燕麥β-葡聚糖的凝膠質(zhì)構(gòu)性能檢測方法

燕麥又稱莜麥，屬禾本科植物，是我國西北部的主要農(nóng)作物之一。上世紀(jì)八十年代初期，國外學(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(以下簡稱β- 葡聚糖)對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β- 葡聚糖研究的關(guān)注一方面來源于β -葡聚糖自身的生理功能正是對威脅人類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人類的健康和大麥及燕麥的開發(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。國外學(xué)者自上世紀(jì)末起開始研究燕麥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)儀使用說明書，選擇凝膠類型樣品的測定條件：探頭模具為 A 1 B E；探頭半徑為 3 5 m m；測定模式為 m e asure force incompression；測定選項(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)儀測定的典型曲線如圖 1 所示。測定參數(shù)定義如下：凝膠穩(wěn)定度(脆性)a1.曲線中出現(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—剪切速率掃描曲線顯示葡聚糖濃度和相對分子質(zhì)量大小對凝膠形成有較大影響，只有在燕麥β- 葡聚糖相對分子質(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。