉草胶特性粘度的测定
乌式赫度计的测定条件 室温 ℃ 大气压
胶溶液浓度 。在此条件下 , 分
别对凉粉草胶与酞胺化凉粉草胶在 , , ℃下的
特性粘度进行测定 , 如表 所示 。
表 凉粉草胶与酞胺化凉粉草胶的特性粘度
温度 ℃ 丑 毗 ·一, 刀 多滩 · 一,
由表 可以得出两个结论 ① 与 的特
性粘度均随温度的升高而降低 。这可能与温度升高 ,
分子热运动增加 , 使得凉粉草胶在溶液中分子的水
合离子半径减小有关 ② 在改性之后 , 特性
粘度显著增大 , 这可能是因为 分子的亲水性增
强 , 使得其在溶液中的水合离子半径增大 , 亦即该胶
对应的溶液粘度也应增大【。
酞胺化凉粉草胶表观粘度的测定
不同浓度下两种草胶表观粘度的测定结果
以 , , , , 的酞胺化凉粉草胶和
原凉粉草胶 , 在 ℃下 , 分别以转子粘度计测定其表
观粘度 , 如图 所示 。
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图 , 不同浓度下两种胶的表观粘度曲线图
由图 可知 , 两种胶的粘度均随浓度的增加而增
加 。 的表观浓度随浓度上升很慢 , 的表观
粘度随浓度上升快 。这说明 在变性以后 ,
的粘度比 的要高出许多 。这与前面特性粘度大小
的比较相一致 。
不同温度下两种草胶表观粘度的测定结果
在 ℃, ℃, ℃ , ℃ , ℃时 , 测定
凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶的表观粘度如图 所
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图 不同温度下两种草胶的表观粘度曲线图
由图 可见 , 随温度的上升 , 两种草胶的表观
粘度均会下降 。但 的下降趋势比 的要
大 。这说明 的表观粘度随温度变化的趋势要
比 的大 , 亦即 的表观粘度受温度的影响
大 。
冯涛等报道 在温度 ℃的条件下 ,
的流体行为越来越趋向于牛顿流体 , 而在温度 ℃的
条件下 , 其流体行为则趋向于假塑性流体 。
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《食品工业 》 年第 期
唯` 素 基础研究
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和 表现出同样的性质 , 即随着温度的上升 , 粘度
不断降低 。
不同 值下两种草胶表观粘度的测定结果
℃, 在 为 , , , , 时 , 测定 留 凉
粉草胶和酞胺化凉粉草胶的表观粘度如图 所示 。
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值
图 不同 下两种草胶的粘度曲线图
由图 可知 , 的表观粘度随 的升高逐渐
降低 。而 在 为 时表观粘度较低 , 随 的升
高 , 粘度逐渐增强 , 当 二 时粘度最高的原因可能
是因为此条件下 , 酞胺化凉粉草胶的溶解程度最高 ,
而继续增加 则引起酞胺化凉粉草胶分子局部降
解 , 造成体系粘度下降 。
添加不同质量葡萄糖的两种草胶表观粘度的测
试结果
℃, 添加 , , , , 留 葡萄糖对凉
粉草胶表观粘度的影响 留 和对酞胺化凉粉草
胶 岁 表观粘度的影响如图 所示 。
图 加入不同浓度蔗糖下两种草胶的粘度曲线图
由图 可知 , 两种草胶的表观粘度均随蔗糖的增
加而增加 , 且 比 的表观粘度要高 。与图
比较 , 不难发现两种糖的加人 , 使两种胶的表观粘度
表现出不同变化 。 加人蔗糖后的表观粘度比加人
葡萄糖后的高 而 的表观粘度受葡萄糖的影响
则大于受蔗糖的影响 。这使得加人葡萄糖的 , 其
表观粘度差异较大 , 而加人蔗糖的差异较小 。所以在
实际应用时 , 添加有 产品要想再提高其粘度可
以添加葡萄糖 , 而添加有 产品欲再提高其粘度则
可以添加蔗糖 。
添加不同浓度钙离子的两种草胶表观粘度的测
试结果
℃, 添加 , , , 钙离子对
凉粉草胶表观粘度的影响和对 留 酞胺化凉粉草
胶表观粘度的影响如图 所示 。
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图 加入不同浓度葡萄糖下两种草胶的粘度曲线图
由图 可见 , 和 都是随着葡萄糖的
添加量增加而粘度上升 。在同样添加量的情况下 ,
的表观粘度要比 的大 。不同的是 在
酬 浓度的葡萄糖加人量之后 , 表观粘度表现出较
大的变化 。总体而言 , 的表观粘度都大于
的 。
添加不同质量蔗糖的两种草胶表观粘度的测试
结果
℃, 添加 , , , , 蔗糖对
凉粉草胶表观粘度的影响 和蔗糖对酞
胺化凉粉草胶表观粘度的影响 如图 所
不 。
图 加入不同浓度钙离子下两种草胶的粘度曲线图
由图 可知 , 的表观粘度是随着钙离子浓度
的增加而逐渐增大的 , 整条曲线呈线性 。但是
在添加钙离子以后其表观粘度表现出较大的差异 , 粘
度虽然增大 , 但并没有表现出线性 , 在 时 ,
粘度最小 , 但也超出 以良多 。说明 在酸胺化之
后 , 粘度大大增加 , 尤其是在添加钙离子之后 , 其粘
度几乎成倍增加 。酞胺化草胶在钙离子浓度
的表观粘度低于钙离子浓度 的原因可能是
在 二 原草胶溶液的 左右时 , 钙离子在
时有沉淀 , 使得体系粘度变大 。
两种草胶的微观形貌观察结果
放大 倍 和 的扫描电子显微镜照
片 , 如图 和 所示 。
《食品工业 》 年第 期
. 基础研究 味` 素
图 倍放大倍数下原凉粉草胶的扫描电子显微
镜图
图 倍放大倍数下酞胺化凉粉草胶的扫描电子
显微镜图
由图 和图 可见凉粉草胶在酞胺化之后 , 从物理
形态角度而言的确颗粒小了很多 。从对比可以看出 ,
原胶的颗粒形貌较大 , 呈不规则块状 , 而经酞胺化反
应后 , 大规模的块状被打碎 , 形成了一小片一小片的
颗粒状 , 凉粉草胶的整体受到了一定的分解 , 推测可
能有一些链段发生了水解反应 , 因此产生了两种胶微
观形貌的显著差异 。
结论
随原凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶浓度的上升 ,
比浓粘度不断下降 温度越高它的特性粘度越高 。酞
胺化凉粉草胶在相同温度和浓度时 , 比浓粘度都比原
凉粉草胶高 。
不论是凉粉草胶还是酞胺化凉粉草胶 , 粘度均
随浓度的增加而增加 。相同浓度 , 酞胺化凉粉草胶粘
度比原草胶要增大很多 。
随温度上升 , 凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶的粘
度会下降 。酞胺化凉粉草胶的下降趋势比原凉粉草胶
大 。总体而言酞胺化凉粉草胶粘度比原凉粉草胶高 。
原凉粉草胶随 的升高 , 粘度逐渐降低 。酞胺
化凉粉草胶在所有 范围内均为假塑性流体 , 其中
粘度最低 , 二 时最高 。凉粉草胶和酞胺化凉粉草胶的粘度均随着蔗糖
或葡萄糖添加量的增加而增加 。整体而言酞胺化凉粉
草胶比凉粉草胶的粘度高 。其中葡萄糖对酞胺化凉粉
草胶的影响更为显著 。
通过扫描电子显微镜对凉粉草胶和酞胺化凉粉
草胶的观察 , 发现凉粉草胶在酞胺化之后 , 从物理形
态角度而言颗粒形态发生了分解性变化 。
参考文献
冯涛 , 顾正彪 , 金征宇凉粉草胶的研究进展田 中国
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冯涛 , 顾正彪 , 金征宇 凉粉草胶的稳剪切流变学性
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