低浓度乙醇对魔芋葡甘聚糖理化特性及其结构影响的研究

为探究在低浓度乙醇下魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)的性能和结构变化,拓宽其在食品领域的应用,以粗制魔芋葡甘聚糖为对象,研究其在低浓度乙醇纯化下的凝胶强度、黏度和结构的变化。结果表明,随着乙醇浓度增加和洗脱时间的延长,凝胶强度和黏度都呈现先上升后降低的趋势;随着洗脱次数的增加,凝胶强度和黏度呈现上升趋势。乙醇浓度33%(体积分数)纯化粗制魔芋葡甘聚糖30 min,洗脱2次后,与未经纯化处理KGM相比,凝胶强度和黏度分别显著提升了28.6%和34.7%。根据结构表征可知,粗制魔芋葡甘聚糖经过低浓度乙醇处理后,分子间氢键作用力增强,相对结晶度增高,局部形成有序的短程结构;同时平均粒径变化幅度不大,大小约为270.4μm;且KGM表面所含杂质减少,呈现规则的层状和褶皱分布。因此,通过调控低浓度乙醇纯化条件,可制得适应不同加工需求的KGM。

不同聚合度魔芋葡甘低聚糖的酶解制备及其体外益生功能

以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)为原料,研究β-甘露聚糖酶酶解后魔芋葡甘低聚糖(konjac oligoglucomannan,KOGM)的制备流程对聚合度(polymerization degree,DP)的影响,探讨不同聚合度KOGM与原料KGM在理化性质、微观结构上的差异以及对5种乳酸菌的增殖、产酸、总糖利用及短链脂肪酸的影响。结果表明,采用酵母发酵去除单糖以及随后的离心和灭菌工艺对KOGM聚合度无明显影响。制备得到的3种KOGM的聚合度分别为16.74、12.74和11.13。3种KOGM与原料KGM具有相似的主链结构,其中2种低聚合度KOGM(low polymerization konjac oligoglucomannan,KOGM-L)(KOGM-L_(1)的DP为12.74,KOGM-L_(2)的DP为11.13)有更低的黏度特征,且存在相似的微观形态,呈现更加明显的碎片化和孔洞结构。与KGM和中聚合度KOGM(medium polymerization konjac oligoglucomannan,KOGM-M)(DP为16.74)相比,低聚合度KOGM-L更有利于促进乳酸菌增殖、产酸及总糖分解,但2种低聚合度KOGM-L之间没有显著差异(P>0.05)。低聚合度KOGM-L_(2)与长双歧杆菌培养时总菌数最高(OD_(600)=2.13),但是低聚合度KOGM-L_(1)与鼠李糖乳杆菌培养时增殖倍数最高(4~5倍)。短链脂肪酸总产量及各组分含量显示低聚合度KOGM-L要显著高于中聚合度KOGM-M、原料KGM和菊糖(P<0.05)。综上所述,不同聚合度的KOGM益生功能差异明显,低聚合度KOGM效果最佳。聚合度相近的KOGM益生功能相似,聚合度11~13对长双歧杆菌和鼠李糖乳杆菌有更好的益生效果。

壳聚糖-魔芋葡甘聚糖复合絮凝剂在印染污水处理中的应用

利用改性-交联的方法制备壳聚糖/魔芋葡甘聚糖复合絮凝剂,以亚甲基蓝为例,对印染废水进行处理。探究了壳聚糖/魔芋葡甘聚糖复合絮凝剂的用量、吸附时间以及pH值对印染污水吸附率的影响。结果表明:在常温条件下,亚甲基蓝溶液初始浓度为8.0 mg/L,溶液PH为9,壳聚糖/魔芋葡甘聚糖复合絮凝剂的投加量为0.3 g,吸附时间72 h,亚甲基蓝溶液吸附率达到98.90%。

响应面法优化魔芋葡甘聚糖的纯化工艺

魔芋粉中脂肪、蛋白质等限制魔芋葡甘聚糖的应用,因此对魔芋粉进行纯化处理得到纯度更高的魔芋葡甘聚糖应用于食品、药品等产业。本研究采用乙醇作为溶剂,对利用超声波辅助纯化魔芋粉的工艺进行优化。经过单因素实验分析料液比、乙醇浓度、超声时间、超声功率、超声温度5个相关因素的显著性,选择料液比、乙醇浓度和超声时间为较显著的因子进行分析。而后通过响应面拟合模型对各相关因素进行优化,最终确定在料液比1:102(g/mL)、乙醇浓度73%、超声时间55 min、超声功率175 W、超声温度50℃条件下,魔芋葡甘聚糖含量为88.1%,与预测值相近,纯化工艺切实可行。利用红外光谱仪和X射线衍射仪测定优化前后样品结构,未发现明显差异。经该工艺纯化后的魔芋粉中魔芋葡甘聚糖含量明显高于未纯化魔芋粉,且结构受影响较小,本文旨在为魔芋葡甘聚糖的高效开发和利用提供理论依据。

基于磷酸酯化魔芋葡甘聚糖的热可逆凝胶性能

采用真空-微波辅助半干法处理魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)获得不同取代度(degrees of substitution,DS)磷酸魔芋葡甘聚糖酯(konjac glucomannan phosphate ester,KGMPs)。研究KGM和KGMP_(1)(DS 0.046)、KGMP_(2)(DS 0.131)、KGMP_(3)(DS 0.201)分别与卡拉胶复配并添加KCl(KGMPs-KC)加热-冷却形成的热可逆凝胶特性及阴阳离子和蔗糖对KGMP_(3)流变性能的影响。红外光谱分析结果表明,KGMPs与卡拉胶复配并添加KCl协同增效形成凝胶;动态黏弹流变特性结果表明,KGMPs与卡拉胶复配在KCl存在下可形成热可逆凝胶,与KGM相比,随着DS增加,KGMP复配体系形成凝胶温度逐渐降低;质构分析结果表明,28℃贮藏10 d,KGMP_(1)-KC和KGMP_(2)-KC形成凝胶硬度更好;析水性和透光率方面,KGMP_(3)-KC更具优势,适合高透明度果冻类凝胶的制备。KGMP_(3)的黏度和假塑性受到阴阳离子类型和价态的影响,其中NaH_(2)PO_(4)对KGMP溶胶影响最显著,CaCl 2次之;蔗糖能使KGMP的零表观黏度(η0)降低,但随着体系中蔗糖含量的增加,η0增加。该研究为KGMP用于高保水、高透明度、软凝胶型产品的加工提供理论和生产依据。

解冻方式对冷冻魔芋葡甘聚糖凝胶特性和结构的影响

为解决冷冻魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)凝胶解冻后质构性能下降的问题,该研究采用4℃冰箱、25℃空气、25℃水浸、40℃水浸、微波和超声波6种解冻方式对冷冻KGM凝胶进行解冻,测定解冻后凝胶特性及结构变化。结果表明,4℃冰箱解冻时间最长,且解冻后KGM凝胶白度较25℃空气下降2.96%,但析水率最低。25、40℃水浸解冻时间相对于25℃空气更短,但40℃解冻的凝胶网络结构因脱水收缩破坏严重,析水率提高了16.48%。微波解冻时间和凝胶白度相比于25℃空气分别下降了99.71%和0.75%。超声波解冻KGM凝胶的白度、硬度、胶黏性和咀嚼性较好,较25℃空气分别提升了4.68%、66.05%、74.44%、75.61%,析水率下降了19.56%,具有更均匀致密且孔径更小的凝胶网络结构。微波和超声波解冻能使KGM凝胶体系内的氢键稍有增强,而4℃冰箱解冻可略微降低冷冻KGM凝胶的结晶度,但不同解冻处理均未影响KGM的化学主干结构、脱乙酰行为和结晶形态。超声波解冻能够高效且有效地维持解冻后KGM凝胶的品质。该研究结果可为KGM凝胶食品生产提供理论指导。

魔芋葡甘聚糖的氧化度对其与大豆分离蛋白美拉德反应产物的性质影响

利用魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)发生美拉德反应可改性SPI,但魔芋葡甘聚糖的氧化度对该反应及其产物性质的影响还未清楚。因此,该研究首先制备不同氧化度的氧化魔芋葡甘聚糖(oxidized konjac glucomannan,OKGM),再通过美拉德反应与SPI制备相应产物(SPI-OKGM),探究OKGM氧化度(26.80%、42.98%和59.66%)、SPI与OKGM质量比(1∶4~4∶1)对SPI-OKGM结构和功能特性的影响。结果表明,SPI-OKGM 26.80、SPI-OKGM 42.98和SPI-OKGM 59.66的美拉德反应程度分别在SPI与OKGM质量比为1∶2、1∶1和1∶1时较高,其中接枝度分别为35.15%、38.38%和40.62%,褐变强度分别为0.27、0.42和0.46;SPI-OKGM的理化性能较SPI和SPI+OKGM共混物显著提高,其中SPI-OKGM 26.80、SPI-OKGM 42.98和SPI-OKGM 59.66的乳化活性分别提高63.32%、65.37%和70.50%,乳化稳定性分别提高23.08、27.52、27.26 min,抗脂质氧化能力分别提高了26.56%、28.96%和23.34%。扫描电镜结果表明SPI-OKGM呈现出松散的薄片状,蛋白质聚集程度降低。该研究结果可为改善KGM功能性质并拓展OKGM在美拉德反应改性蛋白等方面的应用提供一定借鉴。

辐照降解魔芋葡甘聚糖产物的制备及结构表征

为促进魔芋葡甘聚糖(KGM)降解产物的高效利用,本研究围绕辐照对魔芋葡甘聚糖(KGM)降解产物的影响展开,比较不同辐照剂量处理下魔芋葡甘聚糖(KGM)分子量、特征黏度、可溶性糖含量、电化学特性、外观色泽、微观及化学结构、晶体结构的变化。结果表明,与未辐照处理相比,KGM辐照降解产物的主链结构未改变,结晶区减弱;随着辐照剂量的增加,分子质量从未辐照处理的894.6 kDa降至32 kGy辐照处理的4.70 kDa,特征黏度及可溶性总糖含量降低;扫描电子显微镜结果显示,辐照降解产物呈片状且出现孔洞,组间Zeta电位差异显著。本试验结果可为KGM辐照降解改性和资源高效利用提供参考。

改性魔芋葡甘聚糖的疏水性对鱼糜凝胶特性的影响

以接触角60.6°的魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)为原料,制备脱乙酰魔芋葡甘聚糖(de-acetylated konjac glucomannan,DKGM)(接触角42.7°和53.5°)和羧甲基化魔芋葡甘聚糖(carboxymethlated konjac glucomannan,CKGM)(接触角68.5°和72.7°),研究改性KGM的疏水性对白鲢鱼糜凝胶特性的影响。结果表明:添加KGM的鱼糜凝胶的白度为78.20,添加DKGM、CKCM组分别为76.77~76.83和75.75~75.97;添加DKGM鱼糜凝胶的凝胶强度相比KGM组分别提升50%、73%,而添加CKGM鱼糜凝胶强度则分别提升60%、43%;硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性和持水性的变化与凝胶强度的变化趋势一致;随着疏水性的增大,DKGM鱼糜凝胶的化学作用力增强、α-螺旋相对含量降低、β-折叠相对含量增加、肌球蛋白的热稳定性增加、网络结构更为致密,CKGM鱼糜凝胶以上特性的变化趋势与DKGM相反。综上,KGM的改性方式和疏水性共同影响鱼糜凝胶特性。

玉米黄质对魔芋葡甘聚糖凝胶性能及热稳定性评价

为探究魔芋多糖体系与色素小分子互作的方式并解决魔芋凝胶赋色的问题,该研究以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)凝胶为研究对象,使用玉米黄质(zeaxanthin,ZEA)对KGM凝胶赋色,以不添加色素的KGM凝胶作为对照组,对比分析对照组和赋色后KGM/ZEA复合有色凝胶的凝胶性能和微观结构。结果表明,KGM/ZEA-2复合有色凝胶的色素保留率、L^(*)值、a^(*)值和b^(*)值较对照组分别显著升高了73.82%、9.78%、4.34%、5.63%,较KGM/ZEA-1分别显著升高了16.33%、2.55%、1.09%、2.14%;其持水性、凝胶强度、硬度和咀嚼性较对照组分别显著升高了2.18%、91.01%、54.09%、50.70%,较KGM/ZEA-1显著分别升高了0.88%、75.40%、45.48%、42.23%。微观结构表明,KGM/ZEA-2复合有色凝胶在疏水相互作用的驱动下形成了更加致密的网络结构,可截留更多的色素小分子,同时提高了其结晶度和热稳定性。因此,玉米黄质能够稳定地结合在魔芋凝胶体系内,作为着色剂应用于多彩凝胶素食的开发。

微波辅助过氧化氢半干法降解魔芋葡甘聚糖工艺优化及其特性研究

魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan,KGM)因相对分子质量大,水溶液黏度高,加工效率和应用范围受到限制。为探寻高效降低KGM黏度的方法以拓宽其应用市场,本研究以珠芽魔芋粉为原料,基于单因素实验,通过正交试验设计优化微波辅助过氧化氢氧化法(半干法工艺)制备低黏魔芋粉,并表征处理前后魔芋葡甘聚糖理化性质、结构和生理特性变化。结果表明:在微波功率700 W,过氧化氢浓度3%、液料比0.75:1 mL/g,混合均匀的反应物加热反应3 min,魔芋粉黏度由(6341.67±52.04)m Pa·s降低为(53.33±5.77)mPa·s,魔芋葡甘聚糖重均分子量由347.31 kDa减小至158.26 kDa,与未处理原料相比分别降低99.16%和54.43%。采用X射线衍射仪、紫外可见光谱仪、红外光谱仪、扫描电镜等解析氧化前后魔芋葡甘聚糖结构,发现氧化使KGM分子链断裂降解,结晶度减小,破坏微观片层结构的同时又保留了特征性基团,微波辅助过氧化氢降黏KGM的效果优于微波或过氧化氢单独处理KGM,降解产物表现出更好的脂肪结合能力与胆汁酸结合能力,进一步证实该方法可以高效、绿色、环保地制备低黏魔芋粉,为低黏KGM开发利用提供了依据。

魔芋葡甘聚糖协同碳酸钙增强聚丙烯复合材料的制备

目的拟在利用天然可降解高分子替代部分聚丙烯(PP)制备一种新型复合材料。方法采用聚丙烯作为复合材料的基质,向基质中加入魔芋葡甘聚糖(KGM)、碳酸钙(CaCO_(3)),并按照一定比例通过桌面挤出机混溶挤出制粒,再将半成品颗粒利用注塑机注塑成型制备成PP/KGM/CaCO_(3)复合材料,同时探究KGM、CaCO_(3)对PP/KGM/CaCO_(3)复合材料的冲击性能和拉伸性能的影响。结果通过单因素实验可知,当KGM体积分数为10%、CaCO_(3)体积分数为5%时,PP/KGM/CaCO_(3)复合材料的力学性能最优。结论该复合材料相互融合程度较好,抗冲击和伸强度较高,安全系数较好,可应用于食品包装和生活用品行业领域。本研究可为KGM的资源化利用提供一定的参考依据。

卵清蛋白-羧甲基魔芋葡甘聚糖复合物稳定的姜黄素Pickering乳液及其肠道递送性能

为探究羧甲基魔芋葡甘聚糖(carboxymethyl konjac glucomannan,CMKGM)在姜黄素结肠靶向递送体系构建中的应用潜力,以CMKGM与卵清蛋白(ovalbumin,OVA)形成的聚电解质复合物为稳定剂制备姜黄素Pickering乳液,研究两者质量比和总聚合物浓度对所得Pickering乳液稳定性、外观结构、姜黄素包封率和载药量的影响,并对最佳乳液在模拟胃肠液消化过程中姜黄素释放率、乳滴粒径和形态的变化规律进行跟踪。结果表明,当OVA与CMKGM质量比为1∶1、总聚合物浓度为0.4%时所得Pickering乳液的稳定性最好且姜黄素的包封率和载药量最高,分别达到了91.79%和1.05 mg/g。体外模拟消化研究表明,与OVA稳定的姜黄素乳液相比,该Pickering乳液在模拟胃液中具有更好的稳定性,且在模拟结肠液中的姜黄素释放率高达22.78%,远高于OVA稳定乳液的5.35%,表现出了良好的结肠靶向递送性能。

魔芋葡甘聚糖接枝聚丙烯酸敷料对糖尿病皮损治疗作用的研究

目的探究魔芋葡甘聚糖(KGM)接枝聚丙烯酸(AA)敷料对糖尿病皮肤损伤的修复作用。方法采用自由基聚合方法制备(KGM-AA)敷料,进行吸水性实验检测KGM-AA敷料的吸水性能与黏性;通过扫描电子显微镜观察材料冻干后结构及形态。将KGM-AA水凝胶与小鼠成纤维细胞L929体外共培养24 h后,进行细胞活死染色及CCK-8检测,探究细胞的活性及生长状况。将血管内皮细胞接种到KGM、KGM-AA和空白对照上,于接种后第2、4、6、8小时时间点观察血管形成情况。通过小鼠腹腔注射STZ造糖尿病模型,当随机血糖连续2次大于11.1 mmol/L即造模成功。将所获得的高血糖糖尿病小鼠于颈后处制造直径为1 cm圆形伤口并随机分为3组,一组为不做处理空白对照组,另2组分别用KGM及KGM-AA敷料对小鼠创面进行治疗,观察伤口的愈合情况。于创伤后第7、14天时取伤口处皮肤进行苏木精-伊红(HE)染色,观察伤口愈合及炎症、增生等情况。结果KGM-AA敷料具有良好的吸水能力,吸水后的KGM-AA呈现均匀的多孔结构,孔径均大于10μm。与小鼠L929共培养后发现,细胞成功进入吸水形成的凝胶内部,细胞存活率大于95%,可以为细胞附着提供良好的环境且对细胞生长及活性无显著影响。成管实验结果显示,与KGM相比,接种6 h左右KGM-AA组血管数量明显多于KGM组,差异有显著性统计学意义(P<0.01),该差异一直维持到接种后的第10小时。体内实验表明,与对照组相比,创口用KGM-AA敷料处理过的高血糖小鼠在治疗7 d时创面皮肤比未接受治疗组更加完整。结论KGM-AA敷料吸水性及生物相容性良好,吸水后形成均匀多孔结构,形成保护膜的同时为细胞附着提供了良好生长条件,同时表现出良好的促进血管生成特性和潜在的调节皮肤损伤能力,是理想的伤口敷料和细胞递送材料。

不同结构的魔芋葡甘聚糖在磨牙棒中的应用

以3种不同结构的魔芋葡甘聚糖(KGM),即天然魔芋葡甘聚糖(NKGM)、脱乙酰魔芋葡甘聚糖(DKGM)及魔芋寡糖(KOGM)为功能配料,分别添加至磨牙棒中,从半成品及成品的质构、风味、微观结构及吸液能力探讨KGM结构差异对磨牙棒品质的影响。结果显示:KOGM的添加显著增加了面团的硬度及黏弹性,而DKGM和NKGM则弱化了面团的硬度及黏弹性。在磨牙棒的抗压强度和抗折断力方面,各组大小顺序为KOGM>空白组>NKGM>DKGM。扫描电镜观察发现,添加KOGM的磨牙棒具有更为紧密的网络结构,孔隙相对较小。与空白组相比,3种不同结构KGM的添加对磨牙棒的表层硬度影响不大,但却赋予产品独特的硫化物风味,其中KOGM组的平衡吸液量最佳。

魔芋葡甘聚糖及其衍生物的研究进展

魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,KGM)是魔芋中富含的天然高分子多糖,其在食品、生物和医疗保健等诸多领域有着良好的应用与发展前景。现有研究成果表明,KGM具有多种良好的生物活性,也是一种优质的膳食纤维。为了更充分地利用KGM,目前已有多种改性KGM被制备以改变其结构与功能。本文综述了KGM及其衍生物的研究现状,为KGM相关领域的研究和基础应用提供一定参考。

超声辅助酸性乙醇法制备高纯度魔芋葡甘聚糖的工艺优化及其理化分析

采用超声辅助酸性乙醇沉淀法制备高纯度白魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan,KGM),以白魔芋KGM纯度为评价指标,通过单因素和响应面优化制备高纯度白魔芋KGM的最佳工艺条件,并分析其理化性质和结构。结果表明,超声辅助酸性乙醇法制备KGM的最佳条件为:超声时间28 min、溶剂pH值为3.7、70%体积分数的乙醇、料液比1:75、超声温度为60℃,在此条件下进行的验证试验KGM纯度为97.08%,与常规超声辅助乙醇提取法相比有较大提高。与白魔芋原粉相比,KGM的持水力(51.39 g/g)、膨胀力(17.05 mL/g)、黏度(34600 mPa·s)、阳离子交换能力和色度均得到提高,持油力(2.69 g/g)约为原粉的1.5倍。与95 wt.%KGM标品相比,以上理化性质无显著差异。微观结构显示,KGM表面杂质少,有大量类似蜂窝状的细小孔隙结构;傅里叶红外谱图显示KGM分子结构中具有多糖的特征吸收峰;热重分析表明,试验制备的样品纯度高,热稳定性好。此法制备的KGM具有较好的理化功能特性,研究结果可为高纯度魔芋葡甘聚糖的深入开发应用提供参考。

明胶/魔芋葡甘聚糖相行为调控共混膜结构及在热封包装中的应用

为探究蛋白质/多糖相行为与共混膜结构之间的关系。以明胶和魔芋葡甘聚糖为原料制备不同比例的共混膜,通过微观结构、热力学性能、机械性能、光学性能和耐水性能等检测指标,研究不同共混比例下的相分离对膜结构的影响。结果表明,当魔芋葡甘聚糖添加量为0.4%时,共混体系出现微观相分离,共混膜断裂伸长率和热封强度显著提高,分别达到12.5%和1704.2 N/m,拉伸强度为30.9 MPa,水蒸气透过率降至最低。进一步采用共聚焦拉曼光谱仪和扫描电镜原位观察相分离,发现共混膜中分散相聚集颗粒的主要成分为魔芋葡甘聚糖,其颗粒尺寸和分布密度与相分离程度成正比。研究为利用多糖与蛋白质共混相行为调控膜结构,并在可食性热封包装材料中的应用提供技术参考。

魔芋葡甘聚糖的食品加工性能研究进展

魔芋葡甘聚糖(Konjac glucomannan, KGM)作为一种天然高分子多糖,具有很好的生物活性功能,适合作为保健食品的原料。KGM具有的颗粒特性、亲水性、凝胶性、成膜性、增稠性等性质,在食品领域有着很多应用。KGM经过复配或改性后,性质有不同程度的改善,能够满足不同食品加工的需要,扩展了KGM的应用领域,成为研究重点。文章对KGM的化学组成、食用加工性能进行综述,以期为KGM的相关研究和应用提供参考。

丙烯酰胺改性魔芋葡甘聚糖絮凝性能研究

为了制备一种具备高效处理污水能力的新型絮凝剂,以丙烯酰胺为醚化剂,在碱性条件下通过迈克尔加成反应合成了魔芋葡甘聚糖醚类衍生物(AMKGM)。以傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射、热分析仪和扫描电子显微镜对AMKGM的结构和形貌进行表征。并以AMKGM为新型絮凝剂,研究其对蒙脱土溶液的絮凝性能,考察了絮凝剂的质量分数、絮凝时间、絮凝温度和pH值等主要因素的影响。研究结果表明:成功制备了AMKGM絮凝剂,当絮凝时间为90 min,絮凝剂质量分数为0.75%时,在酸性和碱性条件下,AMKGM都表现了良好的絮凝效果,最高絮凝效率为98%,重现性好,且实验温度范围内对AMKGM的絮凝性能没有显著的影响。