亚麻籽胶流变学特性的研究
杨 洁 罗依扎 吴 旭
新疆大学生命科学与技术学院,乌鲁木齐 830046
关键词:亚麻籽胶 流变性 表观黏度
亚麻(linum ustitatissmumL.)属亚麻科、亚麻属。旱地经济作物,其主要产地为加拿大、印度、美国、阿根廷及独联体各国〔1〕;在我国主要产于新疆、宁夏、内蒙古、河北、黑龙江和山西北部〔2〕。亚麻籽品种较多,大致可分为3种类型:油用型、纤维用型和兼用型。亚麻籽的种子由壳和仁组成,亚麻籽壳约占种子重量的30%~39%,含有少量的蛋白质和油,富含多糖。亚麻籽中多糖的含量约占种子重量的2%~10%,随品种和栽培区域不同而不同。早在本世纪40年代,国外就有人发现亚麻籽表面有一层胶状物,并对其进行了提取和初步研究,以后国内、外陆续有人在这方面进行过研究和报导。人们发现该胶状物即亚麻籽胶(flaxseed gum),主要成分为多糖和少量蛋白质。亚麻籽多糖的分子量一般在12 000~14 000,主要由半乳糖醛酸(21%~36%)、木糖(19%~38%)、鼠李糖+岩藻糖(11%~16%)、半乳糖(12%~16%)、阿拉伯糖(8%~13%)及少量的葡萄糖(4%~6%)组成,其相对组成随提取条件而变化。〔3〕〔4〕
亚麻籽胶是一种白色或淡黄色粉末,能够缓慢的吸水形成一种具有较低黏度的分散体系,表现出明显的剪切变稀的特性和弹性,是典型的“非牛顿流体”。与阿拉伯胶相比,亚麻籽胶的沉降速度慢,触变稳定性和悬浮稳定性好。亚麻籽多糖作为膳食纤维,在降低糖尿病和冠状动脉心脏病的发病率,防止结肠癌和直肠癌,减少肥胖病的发生率方面,起到一定作用,可以制作营养保健食品。亚麻籽胶的性质与阿拉伯胶相似,可取代阿拉伯胶作为乳化剂;对W/O型乳状液,亚麻籽胶的乳化功能比吐温80、阿拉伯胶、黄芪胶效果好;亚麻籽胶与蛋白质结合具有良好的吸油性、起泡性、乳化性及乳化稳定性〔5〕。正是由于亚麻籽胶的这些特性,为其在食品、制药、生化、饲料等工业领域的应用提供了广阔的前景。
本文通过对新疆亚麻籽胶流变学性质的研究,为其利用和生产制备工艺提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 亚麻籽胶:新疆昌吉绿旗生物制品有限责任公司生产
1.2 黏度测定:参照陈克复等方法〔6〕。应用NDJ-1型旋转黏度计测定。
1.3 试验方法及内容〔7〕
1.3.1 测定用胶液的配制 用蒸馏水配制成不同浓度的亚麻籽胶液,在60℃恒温水浴中加热搅拌30min后降至室温待测。测定时,除特殊说明外,测定条件为温度25℃,PH=7,数值为多次测定的算术平均值。
1.3.2 亚麻籽胶浓度和测定温度对其黏度的影响 配制一系列不同浓度的亚麻籽胶溶液(1.0~15g/L)。在不同温度条件下(10~90℃)测定胶液的黏度。
1.3.3 pH值对亚麻籽胶黏度的影响 分别用不同酸度的缓冲溶液配制浓度为2.0g/L的亚麻籽胶溶液,60r/min下测定在不同PH值下亚麻籽胶黏度的变化。
1.3.4 电解质对亚麻籽胶黏度的影响 分别配制一系列浓度为0.1~1.5g/L的NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、ZnCl2溶液,并用该溶液配制10g/L的亚麻籽胶溶液,60r/min下测定在不同电解质溶液中亚麻籽胶黏度的变化。
1.3.5 亚麻籽胶与其它亲水胶体的协同作用〔8〕〔9〕 分别配制2.0g/L的亚麻籽胶、黄原胶、瓜尔豆胶、卡拉胶和羧甲基纤维素(CMC)溶液,并按不同比例配制成亚麻籽胶+黄原胶、亚麻籽胶+黄原胶、亚麻籽胶+瓜尔豆胶、亚麻籽胶+卡拉胶和亚麻籽胶+CMC的系列混合胶液,60r/min下测定混合胶液黏度的变化。
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| 图1 亚麻籽胶浓度对黏度的影响 图2 温度对亚麻籽胶黏度的影响 | |
2 实验结果
2.1 亚麻籽胶浓度和测定温度对其黏度的影响
亚麻籽胶的表观黏度(ηa)随胶液浓度增加而增加,测定温度越低变化幅度越大,结果见图1。
在相同浓度下,当温度小于30℃时,黏度不随温度变化而变改;但是,当温度大于30℃时,随着温度的升高,黏度急剧下降,浓度高者变化更为明显。结果见图2。
2.2 pH值对亚麻籽胶黏度的影响
当pH小于4时,亚麻籽胶黏度随pH值的升高而增加;当pH为4~7时,亚麻籽胶黏度不随pH值的变化而改变;在pH=8时粘度达到最高值,随后pH值升高粘度急剧下降。结果见图3。
2.3 电解质对亚麻籽胶黏度的影响
由图4可知,亚麻籽胶的黏度随常见电解质.NaCl.、KCl、CaCl2、MgCl2和ZnCl2的浓度的增加而减少,低浓度下变化尤为明显。
2.4 亚麻籽胶与其他亲水胶体的协同作用
黄原胶对亚麻籽胶有明显的负协同作用,当亚麻籽胶与黄原胶按9:1的比例复配时胶液黏度最低。结果见图5。
瓜尔豆胶对亚麻籽胶有负协同作用,但作用不是很明显。结果见图6
CMC对亚麻籽胶有极为明显的正协同作用,当亚麻籽胶与CMC混和胶液按
3:2的比例配制时,黏度最大,结果见图7。
卡拉胶对亚麻籽胶也有明显的正协同作用,当亚麻籽胶与卡拉胶按7:3的比例混合时,复配胶液的黏度最大。结果见图8。
3 结
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