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  • 亚麻籽胶的溶胶和凝胶的转变
  • 来源:网络        2019-06-06         3010
【摘要】

不同种类的亲水胶体的胶凝机理、形成的凝胶的质构和稳定性等各不相同。亚麻籽胶具有弱凝胶的特性。质量分数1%亚麻籽胶溶液加热至75℃后冷却,能得到粘度为0.5~20Pa·s的半凝胶的产品;中性多糖(阿拉伯木聚糖)含量高的亚麻籽胶表现出剪切变稀和弱凝胶的特性;不同品种的亚麻籽胶的凝胶特性不同;亚麻籽胶需要加入其它胶凝剂才能形成凝胶;当亚麻籽胶溶液加热到90℃以上然后冷却,能形成肉眼可见的弱凝胶。

胶凝性是亲水胶体的一个重要功能性质,只有部分亲水胶体具有胶凝的特性,如明胶、卡拉胶、淀粉、果胶等,通过分子长链的相互交联形成一种能将水或其它液体固定在其中,能抵御外界压力而阻止体系流动的坚固致密的三维网络结构。有些亲水胶体自身不能形成凝胶,但与其它亲水胶体复合在一起时能形成凝胶,如黄原胶和刺槐豆胶。不同种类的亲水胶体的胶凝机理、形成的凝胶的质构和稳定性等各不相同,因此,在食品中具有不同的应用。

亚麻籽胶具有弱凝胶的特性。质量分数1%亚麻籽胶溶液加热至75℃后冷却,能得到粘度为0.5~20Pa·s的半凝胶的产品;中性多糖(阿拉伯木聚糖)含量高的亚麻籽胶表现出剪切变稀和弱凝胶的特性;不同品种的亚麻籽胶的凝胶特性不同;亚麻籽胶需要加入其它胶凝剂才能形成凝胶;当亚麻籽胶溶液加热到90℃以上然后冷却,能形成肉眼可见的弱凝胶。

亚麻籽胶的溶胶和凝胶的转变

亚麻籽胶的溶胶和凝胶转变

当亲水胶体通过氢键或疏水相互作用形成凝胶后,在加热或冷却过程中,会发生从凝胶状态向溶胶状态的可逆变化。

1、动态流变学法测定亚麻籽胶的胶凝点和熔化点

凝胶的形成与温度有关。当溶解温度为60℃时,损耗模量大于贮能模量,体系以粘性为主,亚麻籽胶呈溶液状态;冷却过程中,随着温度的降低,贮能模量和损耗模量逐渐增大,但贮能模量增加的程度比损耗模量大;当温度降至45℃左右时,贮能模量开始超过损耗模量,出现交汇点,这意味着体系中的弹性成分增加,体系开始胶凝;随着温度的继续降低,贮能模量始终大于损耗模量,体系呈现弱凝胶的特性。上述结果表明亚麻籽胶溶液在加热到足够高的温度后,进行冷却时会发生胶凝,属于冷致胶凝。冷却过程中贮能模量和损耗模量的交汇点的温度定义为胶凝点。

许多亲水胶体形成的凝胶具有热可逆性,如明胶、卡拉胶等形成的凝胶,它们在加热到足够高的温度后,重新恢复到溶胶状态。在加热过程中,随着温度的升高,亚麻籽胶凝胶的贮能模量和损能模量逐渐降低,但贮能模量降低的程度比损能模量大,当温度升高至47℃左右时,损能模量超过贮能模量出现交汇点,这意味着体系中的粘性成分增加,体系开始熔化;随着温度的继续升高,损能模量始终大于贮能模量,表现出典型的粘弹流体的特性。

亚麻籽胶凝胶在加热到足够高的温度时,会发生熔化,属于热可逆凝胶。加热过程中损能模量和贮能模量的交汇点的温度定义为熔化点。亚麻籽胶凝胶是一种加热时熔化、冷却时又发生胶凝的热可逆性凝胶。

2、影响亚麻籽胶胶凝点和熔化点的因素

(1)冷却的起始温度对亚麻籽胶胶凝点和熔化点的影响

冷却的起始温度也就是样品的溶解温度。亚麻籽胶溶液的胶凝点与其溶解温度有关,溶解温度越高,亚麻籽胶溶液的胶凝点就越高。亚麻籽胶凝胶的熔化点受亚麻籽胶溶解温度的影响,当溶解温度越高,即起始冷却温度越高,则形成凝胶后,凝胶的熔化温度也越高。

(2)质量分数对亚麻籽胶胶凝点和熔化点的影响

浓度影响亚麻籽胶溶液的胶凝点,质量分数越高,亚麻籽胶溶液的胶凝点越高。亚麻籽胶凝胶的熔化点也随亚麻籽胶浓度的增加而升高。这是因为亚麻籽胶溶液的质量分数越高,溶液中亚麻籽胶的分子数就越多,形成网络结点数增多,因而在较高的温度下即可发生胶凝;并且浓度越高,形成凝胶的三维网状结构的致密程度大大增加,因而凝胶强度越大,打破这些网络结点需要的能量也就越多,因此凝胶的熔化点就越高。

(3)冷却速率对亚麻籽胶溶液胶凝点的影响

亚麻籽胶溶液的胶凝点受冷却速率的影响。冷却速率越快,亚麻籽胶溶液的胶凝点越低。胶凝过程实际上是分子从无序到有序的重新定向排列的过程,当冷却速率过快时,分子来不及进行定向排列,分子间形成的网络结点少,需要在更低的温度才能胶凝,因而胶凝点降低。

3、亚麻籽胶的溶胶-凝胶转变的滞后现象

相同的冷却起始温度下,亚麻籽胶凝胶的熔化点高于其溶液的胶凝点,也就是说亚麻籽胶的溶胶-凝胶的转变具有温度上的滞后现象。


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