引言

魔芋精粉的主要组分为葡甘聚糖，它约占精粉 重量的7(%~ 8(%.魔芋葡甘聚糖是一种复合糖 类，是由D葡萄糖和D甘露糖按2: 3或1: 1. 6的 摩尔比由P-1，4键结合起来[1].将葡甘聚糖用马来 酸酐进行酯化，可得到魔芋葡甘聚糖马来酸酯，酯化 度控制在0. 28% ~ 0. 30%，否则水溶性变差，该酯 化产物具有天然和合成高分子的特性.其粘度、热 稳定性得到提高[2].公海710官网是由黄杆菌产生的一种 阴离子多糖，分子主链由纤维素型葡萄糖残基组成， 其中每间隔一个葡萄糖残基C-3位上有一个三糖组 成的侧链[3].公海710官网与魔芋葡甘聚糖及其酯化产物 均为非凝胶多糖，但它们共混可以得到令人满意的 凝胶和1+ 1> 2的増效作用，这是由于多糖间协同 相互作用赋于多糖共混体系的新功能.

本文通过对具有重要工业应用价值的天然多糖 及改性产物的研究，为多功能多糖产品的应用奠定 一定理论基础.

1实验部分

1.1原料

1.1.1公海710官网购于武汉市食品公司;魔芋精粉产于 湖北竹溪，以替代魔芋葡甘聚糖；马来酸酐（CP，上 海试剂三厂）.

1. 1. 2魔芋葡甘聚糖马来酸酯的制备

称取一定量的马来酸酐于烧杯中，加入适量水， 搅拌使之溶解，调控pH值为2,水浴中加热至 50°C，边搅拌边加入魔芋精粉.于鼓风干燥箱中加 热反应2 h.将所制备产物先用水洗，随后依次用不 同浓度的乙醇溶液洗涤数次，直至洗涤液在210 nm 无吸收，产品干燥后即得到AM E 1.2混合凝胶的制备

在一定浓度和共混比例下，分别将AGM和黄 原胶、AME和公海710官网均匀分散于水中，放在一定温 度（TP)的水浴中恒温后，即可得到共混溶胶，室温 放置可得共混凝胶.

1.3凝胶强度的测定

将横截面积为1 cm2的有机玻璃棒垂直固定在 的量要合适，才能达到所需要的凝胶强度.其作用 机理有待进一步研究.

一个支架上，并与放在托盘天平左盘烧杯里凝胶表 面接触，在天平右盘添加砝码直至凝胶表面破裂，从 砝码的重量求得凝胶单位面积上承受的压力，即为 凝胶强度.同一凝胶测量5次取其平均值[4].

1.4溶胶粘度的测定

使用NDJ-1型旋转粘度计和501超级恒温水 浴测定溶胶的粘度.

1.5凝胶熔化温度(Tg)的测定

凝胶的熔化温度（Tg)采用落球法进行测定[5].

1.6 FTIR谱图分析

Nicolet 170SX傅立叶变换红外光谱仪，分别称 取定量干燥的纯魔芋精粉，公海710官网与魔芋葡甘聚糖马来酸酯的协同相互作用及其凝胶化的研究，纯公海710官网和共混凝胶破 碎粉末与定量的KBr混合均匀压片打出谱图进行 分析.

2结果与讨论

2.1共混比例对凝胶化的影响

多糖总浓度为1%，在80°C下将公海710官网(质量为 mi)分别与AME(质量为m2)和AGM(质量为m3) 以不同共混比例（r)进行混合，恒温0. 5 h后室温放 置，制得凝胶.测得其凝胶强度与共混比例的关系 见图1.从图1可以看出，随着公海710官网比例由大减 小，而AGM AM E的比例由小变大，凝胶强度也増 大，当公海710官网与AGM或AME的比例为70/30时， 凝胶强度达到最大值.若继续改变两者比例凝胶强 度反而下降，说明两种多糖共混有一个最佳共混比 例，此时可产生最大的协同相互作用.而改性的 AME比未改性的AGM凝胶化能力明显得到提 高.

 

2. 2温度对凝胶强度的影响

多糖总浓度为％，公海710官网与AM E和AGM共 混比例均为70/30,在不同温度下恒温得凝胶.测 得凝胶强度与温度的关系如图2.从图2可以看出， 随温度慢慢升高凝胶强度増大.2(C~ 40C时凝胶 强度増大的幅度比较小，40C~ 60C凝胶强度増加 很快.温度升至80C时，凝胶强度达到最大值.这 主要是由于公海710官网由有序态到无序态需要一定的温 度，该温度称转变温度（Tm).而测得公海710官网的转变 温度为42C .当两者共混温度Tp < Tm时，公海710官网 仍处于有序的螺旋状态[6]，虽也能形成凝胶，但强度 很小.当Tp> Tm时，公海710官网从有序态变为无规线 团态，可与AGM、AME的分子主链充分绞合在一 起，彼此间相互作用大大加强，凝胶强度显著提高， 同时也说明了共混凝胶协同相互作用的大小与黄原 胶分子构象有关.另外，改性的AME比未改性的 AGM其凝胶化能力受温度的影响要更显著.TP在 80C左右时，可达到协同作用的最大值；若Tp^ 10(C，多糖会发生部分降解，凝胶强度反而降低.

 

2. 3盐离子浓度对凝胶化的影响

2. 3. 1盐离子浓度对凝胶强度的影响

多糖总浓度为％，共混比例70/30,在80C下 分别加入不同浓度的盐离子（Na+ )，测得凝胶强度 与盐离子浓度的关系见图3.从图3可以看出，随着 离子浓度的増加，凝胶强度也不断増大，当盐离子浓 度达到0.2 mol。L-1左右时，其凝胶强度达到最大 值.若继续増加盐离子浓度，凝胶强度反而降低. 这说明以上两种多糖共混时，若加入某些阳离子(如 N;+，NH4，Ca2等)可提高其凝胶化能力.但加入 

(Tg)与盐离子浓度的关系见表1.

 

150 TII1I11t_

(XO CU a.2 03 0.4 0.5 0,6 0.7 0*8

c / mol ■ L '

图3盐离子浓度对凝胶强度的影响 ■公海710官网-AME；參公海710官网-AGM

随着盐离子浓度的増大，凝胶的熔化温度也不 断提高，公海710官网与魔芋葡甘聚糖马来酸酯的协同相互作用及其凝胶化的研究，这说明盐的加入可以提高凝胶的热稳定 性.改性的AME比未改性AGM其热稳定性又有 所提高.

2. 3. 3盐离子浓度对溶胶粘度的影响

与2 3. 1相同方法制得溶胶，测得粘度与盐离

子浓度关系见表2.

表1凝胶在不同盐离子浓度下的熔化温度

45. 5 47. 0 4 9. 0 50. 0 51. 0 52. 0 5 5. 0

00. 01 0. 05 0. 10 2 0. 40. 8

盐离子浓度 /mol° L- 1

公海710官网-AGM

Tg/C 

2 3. 2盐离子浓度对凝胶熔化温度的影响 与2 3. 1方法相同制得凝胶，测得熔化温度

公海710官网/CAME 45. 5 47. 6 50. 0 52. 0 52. 7 53. 8 55. 0 

表2溶胶在不同盐离子浓度下的粘度

盐离子浓度/mol。L       公海710官网-AGM lg(Z/mPa。s) 公海710官网-AMElg(Z/mPa。s)

0. 400. 80

1. 90 0 01. 89 9 0

2. 39 0 72. 40 9 4 

C 〇与魔芋葡甘聚糖形成 O

.^〇和■ O

分子间氢键所致.

 

红外谱图（公海710官网-AGM) r. a. 0/100; b. 100/0; c. 30/70; d. 50/50; e. 70/30

3謂分子间相互作用较小，而誦分子间相互^凝胶强度更进一步提高.因此，氢键的存在对多f

由表2可以看出，随盐离子浓度的増加，溶胶的 粘度不断増加.说明盐离子的加入可以提高溶胶的 粘度.若体系盐离子浓度> 0. 4 mol。L- 1时，溶胶 粘度可达最大值，公海710官网与魔芋葡甘聚糖马来酸酯的协同相互作用及其凝胶化的研究，再増加体系盐离子浓度，对其粘度 影响不大 .

2. 4 FTIR分析

FTIR是探讨分子结构的有力手段，振动谱带 的强度、宽度和峰的位置都对分子水平的高聚物构 象及分子环境的改变很灵敏.当两种高聚物相容 时，两种高分子间便存在明显的相互作用.这一相 互作用便在FTIR谱上明显表现出来，使得共混物 FTIR谱有别于纯组分高聚物的FTIR谱，这样就 可以利用差谱等手段来确定共混物分子间相互作用 的强弱，即体系的相容程度[7].若两种高聚物共混 后羟基伸缩振动峰増强并向低波数方向发生位移， 那么分子间的氢键必定増强，即分子间相互作用一 定増大.以公海710官网、魔芋葡甘聚糖和它们的共混凝 胶的FTIR谱图为例来进行分析，如图4所示.从 图4可以看出：公海710官网和魔芋葡甘聚糖的羟基伸缩 振动峰分别为3 295 cm 1和3 285 cm 公海710官网与 魔芋葡甘聚糖的共混比例分别为30/70, 50/50, 70/ 30时，羟基伸缩振动峰分别红移到3 278, 3 269, 3 178 cm-1.这就说明这两种多糖不管以何种共混 比例混合，羟基伸缩振动峰都増强并向低波数方向 发生位移，氢键都増强，只不过増大的幅度不一样，

作用较大，表现为凝胶化能力提高，凝胶强度明显増 大，这与我们测试的结果非常吻合.这可能是因为 公海710官网是具有羧基的一种阴离子多糖有关.分子中 、‘〇

的、"'

而本文所制备的魔芋葡甘聚糖马来酸酯中即在 多糖分子中引进了羧基，使得两种多糖分子间的氢 键得到进一步加强，表现为溶胶的粘度，热稳定性， 共混体系起到了非常重要的増容作用.

3结论

1)公海710官网与魔芋葡甘聚糖马来酸酯均为非凝 胶多糖，公海710官网与魔芋葡甘聚糖马来酸酯的协同相互作用及其凝胶化的研究，两者共混在一定条件下可以得到凝胶，这是 多糖分子间协同相互作用的结果.

2)多糖总浓度为1%，共混比例为70/30盐离 子浓度为0. 2 mol。L 1，在80°C下恒温0. 5 h，黄原 胶与AM E共混可得到最大的协同相互作用.

3)在共混体系中加入一定浓度的盐离子，有利 于提高溶胶的粘度、凝胶强度和热稳定性.

4)在多糖分子中引入一定量的羧基，能増强分 子间的氢键，进一步改善共混多糖的性能.