Study of Rheological Characterization of Fenugreek Gum with Modified Maxwell Model

Taking into account the viscoelasticity of the fenugreek gum, a modified Maxwell model in terms of fractional derivatives is developed. Using this model, it is observed that the fenugreek gums with at least two different concentrations obey the Cox-Merz rule.

天然生物质材料的制备、性质与应用(Ⅸ)——易溶稳定的多功能天然多糖胶:葫芦巴胶

葫芦巴胶是从豆科植物葫芦巴胚乳中提取出的一种水溶性天然多糖胶。因葫芦巴胶具有良好的水溶性、持水性、增稠性、热稳定性和乳化力、成膜性等理化性能,以及降血糖、降血脂、抗氧化等药理作用,并可以通过物理、化学、共混和酶法等多种改性技术进一步改善其理化性质、提升其功效作用,使得葫芦巴胶在日用化工、食品加工、医药、采油等行业领域越来越受到重视。本文浅述了葫芦巴胶的来源、分子结构及其典型理化性质,并总结了葫芦巴胶的主要提取、纯化方法及常用改性技术,同时概述了葫芦巴胶及其改性产物的应用情况,并提及了当前葫芦巴胶开发所面临的主要问题及今后的研发方向和发展前景。

非淀粉多糖提高高分支麦芽糊精黏弹特性的研究

目的探究非淀粉多糖对酶法制备高分支麦芽糊精黏弹特性的影响。方法利用α-葡萄糖基转移酶(α-glucanotransferase,α-GT)和马铃薯淀粉制备高分支麦芽糊精,并对其分子量、分支度和消化性进行测定。采用动态流变仪分别测试黄原胶、桃胶、香豆胶、刺槐豆胶和魔芋胶5种非淀粉多糖对高分支麦芽糊精的增稠效果。选取增稠效果适中、稳定性高的香豆胶按不同质量比与高分支麦芽糊精混合,进行振荡流变测试。通过傅里叶红外光谱对混合体系的结构进行表征。结果所得高分支麦芽糊精重均分子量为2.78×106 g/mol,聚合度(degree of polymerization,DP)≤5的超短链含量为52.09%,消化率显著降低。测得的剪切流变曲线均符合Herschel-Bulkley模型(决定系数R2>0.99),增稠效果魔芋胶>刺槐豆胶>香豆胶>黄原胶>桃胶,体系稳定性香豆胶>桃胶>刺槐豆胶>魔芋胶>黄原胶。振荡流变测定结果表明,随着香豆胶含量的增加,储能模量、损耗模量和损耗角正切tanδ均逐渐减小,混合体系由黏性液体逐渐偏向于弹性固体。傅里叶红外光谱结果表明,随着香豆胶在体系中的含量增加,指纹区峰值强度下降。结论α-GT改性马铃薯淀粉,可以制备出一种分支度高、分子量低且具有缓慢消化特性的高分支糊精。5种非淀粉多糖均可增加高分支麦芽糊精的黏弹特性,且当高分支糊精与香豆胶的质量比例为5:1时,黏度最大,弹性最小,混合体系具有更好的协同增稠效果。

改性聚氨酯胶粘剂在乐器中的应用与性能测试

研究了葫芦巴胶添加量对水性聚氨酯胶粘剂物理特性、接触角、物相、粒径分布和力学性能的影响。结果表明:随着水性聚氨酯乳液中葫芦巴胶添加量增加,乳液的形态逐渐从透明演变为半透明、微白和白色,但稳定性都大于6个月,乳液的吸水率逐渐减小。随着水性聚氨酯乳液中葫芦巴胶添加量增加,胶膜的接触角逐渐增大,在葫芦巴胶添加量为0.5%时,接触角达到84.2°,随着葫芦巴胶添加量的增加,改性水性聚氨酯乳液的平均粒径逐渐增大,随着葫芦巴胶添加量的增大,水性聚氨酯胶膜的拉伸强度和断后伸长率都表现为先增大后减小,在葫芦巴胶添加量为0.3%时,水性聚氨酯胶膜的拉伸强度和断后伸长率取得最大值。

食品级胡芦巴胶及其降血糖功效的研究

本文研究了从胡芦巴种子中提取食物级胡芦巴胶的工艺技术,并就食品级胡芦巴胶对体内血糖水平的作用进行了动物实验,食品级胡芦巴胶对Ⅱ型糖尿病鼠有显著的降血糖作用,其降血糖功效比胡芦巴种子提高10倍以上。

羟丙基香豆胶-有机锆交联冻胶压裂液的性能

实验研究了香豆胶与环氧丙烷在碱催化下反应生成的羟丙基香豆胶的表面活性及其与有机锆生成的耐热剪切的冻胶压裂液的应用性能。羟丙基香豆胶具有弱表面活性，水溶液浓度由0．1％增至0．6％时，表面张力和界面张力略为降低，分别由65．3l降至58．22mN／m，由24．79降至18．35mN／m。当交联比在100：0．2～100：0．5时或pH值在9．0～10．0时，形成的羟丙基香豆胶／锆冻胶黏度高（≥300mPa·s），有弹性，热剪切稳定性好。交联比100：0．4的0．7％羟丙基香豆胶／锆冻胶在130～160℃下均为假塑性流体，n值在0．396～0．425范围。在150℃和160℃高温下，该冻胶连续剪切（170s^-1）120min，仍保有较高黏度（～125和～95mPa·s），滤失量和滤失速率较小．控制液体滤失能力较好。该冻胶抗盐钙性能好．加入5．0％、6．0％KCl时，25℃表观黏度（412mPa·s）保持率分别为90．3％、76．2％，加入0．4、0．5．0．6g／L CaCl2时分别为87．9％、75．5％、53．2％。加入过硫酸铵的冻胶在150℃或160℃放置20h以上可完全破胶。图2表6参9。

羧甲基香豆胶的制备与表征

通过加入NaOH与一氯乙酸钠(SMCA)固体进行香豆胶(FG)的碱化和醚化,制备了不同取代度的羧甲基香豆胶(CMFG)。研究了不同分散介质、反应温度与时间、NaOH与SMCA用量等因素对取代度与反应效率的影响。以异丙醇/水为分散介质,产物取代度与反应效率最大,优化的反应温度为50℃、反应时间5h、醇水体积比52.5∶7.5。醇水体积比为50∶10、n(SMCA)∶n(NaOH)∶n(FG)=1∶1∶1时取代度为0.75,反应效率达75%。NaOH对取代度的影响大于SMCA。采用一步羧甲基化反应制备取代度1.05的CMFG,反应效率可达到70%。CMFG溶液黏度随取代度增大而增大,w(CMFG)=2%时,取代度为0.78,溶液黏度为116mPa.s。CMFG水溶液黏度4d降低8.6%～28.0%,黏度稳定性高于在w(NaCl)=1%的盐水溶液中的稳定性。

阳离子香豆胶热裂解红外光谱研究

研究了香豆胶原粉、阳离子香豆胶的红外光谱归属,并测定了它们的热失重及相应热效应峰值的红外光谱(TG-IR)。根据不同温度下阳离子香豆胶光谱基团的吸收峰变化和热失重-红外光谱的分析,推断该样品可能的热解过程。

阳离子香豆胶的合成及结构表征

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（HAT）为阳离子醚化剂，天然香豆胶为原料，异丙醇为分散剂制得季铵盐型阳离子香豆胶。研究了HAT、催化剂NaOH、反应温度和反应时间对合成阳离子香豆胶（CFG）的影响，用凯氏定氮法测定了CFG的取代度。合成CFG的优化实验条件为：m（香豆胶）：m（异丙醇）：m（HAT）：m（NaOH）=1：（1．6—2）：（0．15—0．3）：（4—8），反应温度40—50℃，反应时间2—3h，制得的产品能满足工业应用要求的黏度及取代度范围（500，800mPa·s，DS=0．86-1．32）。用FTIR和^13CNMR对CFG的结构进行了表征。

胡芦巴胶硼砂压裂液在长庆油田深井中的应用

胡芦巴胶是我国自主种植、加工的一种天然植物胶,含有丰富的半乳甘露聚糖,通过深加工改性,可用作水基压裂液稠化剂。胡芦巴胶硼砂交联压裂液具有良好性能,通过实验对压裂液流变性、携砂能力、破胶性能、滤失性、储集层伤害程度等项目进行评价,其性能基本达到胍胶硼砂压裂液水平,某些性能甚至优于胍胶硼砂压裂液。长庆油田深井试验表明,胡芦巴胶硼砂压裂液可满足压裂携砂、增产、降低成本的要求。胡芦巴胶除用作增稠剂以外,其副产品还可以用于医药、食品等行业。如规模化生产,成本将进一步降低,与胍胶相比胡芦巴胶的价格更具有优势。随着我国低渗透油田开发规模不断增加,水力压裂作业数量逐年上升,胡芦巴胶硼砂压裂液具有广阔的应用前景。

水基冻胶压裂液稠化剂香豆胶的理化性能

香豆胶是国内开发的一种优良的水基冻胶型压裂液稠化剂。本文报导了从不同渠道收集的三家工厂生产的12个样品(11个香豆胶样品,1个改性香豆胶样品)的理化性能测定结果。本项工作表明,香豆胶具有易溶于水、水不溶物含量低、增粘性能良好的特点,作为压裂液稠化剂的综合性能虽不如瓜尔胶,但基本上接近改性瓜尔胶,加之产自国内,价格较低,很有发展前途。

葫芦巴胶添加对藜麦汁流变特性的影响

以藜麦为原料,以葫芦巴胶作为增稠剂,探讨了不同质量分数的葫芦巴胶在不同贮藏条件(25、4、-18℃)对藜麦汁流变特性的影响,并采用Carreau-Gahleitner模型对样品的流动性进行评估。结果表明,Carreau-Gahleitner模型对葫芦巴胶-藜麦汁复合体系拟合时R^(2)>0.95,表明体系符合该模型;体系tanδ>1,表明葫芦巴胶-藜麦汁混合物样品是以弹性为主导的假塑性流体,其剪切稀化具有瞬时恢复性,在葫芦巴胶质量分数为0.8%时,藜麦汁具有较好的黏性;复合体系在冷冻后的tanδ最大,冷藏后tanδ最小,表明冷藏能较好保持葫芦巴胶-藜麦汁的弹性,研究可为藜麦汁的开发利用提供一定的理论支持。

胡芦巴胶溶液的流动性模型拟合和动态粘弹性分析

在特定温度(25℃)下,通过对葫芦巴胶(FG)溶液进行稳定剪切和小振幅振荡处理后,测定其触变性及粘弹性,以及通过Carreau和Herschel-Bulkey模型对FG溶液流动性进行评估。结果表明:FG溶液刚开始表现出剪切增稠特性,当超过临界剪切速率时表现为剪切变稀行为,表现出非牛顿流体特性。Herschel-Bulkey和Carreau模型对流动曲线的拟合表明实验结果更符合流变学的Carreau模型。触变测试表明FG溶液具有一定的触变性,FG溶液质量浓度越高,触变性越强,当FG溶液质量浓度小于0.35 g/d L时,触变环面积为负值,表明样品结构破坏且不能恢复。动态粘弹性测试表明FG溶液的储能模量和损耗模量随角频率和FG质量浓度的增大而增大,随着温度的升高而降低,并表现出类似于固体的弹性行为。

羟丙基香豆胶的合成及结构表征

以天然香豆胶为原料,环氧丙烷(EP)为非离子醚化剂,NaOH为催化剂,异丙醇为分散剂制备了非离子型羟丙基香豆胶(HPFG).用MORGAN串联法测定HPFG的取代度(DS),研究了EP用量、NaOH用量、反应温度和反应时间对HPFG表观黏度和DS的影响.结果表明:当反应温度50℃,反应时间3 h,m(香豆胶)∶m(EP)∶m(异丙醇)∶m(NaOH)=1∶0.5∶1.7∶0.04时,制得的产品能满足油田工业评价指标要求,即表观黏度()η=560～1 000 mPa.s(w(HPFG)=1%)、DS=0.16～0.20,并用13C NMR进行表征.

β-甘露聚糖酶部分水解香豆胶对自然衰老小鼠的抗衰老作用

目的:研究部分水解香豆胶对自然衰老小鼠的抗衰老作用及其作用机理。方法:采用β-甘露聚糖酶水解香豆胶制备的部分水解香豆胶饮食干预自然衰老小鼠12个月,观察小鼠大脑、肝脏、肾和结肠组织病理形态学变化并测定其血清中衰老标志物及总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)水平和丙二醛(malondialdehyde,MDA)水平,同时检测神经元数量、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)及p53/p21/p16信号通路相关基因和蛋白的表达情况。结果:部分水解香豆胶能够有效提高衰老小鼠的存活率(约25.0%),明显改善其反应性、脱毛程度;T-AOC、CAT活力和GSH-Px活力较自然衰老组小鼠分别增加78.1%(P<0.05)、122.9%(P<0.05)和2.7%,而MDA浓度降低40.3%(P<0.01);增加大脑海马CA1区中神经元和BDNF阳性细胞数量,抑制肝脏p53/p21/p16信号通路中p53、p21和p16基因和p53、p16蛋白的表达。结论:部分水解香豆胶具有显著抗小鼠衰老的作用,能够抑制由衰老诱发的氧化应激和脑损伤,具有作为抗衰老功能性食品配料的潜力。

香豆胶加工工艺研究

研究了香豆胶的干法和湿法两种加工工艺。干法工艺中提胚工序的得胚率只有20%～22%;湿法工艺是将干法工艺中的单个提胚工序分解为浸润、一次分离、二次分离3个工序,提高了胚乳片韧性,使得胚率提高到27%～30%。本文对水化工序的胚乳片含水率、水化时间、水化温度,增黏工序对胶粉黏度的提高,粉碎工序的胶粉细度分布,以及湿法工艺中二次分离工序的浸润水温等工艺参数对胶粉黏度的影响和浸润后香豆含水率与得胚率的关系进行了深入研究。

低浓度香豆胶压裂液室内研究

采用香豆胶和自主研发的交联剂形成了低浓度香豆胶配方体系。对低浓度香豆胶压裂液配方体系进行研究,评价了低浓度香豆胶压裂液的耐温耐剪切、流变、破胶等性能;并与常规瓜胶压裂液的性能进行对比。结果表明,由于香豆胶较之瓜胶有更多的交联结点,低浓度香豆胶压裂液稠化剂浓度为常规瓜胶压裂液稠化剂浓度一半时,即可满足压裂施工的携砂要求。破胶后的残渣较普通瓜胶配方降低了44.8%,储层伤害率降低了10%。低浓度香豆胶压裂液是一种有很好应用前景的低成本、低伤害压裂液。

新型酸性粘多糖——磺化羧甲基香豆胶的研制

以香豆胶为原料 ,分别引入羧甲基和磺酸基团 ,首次获得水溶性良好的新型香豆胶磺化衍生物。红外光谱分析表明 ,该衍生物为新型酸性粘多糖 ,具有类肝素特性。硫质量分数为 14.4%

胡芦巴胶的研究进展

胡芦巴胶的主要成分是半乳甘露聚糖,是一种良好的增稠剂、稳定剂,应用广泛。由于其具有显著的降血糖、调血脂和减肥功效,近年来日益受到人们的关注。从胡芦巴植物资源分布,胡芦巴胶的生物学功能,多糖的合成代谢、积聚与转化,精细结构及其与降血糖等作用的关系、生理学作用、胶的开发利用等方面对其研究进展进行综述,为胡芦巴胶的进一步研究和开发利用提供科学参考。

胶粉粒径对植物多糖胶粘度的影响

血球计数器测定不同粒径胶粉完整胚乳细胞个数与胶液粘度的关系表明 ,粒径越大 ,完整胚乳细胞个数越多 ,水合作用速度越慢 ,胶液粘度越低 ;原胶粉粒径通过 2 0 0目时胶液粘度最大 ,增粘胶粉通过 14 0目时胶液粘度即达到最大值 ,增粘胶粉中完整胚乳细胞个数比原胶粉低 3 5%～ 50 %。