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1、魔芋葡甘聚糖片段/卡拉胶共混机制及特性的研究魔芋葡甘聚糖(Konjacglucomannan,简称KGM)是天南星科草本植物魔芋的主要成分,能够与卡拉胶、黄原胶、壳聚糖、大豆分离蛋白等高分子化合物通过分子间氢键形成强烈的协同作用,使KGM的流变性、凝胶性、成膜性等性能得到改善。同时,近年来的研究表明,KGM的功能特性与其分子量有着密切的关系,不同分子量的KGM其功能特性存在较大的差异。基于此,本文将不同分子量的KGM片段与卡拉胶进行共混,制备了不同分子量KGM片段/卡拉胶共混体系,探讨了共混体系的作用机制,并研究了共混体系的流变性和成膜性。主要研究成果如下:1、紫外光谱(UV)、ATR-红外光
2、谱(ATR-FTIR)分析结果显示,不同分子量的KGM片段/卡拉胶共混体系的紫外和红外光谱图相似,降低KGM片段的分子量并不会导致共混体系出现新的基团出现,也不会导致旧的基团消失,体系的主要官能团没有发生变化;拉曼光谱(Raman)分析结果显示,KGM片段/卡拉加共混体系在2900cm-1附近有C-H振动吸收峰,吸收峰的强度随着KGM片段分子量的降低先增加而后减小,说明适当降低KGM的分子量有利于KGM分子链与卡拉胶形成更多的分子间氢键,分子间相互作用增强;X-射线衍射分析结果表明,所有的KGM片段/卡拉胶共混体系都属于非晶态物质,呈无定形态,但局部仍有微晶结构存在。2、KGM片段/卡拉胶共混
3、溶液流变性的研究结果表明,KGM片段/卡拉胶共混溶液为假塑性流体,其粘度随剪切速率的增加逐渐减小而后到达一个平台值;在剪切速率一定时,共混溶液的粘度随KGM片段分子量的减小迅速降低而后逐渐趋于稳定,随总糖浓度的降低而降低,随卡拉胶含量的增加先增加而后逐渐降低,添加K+可使得共混体系的粘度迅速增加,而Na+和Ca2+对共混体系粘度的影响不太明显。3、对KGM片段/卡拉胶共混体系的成膜性进行研究。SEM观察结果表明,适当降低KGM片段的分子量,能够增强KGM片段与卡拉胶分子间氢键的作用,共混膜表面较为光滑;但是当KGM片段分子量过低时,KGM片段与卡拉胶共混体系的分子间氢键作用减弱,共混膜表面较为
4、粗糙。DSC分析结果表明,KGM片段/卡拉胶共混膜在-60℃至220℃范围只有一个吸热峰,说明通过共混KGM片段与卡拉胶相容,各自结构均被打乱,分子间存在相互作用。力学性能分析结果表明,共混膜的拉伸强度随着KGM片段分子量的降低,先增加而后又逐渐降低;共混膜的断裂伸长率随着KGM片段分子量的降低,先减小而后逐渐增加。吸湿性性分析结果表明,共混膜吸湿性随着KGM片段分子量的降低,先减小而后逐渐增加。抗水性分析结果表明,共混膜都具有较好短时抗水性,但随着时间的增加共混膜的抗水性明显下降,并且适当降低KGM片段的分子量,能够增加共混膜的抗水性。抗油性分析结果表明,所有共混膜都具有良好的抗油性。
