基于动态流变学的明胶/变性淀粉共混体系溶胶-凝胶相互转变动力学解析

为探究葡萄糖浆共溶质对明胶/变性淀粉共混体系溶胶-凝胶相转变机制,采用动态流变仪研究共混体系弹性模量(G')、损耗模量(G ")演变趋势及动力学行为。对相转变G'-t曲线求一阶及二阶导数,发现分别有4个特征温度存在于溶胶-凝胶(Tig、Tg、Tcg及Tmg)及凝胶-溶胶(Tis、Tcs、Ts及Tms)转变过程,将对应相转变过程分为5个阶段,各特征温度主要影响明胶高分子的存在状态。随葡萄糖浆质量分数(0%~60%)增加,溶胶-凝胶相转变起始温度(Tig)及凝胶点温度(Tg)呈升高趋势,同时明胶/变性淀粉共混凝胶强度明显降低,凝胶-溶胶相转变溶胶点温度(Ts)呈下降趋势,相转变过程高温区活化能(Ea)呈先降低后增加趋势,低温区Ea则无明显变化。本研究结果可为明胶/变性淀粉共混凝胶产品工艺优化及质量控制提供理论参考。

超声处理及添加蔗糖对明胶/变性淀粉共混体系溶胶-凝胶转变过程流变性质的影响

本文以明胶/变性淀粉共混体系(4.5%/9.0%)为凝胶糖果模型体系,探讨了未经超声处理条件下添加蔗糖(0%~15%,W/W)及10%蔗糖共溶质存在时超声处理(475W,0~15min)对其溶胶-凝胶转变过程流变黏弹性模量(G′、G″)、即时凝胶结构化速度(vg)及微观结构等凝胶性质的影响。结果表明:未经超声处理时,共混体系的G′、vg值随蔗糖共溶质浓度(0%~10%)增加呈增加趋势,但凝胶活化能(Ea)值被显著降低,并形成表面更均匀平整的微观结构;10%蔗糖共溶质场中,与未经超声对照样相比,超声处理5min后,降温程序末共混体系的G′、vg值分别由6482.40Pa、7.01Pa/min骤降至1378.90Pa及2.94Pa/min,降幅依次为78.73%及58.06%,而凝胶化的Ea值则由116.23kJ/mol显著增加至319.42kJ/mol(p<0.05),随超声时间延长,进一步加剧了G′、vg及Ea的上述变化趋势,伴随凝胶微观结构的孔隙和不规则度均呈上升趋势,表明超声可抑制低浓度蔗糖共溶质改善凝胶强度及性能的作用;研究结果可用于指导优化明胶凝胶糖果溶胶-凝胶工序及产品性能。