全 文 ： 20 《食品工业》2010 年第 3 期
酰胺化凉粉草胶制备工艺及其性质的研究
冯涛，忻慧勤，叶琳
上海应用技术学院香料香精技术与工程学院 (上海 200235)
摘 要 以凉粉草胶为原料，对其进行酰胺化处理。以氨水-异丙醇为反应介质，通过酰胺化反应和酸醇
沉淀技术对凉粉草胶进行分子修饰，并以果胶的酯化度（DE值）、酰胺取代度（DA值）等指标作为考察
依据。经过单因素和正交试验，最后确定酰胺化凉粉草胶的最佳制备工艺为：15%的凉粉草胶；酰胺化反
应时间120 min；氨水浓度5 mol/L；氨水∶异丙醇=1∶2；氨醇溶液∶凉粉草胶=4∶5。通过红外光谱测定
和扫描电子显微镜分析，进一步表明凉粉草胶在经过酰胺化反应后，颗粒形貌和内部结构发生了明显的
变化。对酰胺化凉粉草胶的凝胶强度和原胶的凝胶强度进行对比，结果发现由酰胺化凉粉草胶制备的果
冻的凝胶强度比原草胶的弱，这可能是由于酰胺化凉粉草胶与大米淀粉之间形成的空间网状结构的相互
作用力较原草胶弱。
关键词 凉粉草胶；酰胺化；红外光谱；扫描电镜；凝胶强度
Study of Amidated Mesona Blumes Gum Preparation and Its Properties
Feng Tao，Xin Huiqin，Ye Lin
School of Perfume and Aroma Technology, Shanghai Institute of Technology (Shanghai 200235)
Abstract Mesona Blumes gum (MBG) was taken as raw material to be amidated. By using ammonia- isopropanol
reaction media, MBG was modifi ed at molecular level through amidation and acid-alcohol precipitating, which
took esterifi cation degree (DE), amide substitution degree (DA) as a result of reaction. Through single experiment
and orthogonal experiments, the optimal preparation process condition was determined like following: 15%
MBG, 120 min amidation time, 5 mol/L ammonia concentration, 1/2 ammonia/isopropanol, 4/5 ammonia
alcohol solution/MBG. Then by using FTIR determination and SEM analysis, it was further shown that granular
morphology and inner structure of MBG had changed obviously after amidation. And finally there was a gel
strength comparison between gels made of amidated MBG and raw MBG respectively. It was found that the gel
made of amidated MBG was weaker than that made of MBG, which indicated that amidated MBG might form a
weaker network with rice starch than MBG did.
Keywords Mesona Blumes gum (MBG)；amidation；infrared spectroscopy；SEM；gel strength
第6个月时刚超出国家标准。这说明沙果多酚抗氧化
的效果非常明显，能延长香肠货架期4个月左右。这
主要是因为沙果多酚分子中含大量的酚羟基，能够提
供活泼的氢离子，有效地清除氧自由基，阻止氧化过
程链锁反应，防止脂质过氧化[7]。
表6 沙果多酚对香肠在常温保藏条件下过氧化值的
影响 (meq/kg)
时间/
月 0 1 2 3 4 5 6
对照组 0.65 18.52 56.21 90.65 135.24 159.32 188.40
多酚组 0.65 1.06 2.84 4.53 10.18 16.77 21.22
3 结论
通过单因素和正交试验得出提取沙果多酚的最佳
工艺条件：乙醇浓度60%、温度60℃、料液比（Ｗ/
Ｖ）1∶25、提取时间120 min。在上述条件下，沙果
多酚提取量可达到3.13 mg/g。将提取到的沙果多酚按
0.05%的比例加入香肠，可使常温保藏条件下香肠的
货架期延长4个月左右，其抗氧化效果非常明显。
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工艺技术
21 《食品工业》2010 年第 3 期
酰胺化果胶(Amidated Pectin, AP)是在碱性条件下
将部分酯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酯化果胶使部分甲酯转变
为伯酰胺后的产物。由于酰氨基有助于形成氢键，故
能提高低酯果胶的胶凝能力。由酰胺化果胶制备的凝
胶强度好，比普通低酯果胶的凝胶热可逆性强，这些
性质被广泛应用于乳制品中水果配料及焙烤制品中糖
衣的制备[1]。
McCray等在乙醇环境或者浓氨水环境下进行氨法
脱酯，其速度与碱法脱酯速度的1/2近似[2]。Rees发现
AP中胺基基团的含量在胶凝中起着重要作用[3]。Kim
等和Nelson对AP在凝胶质构和强度方面所起的作用都
做过研究[4-5]。S.A.El-Nawawi等详细报到了利用异丙
醇-氨水混合液对HMP进行脱酯，研究发现要得到既
有较高酰胺化程度又有较高分子量的AP，条件需控
制在低温且高氨水浓度的环境下[6]。Uresti等报道了利
用AP来提高墨西哥比目鱼鱼糜的凝胶性能，研究发
现只要添加1%的AP就能够增加鱼糜的持水性和提高
其机械弹性[7]。
陈顺伟等报道了有关酰胺化法制取豆腐柴叶AP
的研究[8]，徐俊等报道了以柑橘果皮为原料，确定AP
制备工艺的最佳参数和条件[9]。雷激等研究了低温条
件下酰胺化作用的氨水浓度和脱酯时间对产品质量的
影响[10]。
试验以凉粉草胶为原料，研究酰胺化凉粉草胶制
备工艺，并对酰胺化凉粉草胶的理化性质，微观结构
及其与淀粉所制备果冻的凝胶强度进行研究。
1 试验材料与方法
1.1 材料与试剂 凉粉草胶(食品级)：购于福建省武
平市下坝乡；淀粉(食品级)：宝宝集团惠赠；氨水，
盐酸，无水异丙醇，硝酸银，甲基红，酚酞：分析
纯，国药集团化学试剂有限公司。
1.2 主要仪器及设备 HH-2型数显恒温水浴锅：上
海森地科学仪器有限公司；JB90-D型强力电动搅拌
机：上海标本模型厂；FEI Phenom扫描电子显微镜：
美国FEI电镜公司；VERTE-70型红外光谱测试仪：
德国BRUKER公司；TA XTPlus质构仪：英国微讯公
司。
1.3 试验方法
1.3.1 酰胺化凉粉草胶的制备工艺
凉粉草胶→过筛→溶解→氨-醇酰胺化→酸醇沉
淀→洗涤→热风干燥→粉碎
1.3.2 酰胺化凉粉草胶的制备工艺
取一定量过60目筛的凉粉草胶样品，配成15%的
凉粉草胶溶液，置5℃环境中过夜。同时制备含1、
2、4 mol/L的NH4OH和60%异丙醇的混合物于5℃储
存。
将NH4OH和异丙醇混合物加入凉粉草胶中，分
别配成不同比例的醇氨溶液和凉粉草胶的混合溶液，
在5℃下连续搅拌2 h。搅拌结束后立刻放入离心沉淀
机中离心分离出沉淀物。称取一定量的沉淀物，放
入盛有100 mL盐酸-异丙醇混合液的烧杯中，搅拌10
min，该混合物通过布氏漏斗进行真空抽滤，再用盐
酸-异丙醇混合液洗涤6次，每次15 mL，然后用60%
异丙醇洗涤，直至无氯离子为止(用1%硝酸银试液滴
至无白色沉淀)，最后用无水异丙醇20 mL仔细洗涤，
随后放入105℃的干燥箱中干燥4 h，干燥结束后取出
冷却。
以酯化度、酰胺化度为基本检验指标，分析酰胺
化低酯果胶的制备工艺参数(氨水浓度、醇氨比、醇
氨与凉粉草胶的比)对酰胺化过程的影响。以酯化度
越小，酰胺取代度越大的酰胺化凉粉草胶为最佳[10]。
1.3.3 酰胺化凉粉草胶酯化度(DE)、酰胺取代度(DA)
的测定
精确称取干燥后样品0.5 g，移入250 mL锥形瓶
中，用2 mL乙醇润湿。加入100 mL脱二氧化碳蒸馏
水，摇匀至样品完全水合，加入酚酞试剂5滴，用
0.1N NaOH溶液滴定至微红色，记下消耗的NaOH溶液
体积的毫升数，记作V1(初始滴定数)。再往锥形瓶中
加入0.5 N NaOH溶液20 mL，剧烈摇动，静置15 min，
再加入0.5 N HCl溶液20 mL，摇动至红色消失，再加
入酚酞3滴，继续剧烈摇动，再用0.1 N NaOH溶液滴
定至微红色，记下消耗的NaOH溶液体积的毫升数，
记作V2(皂化滴定值)。
将锥形瓶中内容物全部移至500 mL蒸馏瓶，在蒸
馏瓶中加入l0% NaOH溶液20 mL，接好蒸馏装置，冷
凝管的导管插入盛有20 mL 0.1 N盐酸和150 mL脱二氧
化碳蒸馏水的接收瓶中，并使其出口浸入液面以下。
开始小心加热蒸馏，注意泡沫不要过多。连续加热至
接收瓶中的馏出液达(80~120) mL为止。于接收瓶内加
甲基红指示剂数滴，用0.1 N NaOH溶液滴定至红色消
失，记下所消耗的毫升数(S)。用20 mL 0.1 N盐酸做空
白试验，记下消耗的0.1 N NaOH 溶液毫升数为B。将
酰胺基滴定度(B-S)记作V3，并将总滴定度(Vi+V2+V3)
记作Vt[10]。
酯化度(-COOCH3%)=(V2/Vt)×100 (1)
酰胺取代度(-CONH2%)=(V3/Vt)×100 (2)
1.3.4 红外光谱对酰胺化凉粉草胶的分析
采用红外光谱仪对凉粉草胶及酰胺化凉粉草胶进
行红外光谱的测定，比较各类特征峰，以此推断酰胺
化反应是否成功。
1.3.5 扫描电子显微镜(SEM)观察微观形貌
采用SEM在放大1000倍的条件下，观察凉粉草胶
与酰胺化凉粉草胶的颗粒形貌特征。
1.3.6 果冻凝胶强度的比较
(1) 凉粉草胶果冻的制作
*基金项目：上海市晨光计划(编号: 2008CG63)
基础研究
22 《食品工业》2010 年第 3 期
取淀粉6 g，凉粉草胶0.5 g，水100 mL放入烧杯
中，边加热边搅拌，煮沸后倒入模具于5℃冰箱中2
h。
(2) 酰胺化凉粉草胶果冻的制作
配制0.14 mol/L的Na2CO3溶液5 mL，将0.5 g酰胺化
凉粉草胶溶于其中，另称取6 g淀粉及100 mL水，一
同放入烧杯中，一边加热一边搅拌，糊化后放入模具
于5℃冰箱中2 h。
(3) 凝胶强度测试条件
测试模式：下压；测试前速：5 mm/s；测试
速度：2 mm/s；测试后速：5 mm/s；测试距离：15
mm；探头：P0.5。凝胶强度用硬度(Handness)即探头
下压过程中的最大感应力(g)表示。
2 结果与讨论
2.1 酰胺化凉粉草胶制备工艺中单因素的确定
2.1.1 氨水浓度的确定
分别配制1、2、4 mol/L的氨水，与60%的异丙醇
配成2∶1的醇氨溶液，再与凉粉草胶溶液配成4∶5的
混合溶液，按1.3.2的方法制备酰胺化凉粉草胶，测得
其酯化度(DE)、酰胺取代度(DA)如表1所示。
表1 不同氨水浓度下酰胺化凉粉草胶的DE和DA值
氨水浓度 /mol·L-1 1 2 4
酯化度 /% 42.21 41.20 34.95
酰胺取代度 /% 42.00 48.84 49.13
从表1可知，在醇氨比与醇氨溶液与凉粉草胶溶
液比相同的情况下，氨水浓度为4 mol/L时，所得的酯
化度最低为34.95%，而酰胺取代度最高为49.13%。
从而确定4 mol/L的氨水浓度为最佳水平。
2.1.2 醇氨比的确定
在确定了4 mol/L的氨水浓度的条件下，将醇氨溶
液:凉粉草胶溶液定为4:5不变，配制不同配比的醇氨
溶液，分别为2∶1、3∶1、4∶1，按1.3.2制备酰胺化
凉粉草胶。测得其酯化度、酰胺取代度如表2所示。
表2 不同醇氨比下酰胺化凉粉草胶的DE和DA值
醇氨比 2∶1 3∶1 4∶1
酯化度 /% 34.95 51.92 45.58
酰胺取代度 /% 49.13 37.06 51.20
由表2可得，在氨水浓度和醇氨溶液与凉粉草胶
溶液比不变的情况下，在醇氨比为2∶1时，酯化度
为34.95%，酰胺取代度为49.13%。以此确定醇氨比
2∶1为最佳水平。
2.1.3 醇氨溶液与凉粉草胶溶液比例的确定
在确定了4 mol/L的氨水浓度与2∶1的醇氨比为最
佳水平之后，将醇氨溶液:凉粉草胶溶液分别配置成
4∶5、5∶5、6∶5的比例，制备酰胺化凉粉草胶并测
定其酯化度和酰胺取代度。所得数据如表3所示。
从表3可知，在确定了氨水浓度和醇氨比的情况
下，醇氨溶液∶凉粉草胶溶液为4∶5时，所得的酯化
度为34.95%，酰胺取代度为49.13%。从而确定醇氨
溶液∶凉粉草胶溶液的最佳水平为4∶5。
表3 不同醇氨溶液与凉粉草胶溶液比例下酰胺化凉
粉草胶的DE和DA值
醇氨溶液:凉粉草胶溶液 4∶5 5∶5 6∶5
酯化度 /% 34.95 38.90 46.73
酰胺取代度 /% 49.13 47.36 47.91
2.2 酰胺化凉粉草胶制备工艺的L934正交试验
根据单因素条件确定试验的最佳水平，设计正交
试验，如表4所示。
表4 正交表-试验结果
编
号
A氨水浓度/
mol·L-1
B醇氨
比
C醇氨/凉
粉草胶
酯化度
/%
酰胺取
代度 /%
1 1(3) 1(1:!) 1(3:5) 44.77 50.38
2 1 2(2:1) 2(4:5) 30.43 66.06
3 1 3(3:1) 3(5:5) 47.64 51.28
4 2(4) 1 2 48.00 48.09
5 2 2 3 43.88 51.97
6 2 3 1 55.64 43.75
7 3(5) 1 3 38.46 55.49
8 3 2 1 36.23 62.77
9 3 3 2 45.33 51.12
以酯化度为试验结果
K1 40.95 43.74 45.55K2 49.17 36.85 41.25K3 40.01 49.54 43.33R 9.16 12.69 4.3
以酰胺取代度为试验结果
K1 55.91 51.32 52.30K2 47.94 60.27 55.09K3 56.46 48.72 52.91
R 8.52 11.55 2.79
表4说明醇氨比对酰胺化凉粉草胶的酯化度和酰
胺取代度的影响最大，氨水浓度次之，醇氨溶液与果
胶溶液的比例对两种指标的影响最小。根据正交试
验，可以确定酰胺化凉粉草胶的最佳制备工艺为：5
mol/L的氨水浓度；醇氨比为2∶1；醇氨溶液与凉粉
草胶溶液的配比为4∶5。
2.3 红外光谱的测定分析
酰胺基团红外光谱的特征峰主要由羰基变形振
动(νC=O, 1 680 cm-1~1 630 cm-1)、N-H伸缩振动(νN-H,
3 500 cm-1~3 180cm-1)、N-H变形振动(νN-H 伯酰胺，
1 640 cm-1~1 550cm-1)、N-H变形振动(νN-H仲酰胺，
1 570 cm-1~1 515 cm-1)和N-N面外变形振动(νN-N，700
cm-1)产生[11]。
图2 凉粉草胶(上图)与酰胺化凉粉草胶(下图)的红外
特征峰对比
由图2可知，酰胺化凉粉草胶在3 325.63 cm-1有
工艺技术
23 《食品工业》2010 年第 3 期
一个明显的N-H伸缩振动，在1 582.66cm-1有一个
明显的伯酰胺的N-H变形振动，在1 101.12cm-1和
1 016.51cm-1有两个明显的N-N面外变形振动。从两
组特征峰的对比可以得出此次的酰胺化反应成功。
2.4 扫描电子显微镜(SEM)分析
图3 凉粉草胶(左)与酰胺化凉粉草胶(右)的微观形貌
图(×1000)
由图3可以看出，原胶的颗粒形貌较大，呈不规
则块状，而经酰胺化反应后，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。
2.5 凉粉草胶与酰胺化凉粉草胶所制备果冻凝胶强
度的比较
将凉粉草胶、酰胺化凉粉草胶、普通大米淀粉和
粳米淀粉作为原料，按1.3.6制作成为果冻，测定凝胶
强度。
表5 凉粉草胶与酰胺化凉粉草胶的凝胶强度对比
序号 原料 凝胶强度/g
1 凉粉草胶+普通大米淀粉 234.312
2 凉粉草胶+粳米淀粉 377.844
3 酰胺化凉粉草胶+普通大米淀粉 205.085
4 酰胺化凉粉草胶+粳米淀粉 175.505
由表5可知，原胶与粳米淀粉所形成的果冻，其
凝胶强度最大。这是因为粳米淀粉中的直链淀粉含量
较高，原胶在不发生变性的条件下可以与粳米中的直
链淀粉充分交联，形成比较致密的网络结构，而普通
淀粉的直链淀粉含量低，形成的凝胶强度就弱一些，
但均高于酰胺化凉粉草胶与两种淀粉所形成的果冻的
凝胶强度，其原因可能在于酰胺化后的凉粉草胶在分
子结构上发生了一定变化，使得胶与直链淀粉在形成
交联结构时，发生了弱化作用，另外，也可能是胶分
子上生成的酰胺基团不利于与大米淀粉上的羟基之间
形成作用力强的分子间氢键[12]。
3 结论
3.1 以酯化度和酰胺取代度为指标，确定酰胺化凉
粉草胶的最佳制备工艺为：5 mol/L的氨水浓度；醇氨
比2∶1；醇氨溶液与凉粉草胶溶液的配比4∶5。
3.2 红外光谱表明凉粉草胶的酰胺化反应成功，因
酰胺化凉粉草胶在3 325.63 cm-1有一个明显的N-H伸
缩振动，在1 582.66cm-1有一个明显的伯酰胺的N-H
变形振动，在1 101.12cm-1和1 016.51cm-1有两个明显
的N-N面外变形振动。
3.3 扫描电镜观察原胶与酰胺化凉粉草胶的微观形
态表明，凉粉草胶在酰胺化反应的过程中部分链段可
能发生了水解作用。
3.4 两种胶与大米淀粉所制备的果冻的凝胶强度的
对比说明，凉粉草胶在酰胺化后不利于与大米淀粉之
间形成较强作用的分子间氢键，故应从酰胺化凉粉草
胶单独凝胶的角度进行果冻产品的开发。
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