魔芋胶对直链淀粉和支链淀粉热力学及质构特性的影响

论文摘要

本文利用高分子物理学理论与现代仪器分析技术相结合，基于从链段及分子水平上深入研究魔芋胶（konjac glucomannan，KGM）的分子特性及其对直链淀粉与支链淀粉热力学特性和凝胶质构特性的影响，为改变淀粉功能特性和提高淀粉类产品的质量提供重要的理论依据。其主要结论如下：1.本文通过SEC-MALLS-RI体系测得KGM是一个高度紧密且具有分枝结构的大分子聚合物。KGM的分子摩尔数分别是：Mw=1.040×106g/mol，Mn=9.395×106g/mol，Mz=1.329×106g/mol；Rn=110.5nm，Rw=115.9nm，Rz=129.6nm。因此可知，KGM分子量范围（RMS，nm）从9.395×105g/mol （110.5nm）至1.329×106g/mol （129.6nm）。此外，分子量分布由Mw/Mn或Mz/Mn表示，即表示样品的分散度。分子量分布越宽，分散度就越大。对于窄的分子量分布，其Mw/Mn或Mz/Mn比值接近1。本文所测得Mw/Mn和Mz/Mn比值分别是1.107和1.414，这表明KGM是一个中度分散的大分子。与直链淀粉和支链淀粉相比，魔芋胶分子链带有较多侧基，非对称而又非规整，从而导致分子链截面变大，分子链变硬，不同程度地阻碍了链段的运动，进而影响链段在结晶时扩散迁移规整排列的速度，因此结晶速度较慢，相对结晶度较低。2.不同组成比例的直链淀粉/支链淀粉/魔芋胶共混物的玻璃化转变温度随组成比例的改变而改变，并且Tg值介于各组分各自的玻璃化转变温度范围之内，该共混高聚物在组成比例范围内具有良好的相容性。3.直链淀粉/魔芋胶和支链淀粉/魔芋胶共混体系的Tg随着魔芋胶添加量的增加而降低，随着贮藏时间的增加而增加。魔芋胶浓度越高，其共混物在整个贮藏期内的Tg变化就越小。这些结果表明，魔芋胶能够明显降低直链淀粉和支链淀粉的重结晶。4.由于魔芋胶分子链支化程度较高，使分子之间的距离增加，分子间的作用力减小，因此与直链淀粉和支链淀粉相比，魔芋胶的坚实度、稠度、粘聚性和粘度系数都较高。当直链淀粉与支链淀粉比例为1:1时，魔芋胶浓度≤0.03%（即魔芋胶在溶液中的比例低于5%）时，直链淀粉/支链淀粉/魔芋胶混合凝胶的坚实度低于对照组，魔芋胶浓度＞0.03%时，随着魔芋胶浓度的增加，该混合凝胶的坚实度也随之逐渐增加。同样可以得出，随着魔芋胶浓度的增加，该混合凝胶的稠度、粘聚性和粘度系数也随之逐渐增加。当直链淀粉与支链淀粉比例为1:2时，随着魔芋胶浓度的增加，直链淀粉/支链淀粉/魔芋胶混合凝胶的稠度低于对照组；而该混合凝胶的坚实度、粘聚性和粘度系数却都随着魔芋胶添加量的增加而逐渐增大。当直链淀粉与支链淀粉比例为1:3时，魔芋胶的添加量对直链淀粉/支链淀粉/魔芋胶混合凝胶的坚实度和粘聚性几乎没有显著影响；魔芋胶浓度的增加使得直链淀粉/支链淀粉/魔芋胶混合凝胶的粘度系数随之逐渐增加，但却降低了该混合凝胶的稠度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 织态结构概述
• 1.3 多糖与直链淀粉和支链淀粉相互间的协同效应
• 1.4 魔芋胶概述
• 2 引言
• 2.1 课题的立题背景及意义
• 2.2 主要研究内容
• 3 材料与方法
• 3.1 主要材料
• 3.2 主要试剂
• 3.3 主要仪器和设备
• 3.4 研究方法
• 3.4.1 HPSEC-MALLS-RI 体系测定魔芋胶分子结构
• 3.4.2 玻璃化温度（Tg）的测定
• 3.4.3 质构特性的测定
• 4 结果与分析
• 4.1 SEC-MALLS-RI 体系测定魔芋胶分子结构
• 4.1.1 KGM 样品色谱图
• 4.1.2 KGM 分子结构特性的确定
• 4.2 玻璃化温度的测定
• 4.2.1 单一样品的玻璃化温度
• 4.2.2 魔芋胶、直链淀粉和支链淀粉混合体系的玻璃化温度
• 4.2.3 贮藏后直链淀粉/魔芋胶和支链淀粉/魔芋胶共混体系的 Tg
• 4.3 凝胶质构特性的测定
• 4.3.1 单一多糖的凝胶质构特性
• 4.3.2 复合多糖的凝胶质构特性
• 5 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士期间发表的论文