高品質(zhì)瓊膠的制備及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、瓊膠是從紅海藻提取、以半乳糖為主要成分的一種高分子多糖，具有很好的膠凝性和凝膠穩(wěn)定性，廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用化工、生物工程等方面。瓊膠的凝膠強(qiáng)度是衡量瓊膠品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，凝膠強(qiáng)度越高，其應(yīng)用價(jià)值越大。有很多研究通過改善海藻提取瓊膠工藝以制備高品質(zhì)瓊膠，但凝膠強(qiáng)度的提高程度有限，最大只能達(dá)到海藻中瓊膠的固有強(qiáng)度，而對(duì)瓊膠進(jìn)行改性以提高其凝膠強(qiáng)度的研究少見報(bào)道。本文以化學(xué)改性法和生物改性法，分別利用戊二醛和轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（TG酶）對(duì)瓊膠

2、進(jìn)行改性，制備高品質(zhì)瓊膠；并利用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、低場核磁共振（低場NMR）和熱重分析對(duì)改性瓊膠特性進(jìn)行研究，具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）戊二醛改性瓊膠工藝優(yōu)化。設(shè)定了戊二醛濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間3個(gè)影響因素，以瓊膠凝膠強(qiáng)度為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面優(yōu)化法對(duì)戊二醛改性瓊膠工藝進(jìn)行了研究。結(jié)果表明戊二醛改性瓊膠的最佳工藝參數(shù)：戊二醛濃度3％、反應(yīng)溫度56℃、反應(yīng)時(shí)間10min。按此工藝制備瓊膠的凝膠強(qiáng)度可達(dá)1785

3、g/cm2，與對(duì)照樣相比凝膠強(qiáng)度提高了110%。
　?。?）TG酶改性瓊膠工藝優(yōu)化。以TG酶濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和pH為影響因素，在單因素研究基礎(chǔ)上通過響應(yīng)面試驗(yàn)，對(duì)TG酶改性瓊膠工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明TG酶改性瓊膠的最佳工藝參數(shù)：TG酶濃度3.5%、反應(yīng)溫度58℃、反應(yīng)時(shí)間11min、pH為6。按此工藝制備瓊膠的凝膠強(qiáng)度可達(dá)1145g/cm2，與對(duì)照樣相比瓊膠的凝膠強(qiáng)度提高了35%。
　?。?）瓊膠的FTIR和低場N

4、MR分析。采用傅里葉紅外光譜（FTIR）和低場核磁共振（低場NMR）對(duì)改性瓊膠進(jìn)行表征，結(jié)果顯示，隨著戊二醛和TG酶濃度的增加，反應(yīng)產(chǎn)物的吸光度增加，表明形成交聯(lián)鍵增多，瓊膠強(qiáng)度增大；兩種改性瓊膠凝膠強(qiáng)度B與橫向弛豫時(shí)間T2都呈正線性相關(guān)，因此可以通過測定瓊膠的橫向弛豫時(shí)間T2快速方便地確定凝膠強(qiáng)度。
　?。?）瓊膠的貯藏穩(wěn)定性和熱降解研究。將瓊膠粉末和瓊膠溶液在不同溫度和 pH條件下貯藏，研究貯藏時(shí)間對(duì)瓊膠凝膠強(qiáng)度的影響。結(jié)果表

5、明，在溫度為25℃、45℃時(shí)和pH=6.0、7.0、8.0時(shí)，瓊膠凝膠強(qiáng)度隨著貯藏時(shí)間的延長而降低，并呈良好的線性關(guān)系。在25℃下貯藏25天后，瓊膠降解率比較低，貯藏穩(wěn)定性較好，在45℃下降解率較大。從pH考慮，在中性條件下貯藏，瓊膠的降解率低，穩(wěn)定性較好。利用熱重分析法對(duì)瓊膠熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明瓊膠在氮?dú)庵械臒峤到鉃橐徊椒磻?yīng)，而改性瓊膠在氮?dú)庵械臒峤到鉃槎椒磻?yīng)。瓊膠降解溫度隨升溫速率的升高而增高；降解率Cp和Cf均不受升溫速