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葡甘露聚糖是从魔芋中提取出来的一种天然高分子多糖物质,是丰富的可再生资源,常作为添加剂和保鲜剂应用于食品当中。本文以葡甘露聚糖为研究对象,通过磷酸酯化改性反应,改善其水溶胶的稳定性、成膜性和抑菌性,研究开发可食性的多糖复合抑菌材料,应用于荔枝的常温保鲜研究当中,取得了良好的效果。
葡甘露聚糖溶于水形成亲水性的水溶胶,以黏度为指标,考察温度、加热时间、pH等因素对水溶胶的影响,水溶胶的黏度随浓度的增大而升高,随温度的上升而降低,在pH<7.0时,葡甘露聚糖水溶胶的黏度比较稳定,0.4%浓度的水溶胶具有一定的成膜性,可形成一层多糖膜。
采用Na2HPO4:NaH2PO4=2:1的混盐为酯化剂对葡甘露聚糖进行磷酸酯化改性,以酯化取代度为指标,详细地考察了反应温度、反应时间、pH值、酯化剂用量、催化剂、微波等因素对取代度的影响,通过正交实验优化改性工艺,系统地研究传统的湿法改性工艺,深入探讨了微波改性的新方法,主要研究成果如下:
湿法改性的最佳工艺条件为反应温度60℃,时间为3h,pH值4.0,磷酸盐用量为50%,实验获到酯化取代度为0.0187的葡甘露聚糖磷酸单酯。
微波改性新法的最佳工艺条件为反应温度60℃,时间为7 min,pH值4.0,磷酸盐用量为30%,微波功率为800W,实验获到酯化取代度为0.0554葡甘露聚糖磷酸单酯。
微波改性新方法,极大地缩短了反应时间,减少了能耗,显著地提高了产物的取代度,利用红外和电镜等现代分析方法对改性产物分析,显示葡甘露聚糖分子链上引入了磷酸基团,分子排列更紧密整齐,微波改性方法具有明显的优势。
黏度和取代度都能反映葡甘露聚糖的质量,取代度高,黏度大,有利于水溶胶的成膜。以取代度为0.0554葡甘露聚糖磷酸单酯粉末为基材,添加山梨酸钾,辅之甘油和石蜡,合成了一种多功能的可食性复合抑菌多糖水溶胶,实验结果显示0.4%浓度的复合水溶胶具备良好的稳定性、成膜性能和抑菌性,在常温条件下,对荔枝进行涂膜处理,使荔枝的贮藏保鲜期延长到了6d,保鲜效果良好。
微波改性为今后葡甘露聚糖的改性研究导入了新思路,其磷酸酯化改性产物的复合水溶胶为荔枝的常温保鲜提供了一种新途径,进一步拓宽了葡甘露聚糖的应用领域。