根据不同食品胶的单体性质和功能可以对食品胶进行复配，以便得到在功能上互补或优良性质更加突出，甚至能在某些食品中起到独立作用的复配物，食用胶间的复配因可以扩大单品的应用范围，强化食品的流变学性质，改善食品品质，并能在一定程度上降低生产成本，已成为目前的研究热点。魔芋胶与黄原胶在单独存在的情况下均不能形成凝胶，属非凝胶性多糖，但魔芋胶与黄原胶在一定条件下复配能形成凝胶，并显现出良好的协同增效性。
因此，西南大学食品科学学院曾瑞琪、李苇舟和重庆第二师范学院赵欣等人采用魔芋胶与黄原胶为原料，从静态流变学特性、动态流变学特性及其凝胶形成动力学对复配体系进行更进一步研究，以期为魔芋胶-黄原胶复配体系在食品领域中的应用提供更完善的理论依据。
1、复配体系的流变学特性
静态剪切流变特性
随着魔芋胶占比逐渐增大，复配体系的剪切应力也逐渐增大，当魔芋胶与黄原胶的质量比为5∶5时，复配体系的剪切应力增幅明显，而两者比例达到6∶4时表现出最高的剪切应力。随着剪切速率的不断增加，所有复配体系的黏度均呈现下降趋势，表现为典型的剪切变稀的非牛顿流体的特性。当魔芋胶与黄原胶质量比为6∶4时，体系的黏度达到最大值，与剪切应力随剪切速率变化的关系相符合，更加说明两者之间存在显著的协同增效性。
动态黏弹流变特性
所有测试样品的G’均大于相应的G’’，说明测试样品具有凝胶的特性，且在整个测试角频率范围内，G’与G’’变化幅度很小，可认为在该测试角频率范围内魔芋胶-黄原胶复配体系的弹性性能和黏性性能几乎保持不变。当魔芋胶与黄原胶的质量比为6∶4时，复配体系的G’值最大，质量比从5∶5增加至6∶4时，G’值增幅显著，表明在此质量比下的复配体系的弹性性能最强。
质量比为2∶8时，复配体系的G’’较高，表明此时复配体系中高分子链间的相互磨擦阻力较小，体系具有的黏性特征较强，表现出流动流体的性质。而质量比达到5∶5时G’’值显著下降（P＜0.05），6∶4与5∶5的复配体系G’’相近，两者的黏性性质较弱，形成的凝胶强度较大。
当魔芋胶与黄原胶质量比为2∶8时，复配体系的tan δ明显高于其余质量比，且随着测试频率的增加显现出较大的涨幅。而当质量比为5∶5和6∶4时体系的tan δ较小，且在整个测试频率范围内曲线波动不明显，表明复配体系结构稳定，能够保持较高的弹性性能，使得复配体系呈现较为稳定的固体特征；当质量比为8∶2时，由于魔芋胶占比过多，其分子中的葡甘聚糖与黄原胶分子间的交联程度下降而导致结构松散，弹性强度随频率发生变化，使得体系的tan δ升高。
2、 复配体系的凝胶形成过程
复配凝胶的动态模量
G’变化可大致分为3 个阶段，升温初期，G’下降缓慢，可能是由于在初期升温范围内，温度升高不明显，分子热运动加快速率较慢，魔芋胶与黄原胶之间的非共价结合断裂较少；当温度升高至40 ℃时，复配体系开始发生相转变，凝胶因受热逐渐转变为溶胶，弹性性能下降，G’迅速降低；同时，黄原胶分子中的双螺旋结构易在受热条件下打开，黄原胶与魔芋胶中的葡甘露聚糖所含有的β-1,4键的“嵌合”作用降低，也会加快复配体系弹性性能的下降。
复配体系的凝胶形成速率
为质量比2∶8的魔芋胶-黄原胶复配体系，随着温度的降低，体系的G’逐渐升高，温度在75～55 ℃时，G’变化不明显，当温度下降至50 ℃时，体系的G’升高迅速；同时，在50 ℃时复配体系的凝胶形成速率开始明显增加，表明此时复配体系内部凝胶结构初步形成。
质量比4∶6的魔芋胶-原胶复配体系，在80～40 ℃的降温过程中，G’与凝胶形成速率的变化与质
量比为2∶8时的复配体系相比几乎相差不大，但随着温度降低至40 ℃后，G’值也呈现逐渐升高的趋势，凝胶形成速率加快，但形成的凝胶G’在终点时稍有上升。
质量比5∶5的魔芋胶-黄原胶复配体系，魔芋胶在复配体系中的占比升高至50%，在降温过程中，G’与凝胶形成速率的变化趋势仍旧随着温度降低而升高。但在该质量比下凝胶开始形成的温度降低，在41 ℃时，体系的G’与凝胶形成速率首次剧烈增加，表明在该温度下，魔芋胶与黄原胶之间的互相作用才开始有明显的增强。
质量比6∶4的魔芋胶-黄原胶复配体系，魔芋胶所占的比例进一步升高，该质量比下形成的凝胶与质量比为5∶5时的复配体系相似，魔芋胶的含量再次增加，使得复配体系具有更强的强度，当到达降温终点时，该复配体系的G’也达到最大值。
质量比8∶2的魔芋胶-黄原胶复配体系，当魔芋胶占比达到80%时，凝胶形成速率稍有下降，当温度降低至40 ℃后，凝胶的G’值低于质量比为6∶4时凝胶的G’值，表明此时形成凝胶的强度不及质量比为6∶4时的凝胶强度。
质量比对动态模量及平均凝胶形成速率的影响
当魔芋胶在整个复配体系中的含量达到50%时，G’迅速增加，当魔芋胶的量继续增加时G’反而降低；而凝胶形成速率则在魔芋胶含量为40%时就开始显著增加（P＜0.05）。
结 论
通过对不同质量比的魔芋胶-黄原胶进行系统、完整的流变学特性的分析，发现当魔芋胶与黄原胶质量比为5∶5和6∶4时具有较好的成胶特性，当质量比为6∶4时，复配体系具有最大的稠度系数与最小的流体指数，且通过动态流变学的分析发现此时的凝胶具有最强的凝胶强度和凝胶形成速率。因此，在实际的生产中可采用的质量比为6∶4。通过魔芋胶与黄原胶复配形成性质优良的新凝胶可替代目前使用的多数食品胶而能在食品领域中广泛应用，魔芋胶-黄原胶复配体系较强的凝胶性能可以弥补果胶、卡拉胶等在饼干、果冻、糖果等食品中的不足。在后续研究中，将对魔芋胶-黄原胶复配体系对食品质构、风味、感官等性质的影响做进一步研究，以便为魔芋胶-黄原胶在食品中的应用提供更完善的理论参考。
本文《魔芋胶-黄原胶复配体系流变学特性及其凝胶形成动力学分析》来自于《食品科学》2018年39 卷9期39-46页，作者：曾瑞琪，李苇舟，赵 欣，张甫生，郑 炯。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201809007。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于百度图片
为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志，将与国际谷物科技学会（ICC）、合肥工业大学生物与食品工程学院、安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室、南京财经大学食品科学与工程学院、华美食品学会（CAFS）共同于2018年8月2-3日在安徽合肥举办“第十届食品科学国际年会”，
在此，我们诚挚的邀请您出席本次食品年会，共聚人脉、共享资源、共谋发展！
长按或微信扫码报名
热门跟贴