影响塔拉胶溶液的黏度
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影响塔拉胶溶液的黏度的因素?

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多糖植物胶——塔拉胶是由刺云实植物种子的胚乳经研磨加工而成的粉末状物,又被称他拉胶、刺云实胶、刺云豆胶。塔拉胶是一种天然的亲水胶体,其具有良好的热稳定性、化学稳定性和胶体复配性,在食品工业中应用前景甚好。塔拉胶已经被FCC批准为食品添加剂,主要功能是作为增稠剂及稳定剂。

影响塔拉胶溶液的黏度的因素

1、剪切速率及浓度

不同浓度的塔拉胶溶液的表观黏度都随着剪切速率的升高而降低,表现出剪切稀化的非牛顿流体特征。塔拉胶溶液的黏度随其浓度的增加而升高,这表明塔拉胶溶液的浓度也是影响其黏度的重要因素之一。浓度的增加导致分子间的缠结作用增强,因而在相同的剪切速率下,溶液黏度升高。通过实验结果可知,随着浓度的增加,塔拉胶溶液的稠度系数逐渐增加,流动指数逐渐降低,表明塔拉胶溶液的浓度越高,粘稠度越大,假塑性特征越加明显。

2、触变性

触变性是指溶液由于应力作用黏度下降,而当应力撤销后又逐渐恢复其黏度的性质,可通过其剪切恢复后的应力曲线进行评价。有实验表明,塔拉胶溶液不具有触变性,在剪切速率上升时,浓度0.5%塔拉胶溶液的上行曲线与剪切速率下降时的下行曲线接近重合,这表明随着剪切应力的增加,塔拉胶溶液分子所形成的结合构造受到破坏,但应力撤销后其构造又可迅速恢复同。

3、盐

在NaCI和CaCl2存在条件下,塔拉胶溶液仍呈现剪切稀化特征,二者都能一定程度降低溶液黏度,CaCl2的影响较大。随着盐浓度增加,塔拉胶溶液黏度逐渐降低,这是由于溶液中引入Nat、Ca2+后,因静电屏蔽作用,压缩了扩散双电子层的厚度,使得分子间静电斥力作用减小,引起分子链卷曲,使得分子尺寸缩小,导致塔拉胶溶液黏度降低。

4、蔗糖

食品加工中,植物胶常与盐和蔗糖等共同使用,在不同浓度条件下蔗糖对塔拉胶黏度的影响不同,低浓度时(5、10、20mg/mL),蔗糖的引入降低了塔拉胶溶液的黏度,这主要是由于蔗糖分子优先与水分子相互作用,减少了与胶体大分子相互作用的水分子的数量,一定程度上的削弱了多糖分子间的作用力,降低了其分子缠结的程度,从而使溶液黏度降低网。但是塔拉多糖作为亲水性胶体,蔗糖对其水化程度的影响是有限的。当蔗糖浓度达到30mg/mL时,塔拉胶溶液黏度得以增大。这一方面可能是由于大量蔗糖分子水化后填充于塔拉多糖链的网状结构,增加了体系黏度;另一方面也可能在蔗糖分子与塔拉多糖分子间形成架桥连接,加大了体系氢键强度,从而导致溶液黏度增加。因此,蔗糖对塔拉胶溶液黏度的影响应是多种因素的综合作用结果。

5、pH

常温下塔拉胶溶液(0.5%,w/v)星弱酸性,pH约为6.6,表观黏度为0.2Pa.s。在不同酸碱条件下,塔拉胶溶液的黏度变化不大。因此,酸碱环境对塔拉胶溶液的黏度影响不大。

6、温度

随着温度升高,塔拉胶溶液黏度逐渐降低,这主要是由于体系分子热运动加剧,分子之间的缠绕容易发生松脱,分子间距增大使得分子链易于活动,内摩擦减少,因而溶液黏度下降。在原子力显微镜进下,30℃时塔拉胶分子呈树型聚集状态,而在80℃维持30min后其树型聚集结构受到破坏,塔拉胶出现了一定的降解现象,结构呈小颗粒状。原子力显微镜观察表明,温度可以改变塔拉多糖的分子聚集状态,使得胶体分子降解,并增加了分子之间的间距,减小了分子间内摩擦力,从而导致溶液黏度降低。

7、冻融及高温处理

实验发现塔拉胶溶液具有良好的冻融稳定性,经过冷冻、解冻处理后其流变特性没有本质变化,仍星现剪切稀化的非牛顿流体特性,其表观黏度基本保持不变。如前所述,温度对塔拉胶溶液的黏度具有较大的影响,温度升高溶液黏度下降。但塔拉胶溶液经高温灭菌锅处理30min后,其黏度有所降低,但没有预期降低的程度大。

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