部分酶解瓜尔豆胶的制备、性...分析及对燕麦蛋白乳液的影响.pdf

摘要

摘要

瓜尔豆胶（GG）主要成分是半乳甘露聚糖，是一种常用的增稠剂和稳定剂。GG具

有水合速度慢、溶液黏度过高的性质，限制了其在食品中的应用。因此，本课题以瓜尔

豆胶为研究对象，采用最小二乘法拟合转换方程，建立一种高效液相凝胶色谱与示差检

测器联用检测部分酶解瓜尔豆胶（PHGG）绝对分子量的方法。调控影响瓜尔豆胶酶解

的关键因素，制备不同分子量的PHGG，通过单糖组成分析、结构表征和热力学研究

PHGG样品的性质。同时，考察浓度、pH、温度对PHGG流变学性质的影响，以及中高

分子量PHGG对燕麦蛋白乳液稳定性和微观结构的影响。主要结论如下：

通过优化色谱柱、流动相、柱温、流速，建立一种高效液相凝胶色谱检测PHGG分

子量的方法：色谱柱为UltrahydrogelTMlinear（300×7.8mm）；流动相为0.3mol/LNaNO；

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流速为0.6mL/min；柱温为40℃；通过ASTRA软件分析确定不同分子量范围内PHGG

的dn/dc值；利用最小二乘法，建立高效液相凝胶色谱-示差检测器（GPC-RID）检测的

相对分子量参数与高效液相凝胶色谱-多角度激光光散射（GPC-MALLS）检测的PHGG

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绝对分子量参数之间的拟合方程，结果表明，相对重均分子量范围为5.0×10

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DaMw4.0×10Da的PHGG，符合分子量参数拟合方程，绝对分子量参数计算值与GPC-

MALLS测量值的相对误差集中在±10%以内。

以PHGG的相对分子量为指标，选择β-甘露聚糖酶单一酶解，通过考察不同酶解因

素，得到影响PHGG分子量的三个关键因素为酶添加量、底物浓度和酶解时间，可控酶

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解制备中高分子量PHGG1（8.92×10g/mol）、中分子量PHGG2（5.07×10g/mol）和低

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分子量PHGG3（0.62×10g/mol）。通过离子色谱测定GG和PHGG的单糖组成，核磁

共振波谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射表征其结构，差示扫描量热法和热重分析

法分析其热力学特性。结果显示，PHGG的甘露糖/半乳糖（M/G）较GG略有升高；酶

解没有改变PHGG的主体结构，未引入新的官能团，但晶体结构有较小的变化；PHGG

在较高温度下仍具有良好的热稳定性。

考察浓度、pH、温度对不同分子量PHGG流变学性质的影响。结果表明，不同条件

下，PHGG溶液均表现为剪切变稀的非牛顿流体。同一浓度下，PHGG分子量越大，其

表观粘度和储能模量越大。不同分子量和M/G的PHGG形成凝胶的pH条件不同，pH=6

时PHGG1溶液形成强度较高的弱凝胶结构。温度扫描结果表明，PHGG1溶液活化能小

于PHGG2和PHGG3，黏度对温度依赖性较弱；并且PHGG1溶液粘弹性的变化趋势与

GG相同，在热加工中更具优势。PHGG1可能是一种替代GG的稳定剂。

研究GG和PHGG1浓度对燕麦蛋白乳液稳定性和微观结构的影响。粒径及Zeta电

位分析表明，0.8%GG乳液和0.8%PHGG1乳液的Z均粒径最小，但是乳液PDI值较

大，说明体系中存在分子聚集；不同浓度乳液间的Zeta电位无明显差异。稳定性分析结

果表明，0.8%GG乳液储藏14d后乳液分层，而1%PHGG1乳液在14d内保持燕麦蛋

白乳液稳定，并且乳液乳化性和乳化稳定性较好。流变学结果表明，添加PHGG的乳液

是剪切变稀的非牛顿流体，其中1%PHGG1乳液具有较高的表观粘度和储能模量。激光