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  • 影響塔拉膠溶液的黏度的因素
  • 來源:網絡        2019-08-19         2969
【摘要】

多糖植物膠——塔拉膠是由刺云實植物種子的胚乳經研磨加工而成的粉末狀物。塔拉膠溶液具有一定的粘彈性,其溶液的黏度會隨著剪切速率的升高而降低,表現出剪切稀化的非牛頓流體特征。鹽、蔗糖和溫度對塔拉膠溶液的黏度均有一定的影響,但酸堿環境對其黏度影響不大。經凍融處理后,塔拉膠溶液黏度仍可保持相對穩定,但經高溫滅菌鍋處理后其黏度有所降低。

多糖植物膠——塔拉膠是由刺云實植物種子的胚乳經研磨加工而成的粉末狀物,又被稱他拉膠、刺云實膠、刺云豆膠。塔拉膠是一種天然的親水膠體,其具有良好的熱穩定性、化學穩定性和膠體復配性,在食品工業中應用前景甚好。塔拉膠已經被FCC批準為食品添加劑,主要功能是作為增稠劑及穩定劑。

影響塔拉膠溶液的黏度的因素

1、剪切速率及濃度

不同濃度的塔拉膠溶液的表觀黏度都隨著剪切速率的升高而降低,表現出剪切稀化的非牛頓流體特征。塔拉膠溶液的黏度隨其濃度的增加而升高,這表明塔拉膠溶液的濃度也是影響其黏度的重要因素之一。濃度的增加導致分子間的纏結作用增強,因而在相同的剪切速率下,溶液黏度升高。通過實驗結果可知,隨著濃度的增加,塔拉膠溶液的稠度系數逐漸增加,流動指數逐漸降低,表明塔拉膠溶液的濃度越高,粘稠度越大,假塑性特征越加明顯。

塔拉膠

2、觸變性

觸變性是指溶液由于應力作用黏度下降,而當應力撤銷后又逐漸恢復其黏度的性質,可通過其剪切恢復后的應力曲線進行評價。有實驗表明,塔拉膠溶液不具有觸變性,在剪切速率上升時,濃度0.5%塔拉膠溶液的上行曲線與剪切速率下降時的下行曲線接近重合,這表明隨著剪切應力的增加,塔拉膠溶液分子所形成的結合構造受到破壞,但應力撤銷后其構造又可迅速恢復同。

3、鹽

在NaCI和CaCl2存在條件下,塔拉膠溶液仍呈現剪切稀化特征,二者都能一定程度降低溶液黏度,CaCl2的影響較大。隨著鹽濃度增加,塔拉膠溶液黏度逐漸降低,這是由于溶液中引入Nat、Ca2+后,因靜電屏蔽作用,壓縮了擴散雙電子層的厚度,使得分子間靜電斥力作用減小,引起分子鏈卷曲,使得分子尺寸縮小,導致塔拉膠溶液黏度降低。

4、蔗糖

食品加工中,植物膠常與鹽和蔗糖等共同使用,在不同濃度條件下蔗糖對塔拉膠黏度的影響不同,低濃度時(5、10、20mg/mL),蔗糖的引入降低了塔拉膠溶液的黏度,這主要是由于蔗糖分子優先與水分子相互作用,減少了與膠體大分子相互作用的水分子的數量,一定程度上的削弱了多糖分子間的作用力,降低了其分子纏結的程度,從而使溶液黏度降低網。但是塔拉多糖作為親水性膠體,蔗糖對其水化程度的影響是有限的。當蔗糖濃度達到30mg/mL時,塔拉膠溶液黏度得以增大。這一方面可能是由于大量蔗糖分子水化后填充于塔拉多糖鏈的網狀結構,增加了體系黏度;另一方面也可能在蔗糖分子與塔拉多糖分子間形成架橋連接,加大了體系氫鍵強度,從而導致溶液黏度增加。因此,蔗糖對塔拉膠溶液黏度的影響應是多種因素的綜合作用結果。

5、pH

常溫下塔拉膠溶液(0.5%,w/v)星弱酸性,pH約為6.6,表觀黏度為0.2Pa.s。在不同酸堿條件下,塔拉膠溶液的黏度變化不大。因此,酸堿環境對塔拉膠溶液的黏度影響不大。

6、溫度

隨著溫度升高,塔拉膠溶液黏度逐漸降低,這主要是由于體系分子熱運動加劇,分子之間的纏繞容易發生松脫,分子間距增大使得分子鏈易于活動,內摩擦減少,因而溶液黏度下降。在原子力顯微鏡進下,30℃時塔拉膠分子呈樹型聚集狀態,而在80℃維持30min后其樹型聚集結構受到破壞,塔拉膠出現了一定的降解現象,結構呈小顆粒狀。原子力顯微鏡觀察表明,溫度可以改變塔拉多糖的分子聚集狀態,使得膠體分子降解,并增加了分子之間的間距,減小了分子間內摩擦力,從而導致溶液黏度降低。

7、凍融及高溫處理

實驗發現塔拉膠溶液具有良好的凍融穩定性,經過冷凍、解凍處理后其流變特性沒有本質變化,仍星現剪切稀化的非牛頓流體特性,其表觀黏度基本保持不變。如前所述,溫度對塔拉膠溶液的黏度具有較大的影響,溫度升高溶液黏度下降。但塔拉膠溶液經高溫滅菌鍋處理30min后,其黏度有所降低,但沒有預期降低的程度大。


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