论文部分内容阅读
海藻酸钠来源于海洋褐藻,在褐藻中作为结构性多糖存在。近年来,海藻酸钠因优良的增稠和胶凝特性而广泛应用于食品生产中。然而,单独使用海藻酸钠的凝胶性质较为单一,难以满足食品质构的精细调控。当前,有关混合体系胶凝化的研究逐渐得到重视,为多糖凝胶结构调控指明了方向。本文以海藻酸钠为研究对象,采用流变仪、环境扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜、质构仪、热重分析、粉末X射线衍射仪等手段,探究了海藻酸钠和其他食品聚合物复合体系的结构化机制,研究内容包括海藻酸钠和结冷胶互穿网络凝胶、海藻酸钠和酪蛋白复合凝胶。此外,也研究了海藻酸钠在构建触变性乳液凝胶中的应用。主要研究内容与结论如下:1.使用D-δ-葡萄糖酸内酯缓慢酸化体系诱导海藻酸钠与低酰基结冷胶混合体系形成互穿网络凝胶。结果显示,不同海藻酸钠和结冷胶比例的混合体系均可形成凝胶,且海藻酸钠与结冷胶网络间没有发生相互作用。流变学分析结果表明,海藻酸钠和结冷胶复合体系在50℃恒温时,已经开始发生凝胶化,凝胶过程受温度和时间的双重影响。在复合体系中添加Ca2+离子后,海藻酸钠和结冷胶竞争性结合Ca2+离子。由于海藻酸钠负电荷密度高于结冷胶,因此海藻酸钠对Ca2+离子的结合能力更强,随后混合体系冷却过程中,结冷胶发生凝胶化。研究还发现,随着海藻酸钠与结冷胶比例增加,凝胶弹性增强,干燥后凝胶的复水速率和复水程度也提高。2.采用葡萄糖酸内酯缓慢酸化海藻酸钠和酪蛋白复合体系,制备了海藻酸钠和酪蛋白复合凝胶,并揭示了复合凝胶的形成机制和凝胶特性。结果发现,添加葡萄糖酸内酯后,海藻酸钠和酪蛋白复合体系的pH值从7.0缓慢降低至3.2。随海藻酸钠浓度增加,凝胶硬度呈先上升后下降的趋势,在海藻酸钠添加量为0.4%时,凝胶硬度最大。当海藻酸钠添加量低于0.5%时,复合凝胶的网络结构以酪蛋白为主,此时酪蛋白作为连续的凝胶相,而海藻酸钠作为分散的液相,形成“水包水”型的凝胶结构。当海藻酸钠浓度进一步增加至0.75~1.0%时,凝胶网络转变为双连续相结构。此外,随海藻酸钠浓度增加,凝胶化时间(Tgel)呈递减趋势。采用激光共聚焦显微镜追踪复合凝胶的结构变化趋势,发现即使在达到Tgel之后,仍然可以观察到轻微的结构演变。这可能是因为当体系pH降低至酪蛋白等电点(pH 4.6)之下时,海藻酸钠和酪蛋白之间发生静电吸引,进一步促进结构变化。3.通过扩散法将乳滴分散至海藻酸钠凝胶基质中制备了触变性乳液凝胶,研究了乳液凝胶的形成机制和流变特性。乳液凝胶包含2.0%的海藻酸钠(w/v)、0.5%的吐温80(v/v)和5~30%的油相(v/v)。通过研究油相比例、钙离子浓度对乳液凝胶的影响,发现在油相分数为5~30%、CaCl2添加量为0.05~0.15%(w/v)范围内,所有乳液凝胶均有显著的触变性和良好的稳定性,经加热或冻融处理后,油滴没有明显的聚结现象。随油相分数和Ca2+浓度增加,乳液凝胶的屈服应力值增大,原因是乳液凝胶中凝胶网络交联增强。经冻融处理后,凝胶的强度提高,这可能是由于海藻酸钠在冷冻过程中的分子间自我缔合。这些结果表明海藻酸钠可用于稳定乳液食品,并具有开发低脂蛋黄酱类似食品的潜在应用价值。综上,本文以海藻酸钠为研究对象,探究海藻酸钠与结冷胶复合凝胶、海藻酸钠与酪蛋白复合凝胶以及海藻酸钠乳液凝胶的性质以及凝胶机理,拓宽海藻酸钠在食品中的应用,为凝胶食品的设计提供新思路。