魔芋基复配亲水胶体增稠及乳化稳定作用研究

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食品,特别是液态食品在组成上的多样性,以及在加工、贮藏条件的不同,决定了其增稠、乳化稳定性的要求不同。一种在中国具有明显资源优势和应用潜力的亲水胶体——魔芋胶,正逐步被接受并用于多种食品质构的修饰。然而,单一的亲水胶体在应用中,可能存在着某种缺陷,因此,作为一种有效、安全的提高高聚物性能的手段,物理共混被认为是弥补单一胶体缺陷的最经济的手段。基于魔芋胶与其它亲水胶体复配的增稠、乳化稳定特性的研究仍缺乏在同一条件下的系统比较研究的现状,特别是从开发我国特色亲水胶体的目的出发,本文对魔芋胶与其它常见的8种亲水胶体复配体系的增稠性、稳定乳化性,做相同或接近相同条件下的系统比较研究,可为魔芋胶在相关方面的应用提供系列基础性参考资料。主要研究结果如下:测定了9种亲水胶体的幂函数方程η=αCβ,因所选胶体β>1,因此结合采用粘度加和法和浓度加和法评价8种胶体和魔芋胶的协效性,在表观粘度表现方面,可将用于复配的8种胶体分为4类:魔芋胶与黄原胶、瓜尔豆胶间存在显著的协同作用,魔芋胶与海藻酸钠、卡拉胶、羧甲基纤维素钠之间存在微弱的协同作用,魔芋胶与羟丙基甲基纤维素,甲基纤维素几乎没有协同增效,而魔芋胶与阿拉伯胶则存在减效作用。与冻干复配胶体的SEM分析的表面形貌、孔洞大小、排列规整程度等与胶体的协效性密切相关,协效性越大,孔洞越小、排列程度越规整,反之亦然,从而对低温加工食品可能产生显著不同的影响。亲水胶体静态流动模式剪切力与应力曲线被用来评价胶体复配后的屈服应力和剪切稀化。魔芋胶与瓜儿豆胶混合时屈服应力的特征基本被保留下来;而与卡拉胶混合表现为屈服应力的剧增;与羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素复配时,仍具有屈服应力,但大大降低;而与黄原胶、海藻酸钠、阿拉伯胶、甲基纤维素混合则表现为屈服应力的消失。相较于纯魔芋胶溶液,出现屈服点的剪切速率,除与卡拉胶复配显著增大外,其它复配胶体瓜儿豆胶、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素均有所减小。温度依赖的动态粘弹测定用于评价在热处理过程中的动态流变行为,魔芋胶与黄原胶共混,新出现强烈的溶胶凝胶转变,其转变温度随魔芋胶加入量增加而增加;魔芋胶与羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素共混时,溶胶-凝胶转变受到抑制,随魔芋胶增加,凝胶温度升高,强度趋弱;魔芋胶与瓜尔豆胶、海藻酸钠、卡拉胶、羧甲基纤维素钠共混时均表现出随温度升高储能模量与损耗模量的下降,无溶胶-凝胶行为的转变;魔芋胶与阿拉伯胶混合,储能模量随温度升高有略微升高,与其它胶体迥异,和阿拉伯胶疏水作用相关。水包油型乳液的稳定性、粒径分布,粒径形态的比较,用于评价魔芋基复配胶体的乳化稳定性。魔芋胶自身的乳化稳定性极差,在与其它胶体复配中,除了与海藻酸钠共混可以显著的提高乳化稳定性而外,与黄原胶、阿拉伯胶、羟丙基甲基纤维、甲基纤维素复配,基本体现了这4种基胶良好的乳化稳定性,而与瓜尔豆胶共混依然体现极差的乳化稳定性,在与羧甲基纤维素、卡拉胶共混时,更是导致乳化稳定性的下降。8种胶体中加入魔芋胶后,除魔芋胶/海藻酸钠外,其它的复配相对导致乳液粒径增大,分布范围加宽,与乳化稳定性不同程度的下降相对应;但对不同复配体系,乳液微粒粒径大小与其稳定性并无显著相关,乳液微粒自身的质构、胶体的极性等,更大程度上决定乳化稳定性。芘荧光探针用于研究复配给胶体溶液带来疏水性的影响,发现疏水性与乳化稳定性密切相关,除乳化稳定性得以提高的魔芋胶/海藻酸钠复配体系出现较两者均低的疏水值(I1/I3)和更低的临界缔合浓度(CAC)而外,其它的复配体系, I1/I3和CAC多数呈现出介于两者之间的特点,至于乳化稳定性得以明显下降的与羧甲基纤维素、卡拉胶共混,则出现更大的I1/I3和CAC。
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