多糖是一類(lèi)重要的生物大分子，在自然界中具有 舉足輕重的地位。凝膠化性質(zhì)是多糖大分子生物功能 的重要方面，動(dòng)植物中許多生命過(guò)程是在凝膠態(tài)中完 成的[1]。魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠都是一種天然非凝 膠多糖[2]，但兩者在一定條件下共混可以得到令人滿 意的凝膠，這是多糖分子間相互作用的結(jié)果。本文探 討了魔芋膠與瓜爾豆膠的最佳共混比例、凝膠的制備 溫度和體系鹽離子濃度對(duì)凝膠化的影響，并從紅外譜 圖分析了分子間相互作用的機(jī)理。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

瓜爾豆膠在武漢市食品原料公司購(gòu)買(mǎi)；魔芋葡甘 聚糖以經(jīng)乙醇純化的魔芋精粉替代，湖北恩施宏業(yè)魔 芋精粉廠生產(chǎn)。

1.2 共混凝膠的制備

在一定濃度和共混比例下，分別將魔芋膠與瓜爾 豆膠在攪拌下慢慢加入蒸餾水中，使其均勻分散，加 熱至一定溫度后恒溫1h，得到共混溶膠，室溫放置冷 卻可得共混凝膠。

1.3性能測(cè)試[3]

1.3.1凝膠強(qiáng)度的測(cè)定。

將橫截面積為1cm2的有機(jī)玻璃棒垂直固定在一 個(gè)支架上，并與放在托盤(pán)天平左盤(pán)燒杯里的共混凝膠 表面接觸，然后在天平右盤(pán)里緩慢添加砝碼直至凝膠 表面破裂，此時(shí)右盤(pán)砝碼的重量，為凝膠單位面積上 所承受的壓力，即凝膠強(qiáng)度，測(cè)三次取平均值。

1.3.2溶膠粘度的測(cè)定。

使用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)溶膠粘度。

1.3.3凝膠熔化溫度的測(cè)定。

用落球法進(jìn)行測(cè)定。在試管中制備一定體積的共 混凝膠，然后在凝膠表面放入一鋼球并插入溫度計(jì)密 封試管。溫度計(jì)的水銀泡盡可能靠近鋼球以減少誤差。 以TC/mrn的升溫速度對(duì)試管凝膠進(jìn)行水浴加熱，鋼 球下落時(shí)的溫度即為凝膠的熔化溫度。同一種凝膠測(cè) 三次，取其平均值。

1.4 FT-IR譜圖分析

Nicolet AVATAR-370型傅立葉變換紅外光譜儀。

稱取適量干燥凝膠破碎粉末與適量KBr混合均勻，壓 片打出譜圖進(jìn)行分析。

2結(jié)果與討論

2.1共混比例對(duì)凝膠化的影響

多糖總濃度為1%,加入0.1mol/L CaCU，在80°C

將魔芋膠與瓜爾豆膠（質(zhì)量分別為mi和m2)以不同 比例制得共混凝膠，測(cè)得其凝膠強(qiáng)度與共混比例的關(guān) 系見(jiàn)圖1(Fig.1)。從Fig.1可以看出，隨著魔芋膠的比 例由小到大，其凝膠強(qiáng)度逐漸増大。魔芋膠與瓜爾豆 膠比例為60/40時(shí)，凝膠強(qiáng)度達(dá)到最大值，繼續(xù)改變 兩者的共混比例，凝膠強(qiáng)度下降。魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠協(xié)同相互作用及其凝膠化研究，由此說(shuō)明兩種多糖 有1個(gè)最佳共混比例，在此比例，體系的協(xié)同作用最 大。

 

圖1共混比例對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響 Fig.1 Effect of polysaccharide mixed ratio on Jelly-giue strength

2.2溫度對(duì)凝膠化的影響 2.2.1溫度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響。

多糖總濃度為1%，魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比 例為60/40,加入0.1mol/LCaCl2，在不同溫度下制得

凝膠，測(cè)得其凝膠強(qiáng)度與溫度的關(guān)系見(jiàn)圖2(Fig.2)。

■UJ'6£5u,1,is onlCT--laf

 

20406080100

T/°C

圖2反應(yīng)溫度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響 Fig.2 Effect of preparation temperature on Jelly-glue strength

從圖2(Fig.2)可以看出，隨溫度升高，凝膠強(qiáng)度増 大。20?40C時(shí)凝膠強(qiáng)度非常小，40?60C凝膠強(qiáng)度増 加得非?？欤瑴囟壬?0C左右時(shí)，凝膠強(qiáng)度達(dá)到最 大值，繼續(xù)升高到100C左右時(shí)，多糖有所降解，凝 膠強(qiáng)度稍有降低。 2.2.2溫度對(duì)共混溶膠粘度的影響。

多糖總濃度為1%，魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比 例為60/40,加入0.1mol/LCaCl2,測(cè)得不同溫度下共 混溶膠粘度如表1所示：

表1不同反應(yīng)溫度下的溶膠粘度 Tab.1 Viscosity(n/mPa.s )of melting gels at different preparation

temperation (T/ C )

T/C2040 60 80 100

n/mPa.s8. 657. 32 5. 81 4. 23 0. 89

從表1(Tab.1)可以看出，隨著溫度的升高，共混 溶膠的粘度下降，流變學(xué)特性變好，從而有利于魔芋

膠與瓜爾豆膠分子間的相互作用，凝膠化能力増強(qiáng)， 當(dāng)溫度升高到100C時(shí)，溶膠的粘度變得很小了， 這是由于多糖發(fā)生了降解之故。

2.3 鹽離子濃度對(duì)凝膠化的影響

2.3.1鹽離子濃度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響

多糖總濃度為1%，魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比 例為60/40，在80C分別加入不同濃度的鹽（CaCU， 測(cè)得凝膠強(qiáng)度與鹽離子濃度關(guān)系如圖3(Fig.3)所示。從 圖可以看出，隨著鹽離子濃度的増加，魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠協(xié)同相互作用及其凝膠化研究，凝膠強(qiáng)度亦不 斷増大，當(dāng)鹽離子濃度増至0.1mol/L時(shí)，其凝膠強(qiáng)度 達(dá)到最大值。若繼續(xù)増大鹽離子濃度，凝膠強(qiáng)度反而

 

0 020.040.060.080.100.120.14

C/mol.L'1

圖3鹽離子濃度對(duì)凝膠強(qiáng)度的影響 Fig.3 Effect of salt ionic concentration on Jelly-glue strength

2.3.2鹽離子濃度對(duì)凝膠熔化溫度的影響

多糖總濃度為1%，魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比 例為60/40，在80C分別加入不同濃度的鹽（CaCU 離子，測(cè)得凝膠熔化溫度（Tm)與鹽離子濃度關(guān)系如 表2(Tab.2)所示。由表2可看出，隨鹽離子濃度的増 大，凝膠的熔化溫度也不斷提高。到0.2mol/L時(shí)Tm 達(dá)到最高值，當(dāng)鹽離子濃度為0.8mol/L左右時(shí)，由于 凝膠強(qiáng)度很弱，其熔化溫度無(wú)法測(cè)定。由此可說(shuō)明加 入一定濃度的鹽離子有利于提高該凝膠的熱穩(wěn)定性。

6

表2不同鹽離子濃度下的凝膠熔化溫度 Tab.2 Melting temperature(Tm/^)of jelly-glue at different salt ionic concentration (C/ mol/L)

C / mol/L0.010.050.10.20.4

Tm /C43.066.076.079.577.0

2.3.3鹽離子濃度對(duì)共混溶膠粘度的影響

多糖總濃度為1%，魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比例 為60/40 ,在80°C分別加入不同濃度的鹽（CaCU 離子，測(cè)得共混溶膠粘度與鹽離子濃度關(guān)系如表3 (Tab.3)所示。由表可看出，魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠協(xié)同相互作用及其凝膠化研究，隨著鹽離子濃度的增加， 溶膠的粘度不斷增大。所以，鹽離子的加入可以改變 溶膠的粘度。

表3不同鹽離子濃度下的溶膠粘度 Tab.3 Viscosity(n/mPa.s)of melting gels at different salt

ionic concentration(C/mol/L)

C /mol/L0.010.050.10.20.40.8

n/mPa.s0.7950.8500.8791.1451.7772.061

2.4 FT-IR 分析

 

圖4魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比例60/40的紅外光譜圖 Fig.4 FT-IR spectra of mixed gelation 60/40 on Konjac glucomannan and Guaran gum(KGM/Guaran)

(上接第35頁(yè)）

由此可初步得出LA富硒條件為:選用番茄汁液體 培養(yǎng)基,10%接種量，亞硒酸鈉添加量為18 ug/ml,37°C， pH6.8,24h培養(yǎng)，LA硒富硒效果較好，殘留無(wú)機(jī)硒含量

5.1Ug/ml，有機(jī)硒含量12.99 Ug/ml，富硒能力為 72.17%。

3結(jié)論

綜上所述，嗜酸乳桿菌耐硒富硒能力最強(qiáng)，番茄 汁固體培養(yǎng)基中，37C，pH6.8,培養(yǎng)48h，LA耐 Na2SeO3最大量為6 U g/ml;三角瓶中番茄汁液體培養(yǎng) 基，pH6.8,37C，24h培養(yǎng)，LA耐亞硒酸鈉最大量為 18 U g/ml，有機(jī)硒含量12.99 U g/ml，轉(zhuǎn)化率為72.17%。

瓜爾豆膠共混比例為60/40時(shí)凝膠FT-IR譜圖如圖 4所示，由譜圖可知共混比例為60/40時(shí)，其羥基伸

縮振動(dòng)峰為3384cm-1,與純KGM的羥基伸縮振動(dòng)峰 [4]3529cm-1相比增強(qiáng)并向低波數(shù)方向發(fā)生一定位移。 這是多糖分子間相互作用的結(jié)果，表現(xiàn)為共混多糖的 凝膠化能不斷提高，凝膠強(qiáng)度不斷增大，魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠協(xié)同相互作用及其凝膠化研究，因此，氫鍵 的存在對(duì)多糖共混體系起到了非常重要的增容作用。

3結(jié)論

3.1魔芋葡甘聚糖與瓜爾豆膠進(jìn)行共混可以得到凝 膠，當(dāng)多糖濃度為1%,魔芋膠與瓜爾豆膠的共混比 例為60/40,制備溫度為80OC,體系鹽離子濃度為 0.1mol/L時(shí)，可得到凝膠強(qiáng)度的最大值。

3.2從FT-IR譜圖上分析兩種多糖分子間相互作用的 機(jī)理，表明氫鍵的存在對(duì)多糖共混體系起到了非常重 要的協(xié)同增效作用。