产低酰基结冷胶重组菌株的构建及发酵培养基优化

为获得产低酰基结冷胶的少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)重组菌株,该研究以少动鞘氨醇单胞菌ATCC31461为出发菌株,采用RedET同源重组技术构建乙酰基转移酶缺失重组菌株,并以产胶率为响应值,采用单因素试验及响应面法对其发酵培养基进行优化。结果表明,成功获得乙酰基转移酶缺失重组菌株LY126,与出发菌株相比,其合成的结冷胶中乙酰基含量(1.66%)降低32.79%,产胶率(1.53%)提高8.65%。重组菌株LY126产低酰基结冷胶的最优培养基组成为葡萄糖50.0 g/L、豆粕8.0 g/L、K2HPO45.0 g/L、KH2PO45.0 g/L、MgSO40.9 g/L,在此条件下,低酰基结冷胶产率可达2.38%,比优化前提高55.40%。

低酰基结冷胶酸性凝胶的凝胶特性

以葡萄糖酸-δ-内酯(glucono-δ-lactone,GDL)作为酸诱导剂,制备低酰基结冷胶(low acyl gellan gum,LA)酸性凝胶,考察基体质量浓度、GDL/LA复配比例以及酸液浸泡对酸性凝胶凝胶特性的影响。研究结果表明,GDL酸化为缓慢酸化,GDL/LA复配比例越高、体系的pH值越低,酸化速率越快。基体质量浓度和GDL/LA复配比例对酸性凝胶结构影响显著,断裂应力和保水性随着GDL/LA复配比例的增大先升高后降低。基体质量浓度越高,断裂应力和不透明性越大。GDL/LA复配比例增大,断裂应变减小,不透明性增大。当酸液pH值为1时,酸液浸泡对GDL/LA复配比例为2∶1和4∶1的酸性凝胶强度无影响,但GDL/LA复配比例为1∶4、1∶2和1∶1时,凝胶强度随浸泡时间的增加而增强,酸液浸泡可以促使酸性凝胶进行结构重建。

低酰基结冷胶/酪蛋白酸钠复合凝胶特性影响因素分析

采用压缩模式研究了离子价态、离子浓度、基体总质量分数、低酰基结冷胶/酪蛋白酸钠(LA/SC)配比对低酰基结冷胶/酪蛋白酸钠复合凝胶凝胶特性的影响。研究结果表明,离子价态和离子浓度对LA/SC复合凝胶凝胶强度影响显著,复合凝胶的断裂应变随着离子浓度的升高而降低,基体总质量分数和LA/SC配比对复合凝胶断裂应变基本无影响。复合凝胶的断裂应力和杨氏模量随着基体总质量分数和LA/SC配比的增大而升高。在确定的基体总质量分数和LA/SC配比下,断裂应力和杨氏模量则随着离子浓度的升高先增大后降低。相对于一价离子(Na+)而言,二价离子(Mg2+)形成的凝胶强度更高,且用量更少。复合凝胶的保水性随着离子浓度的升高而降低。基体质量分数越高,低酰基结冷胶含量越高,复合凝胶的保水性越好。

高、低酰基结冷胶的乳化活性及稳定性

以高酰基结冷胶(HA)、低酰基结冷胶(LA)为乳化剂,以中链甘油酸酯(MCT)为油相,通过超声乳化法制备水包油(O/W)乳液。以阿拉伯胶(GA)为对照,考察添加不同浓度、类型结冷胶条件下乳液的外观变化、界面张力、Zeta-电位和粒径分布等,比较高、低酰基结冷胶的乳化特性。研究结果表明,以HA为乳化剂制备的O/W乳液平均粒径略大于以GA制备的乳液,而LA乳液粒径最大;HA乳液-电位绝对值整体显著大于GA乳液(P<0.05),且在最优浓度条件下HA乳液界面张力小于GA乳液,因此HA乳液乳化稳定性优于GA乳液。而LA乳液ζ-电位绝对值最小,界面张力最大,其乳液稳定性最差。储藏试验表明,HA乳液稳定性高于GA乳液,且在60℃储藏条件下的粒径变化率显著小于GA乳液。LA乳液极不稳定,制备当天即出现分层现象。本文着重研究不同酰基结冷胶在乳化性能方面的应用差异,结果为高酰基结冷胶具有良好的乳化活性和稳定性。此结果对高酰基结冷胶的品质提升和应用推广等方面具有重要的意义。

低酰基结冷胶-果胶复配体系的性能

利用质构仪和流变仪对低酰基结冷胶(low acyl gellan,LA)和果胶复配体系的胶体质构和流变性能进行研究。考察不同种类离子(Ca^(2+)、K^+)、离子浓度(0、2、4、6、8、10、20、40 mmol/L)以及LA和果胶不同质量比(100:0、75:25、50:50、25:75)对复配体系质构特性的影响。结果表明,随着离子浓度的增加破坏应力先增大,当达到临界值后开始减小,二价离子(Ca^(2+))的作用效果要强于一价离子(K^+)。复配胶破坏应力随LA比例降低先增加后减少,质量比在75:25时具有显著协同效应。复配体系的黏度随剪切速率增大而减小;当剪切速率相同时,黏度随LA比例的增加而增加,离子种类和浓度对复配体系黏度的影响与质构特性一致。随着温度的升高,复配体系黏度减小,在相同温度条件下,结冷胶与果胶质量比75:25时,体系的黏度最大。储能模量G’大于相应质量比损耗模量G",且G’和G"随LA比例的增加而增大,说明体系的黏性和弹性随LA比例增加而变大。

低酰基结冷胶-瓜尔豆胶复配体系的凝胶特性与流变特性研究

为研究低酰基结冷胶与瓜尔豆胶的相互作用,以低酰基结冷胶与瓜尔豆胶为主要原料,制成复配凝胶体系,研究了不同复配比和Ca^2+对复配体系的凝胶特性和流变特性的影响。结果表明,复配比和Ca^2+对低酰基结冷胶与瓜尔豆胶复配体系的凝胶特性和流变特性影响显著,在复配比5∶5,Ca^2+浓度为4mmol/L时,凝胶的硬度高。流变学性质表明低酰基结冷胶与瓜尔豆胶复配体系为假塑性非牛顿流体,在剪切速率0.1~100.0s^-1,复配比5∶5,Ca^2+浓度为4mmol/L时,复配体系黏度最大;在0.1~1.0Hz的频率范围内,体系的储能模量与耗损模量随频率增大而增大。为低酰基结冷胶与瓜尔豆胶复配体系和新型食品胶的工业应用提供理论参考。

低酰基/高酰基复合酸性结冷胶凝胶的凝胶特性研究

利用应力松弛模式研究了低酰基结冷胶(LA)/高酰基结冷胶(HA)质量配比、基体总浓度、pH值对低酰基/高酰基复合酸性结冷胶凝胶(L/H-GLG)凝胶特性的影响。结果表明,复合酸性凝胶的应力松弛行为可用Peleg模型进行拟合,平衡模量EA可用来表征复合酸性凝胶的凝胶强度。LA/HA质量配比、pH值和基体浓度对复合酸性结冷胶凝胶的凝胶特性影响显著。随着LA/HA质量配比的增加,EA和k1均表现出先增大、后减小的变化规律,在LA/HA质量配比为50∶50时获得最大值,说明此时LA和HA形成了互穿网络。随着pH值的增加,复合酸性结冷胶凝胶的EA呈现了先增大、后减小的变化趋势,pH值为3时最大。结冷胶总浓度越高,EA越大。相对于高酰基结冷胶,低酰基结冷胶对酸更为敏感。此外,模拟胃液酸环境时,以pH值为2的酸液浸泡可以对复合凝胶的结构与凝胶特性产生影响。

低酰基结冷胶-乳清蛋白混合凝胶的凝胶特性

研究了离子种类、离子浓度和基体浓度对低酰基结冷胶/乳清蛋白混合凝胶力学性质、保水性质、光学性质和网络孔径的影响。研究发现,乳清蛋白浓度对混合凝胶凝胶特性影响较小。混合凝胶的断裂应力、断裂应变、不透明性和保水性随着低酰基结冷胶浓度的增大而增大,混合凝胶网络孔径则随着低酰基结冷胶浓度的增大而减小。离子种类和离子浓度对混合凝胶凝胶特性影响显著,混合凝胶的断裂应力和孔径随着离子浓度的增加出现了先增大后降低的变化趋势,断裂应变和保水性则随着离子浓度的增大而减小。离子浓度增大,混合凝胶的不透明指数随之升高,当离子浓度超过某一定值后,不透明指数则基本保持恒定。相对于钠离子而言,钙离子形成的凝胶更强且用量更少。钠离子和钙离子在诱导凝胶形成上不存在协同效应。

低酰基和高酰基结冷胶对模型饮料中百香果皮花色苷热稳定性的影响

利用pH示差法和全自动色差仪,结合降解动力学模型,研究低酰基(low acyl,LA)和高酰基(high acyl,HA)结冷胶对抗坏血酸(VC)存在下含百香果皮(passion fruit peel,PFP)花色苷的模型饮料在85℃条件下热处理0、1、2、3、4、5 h后热稳定性的影响,并通过超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱联用仪分析鉴定PFP花色苷组分。结果表明:热处理期间,PFP、PFP+VC、PFP+VC+LA和PFP+VC+HA 4种模型饮料体系中花色苷含量均呈下降趋势,花色苷的降解符合一级动力学模型,其半衰期分别为308.44、155.09、189.69 min和217.92 min;低质量分数(0.2%~0.5%)的结冷胶可以提高花色苷的稳定性,且HA结冷胶与花色苷结合的相互作用强于LA结冷胶;在加热1~5 h范围内,L*值显著增加,a*值显著减小,b*值显著减小(P<0.05),即4种模型饮料体系呈色变亮、红色变淡、黄色加深,PFP花色苷出现广泛褪色现象,但较0~1 h褪色反应慢;从PFP中鉴定出4种花色苷,分别为矢车菊素-3-槐糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖、矢车菊素-3-芸香糖苷和芍药素-3-葡萄糖苷。

魔芋葡甘聚糖与低酰基结冷胶共混溶液的性质研究

本文以魔芋葡甘聚糖和低酰基结冷胶为研究对象,研究了魔芋葡甘聚糖与低酰基结冷胶共混溶液的流变性、热稳定性及结晶行为。采用同步辐射X-射线衍射分析晶态变化,流变仪分析溶胶在45℃和25℃下的频率依赖性和5~80℃温度范围内的温度依赖性,差示扫描量热分析法测定溶胶热稳定性变化。发现魔芋葡甘聚糖/低酰基结冷胶的同步辐射X-射线衍射图样弧形层线比低酰基结冷胶的少且模糊,没有观察到径向反射线,加入魔芋葡甘聚糖后,低酰基结冷胶的晶体结构被破坏;与低酰基结冷胶相比较,魔芋葡甘聚糖/低酰基结冷胶共混体系的储能模量G’降低,更趋于流体,对频率稳定性降低,对温度的稳定性提高;微波处理会加剧魔芋葡甘聚糖对低酰基结冷胶的影响,降低热稳定性。结果表明,魔芋葡甘聚糖不利于低酰基结冷胶凝胶网络及晶体结构形成。

低酰基结冷胶流变行为研究

研究了浓度、温度、剪切速率、pH和离子浓度对低酰基结冷胶流变行为的影响。结果表明,低酰基结冷胶为典型的切力变稀流体,其表观黏度和剪切速率的关系符合幂律方程。在同一剪切速率下,表观黏度随温度的升高而降低。在同一温度下,结冷胶溶液的表观黏度则随着剪切速率的增加而减小。低酰基结冷胶凝胶强度随着Ca2+和Na+浓度的增加出现先增大后减小的趋势,相对于Na+而言,Ca2+形成的凝胶强度更高,且用量更少。

茶多酚对结冷胶凝胶性能的影响

本论文以茶多酚与低酰基结冷胶为主要原料,制备茶多酚-结冷胶复合凝胶,研究添加不同浓度的茶多酚(0.05%,0.1%,0.15%,0.2%,0.25%)对复合凝胶温度、质构性能和持水性的影响。结果表明,茶多酚的添加能提高复合凝胶温度、弹性和咀嚼性,其中弹性提高了24.36%,咀嚼性提高了35.05%。论文结果为后续对茶多酚-结冷胶复合凝胶体系的研究提供一定的理论基础,也有利于推动茶多酚和结冷胶在食品中的应用。

不同稳定剂对大果粒酸羊奶品质的影响

[目的]研究低酰基结冷胶等不同稳定剂对大果粒酸羊奶品质的影响。[方法]通过大果粒酸羊奶中添加不同量的低酰基结冷胶、果胶、刺槐豆胶、羟丙基二淀粉磷酸酯,研究不同稳定剂单剂和复配对大果粒酸羊奶稳定性和感官的影响。[结果]低酰基结冷胶的添加量0.06 g/kg时,大果粒酸羊奶的稳定性最好;复配时4种胶体的添加量为低酰基结冷胶0.03 g/kg,刺槐豆胶0.50 g/kg、果胶0.20g/kg、羟丙基二淀粉磷酸酯15.00 g/kg。总添加量为15.73 g/kg时零剪切黏度最高可达4 236 mPa.s,即稳定性最高,沉淀率也最高,可达80.5%,且感官评分最高可达90分。[结论]该研究为解决大果粒酸羊奶的沉降提供一定的理论依据。