燕麥β-葡聚糖的凝膠質(zhì)構(gòu)性能檢測(cè)方法

燕麥又稱(chēng)莜麥，屬禾本科植物，是我國(guó)西北部的主要農(nóng)作物之一。上世紀(jì)八十年代初期，國(guó)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)燕麥和大麥中富含的水溶性β-(1→ 3)(1→ 4)D-葡聚糖(以下簡(jiǎn)稱(chēng)β- 葡聚糖)對(duì)人體具有顯著的降血脂、降血糖作用和提高機(jī)體免疫能力等諸多有益的生理功效，從而使β-葡聚糖的研究成為熱點(diǎn)[1-3]。人們對(duì)β- 葡聚糖研究的關(guān)注一方面來(lái)源于β -葡聚糖自身的生理功能正是對(duì)威脅人類(lèi)健康的高血脂癥和高血糖癥具有預(yù)防和治療作用[4-6]；另一方面，富含β- 葡聚糖的燕麥和大麥?zhǔn)侨澜鐝V泛種植的主要農(nóng)作物，資源豐富，因此β- 葡聚糖的深入研究對(duì)人類(lèi)的健康和大麥及燕麥的開(kāi)發(fā)利用具有很大的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，燕麥β- 葡聚糖在較低濃度下仍具有較高的粘度，因此其在食品增稠和食品凝膠等方面的應(yīng)用前景良好。國(guó)外學(xué)者自上世紀(jì)末起開(kāi)始研究燕麥β- 葡聚糖的溶液流變學(xué)性能和凝膠性能[7-10]，但是到目前為止，對(duì)于燕麥β- 葡聚糖的流變和凝膠質(zhì)構(gòu)等性能方面的研究仍不夠完善，如其凝膠形成條件、凝膠質(zhì)構(gòu)的相關(guān)影響因素等尚未完全明晰。為此，本研究以我國(guó)山西產(chǎn)燕麥為原料，制備并分離純化燕麥β- 葡聚糖，以 Texture Analyser X-T21 型凝膠質(zhì)構(gòu)儀為主要研究手段，比較系統(tǒng)地研究燕麥β- 葡聚糖的凝膠形成條件及葡聚糖濃度、分子量、p H 、等因素對(duì)其凝膠性能的影響，為燕麥葡聚糖在食品及醫(yī)藥化工等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

一、使用儀器

蘇州保曼TA.GEL質(zhì)構(gòu)儀

二、質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定條件及參數(shù)定義

參考TA.GEL質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)構(gòu)儀使用說(shuō)明書(shū)，選擇凝膠類(lèi)型樣品的測(cè)定條件：探頭模具為 A 1 B E；探頭半徑為 3 5 m m；測(cè)定模式為 m e asure force incompression；測(cè)定選項(xiàng)為return to the start；實(shí)驗(yàn)速度為 1.5mm/s；初始速度為 5.0mm/s；穿透距離 30cm；上提5mm/s；溫度為 2 0℃。質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定的典型曲線(xiàn)如圖 1 所示。測(cè)定參數(shù)定義如下：凝膠穩(wěn)定度(脆性)a1.曲線(xiàn)中出現(xiàn)第一個(gè)明顯的斷裂值；凝膠彈性 A1.凝膠破裂點(diǎn)下的峰面積 Area1:2；硬度 a2.第一次壓縮循環(huán)中出現(xiàn)峰值所代表的力；凝膠強(qiáng)度 A2.壓縮總正峰面積 Area 1:3；粘性A3.第一次壓縮的負(fù)峰面積 Area 3:4，代表探頭從食品中離開(kāi)時(shí)難易程度；粘滯力 a3.第一次壓縮負(fù)峰的峰值。

三、結(jié) 論

凝膠是高分子在高濃度條件下分子規(guī)則排布所形成的一種特殊存在狀態(tài)，因其性質(zhì)獨(dú)特而應(yīng)用廣泛。燕麥β- 葡聚糖溶液剪切應(yīng)力—剪切速率掃描曲線(xiàn)顯示葡聚糖濃度和相對(duì)分子質(zhì)量大小對(duì)凝膠形成有較大影響，只有在燕麥β- 葡聚糖相對(duì)分子質(zhì)量大于 4.49 × 105、濃度高于 5 % 的條件下時(shí)方可形成凝膠結(jié)構(gòu)。質(zhì)構(gòu)性質(zhì)研究表明，增加燕麥β- 葡聚糖濃度、提高燕麥β- 葡聚糖相對(duì)分子質(zhì)量可顯著改善其凝膠性能，同時(shí)，硼砂、低濃度的鹽和尿素對(duì)凝膠質(zhì)構(gòu)也有增強(qiáng)作用，而堿性條件和 D M S O 溶劑則不利于葡聚糖分子空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形成。