25 - 食品科学技术学报页

导下形成凝胶[14] . 目前普遍认为卡拉胶中只有 KC
与 KGM 具有协同增效作用 [15] , 并被广泛应用于果
冻等产品. 文献对 KC 与 KGM 的相互作用有不同
的报道,Cairns 等[16] 认为 KGM 不会改变 KC 结晶
区, 而有些报道却指出 KGM 与 KC 混合后的 DSC 曲
线有两个峰[17] , 暗示晶体改变. 可见 ,研究 KGM 与
KC 的相互作用具有重要的理论和实践意义.
热处理是物质间相互作用的最重要方法之一,
不同的热处理方式产生不同的作用和产物. 前期研
究中发现, KGM 与 KC 的共混溶液经过微波处理后
流变性发生明显变化,因此, 本研究分别制备了不同
配比下加热和微波处理的 KGM 与 KC 复合样品 ,对
比二者的动态流变性,并结合分子动力学模拟分析
了二者的相互作用位点,以期为多糖分子间相互作
用的研究提供方法借鉴.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 材料
魔芋粉( 食品级), 云南昭通市三艾有机魔芋发
展有限责任公司;资 型卡拉胶( 食品级 ),烟台协力海
洋生物制品有限公司; 异丙醇 ( 分析纯 ), Sigma鄄
Aldrich 有限公司.
1郾 2摇 仪器设备
P70F20CL鄄DG 型微波炉, 格兰仕集团;MYP11鄄2
型恒温磁力搅拌器, 上海梅颖浦仪器仪表制造有限
公司;ARES鄄G2 型流变仪,TA 仪器设备有限公司;
HAD鄄VORTEX鄄5 型漩涡振荡器 ,北京恒奥德仪器仪
表有限公司.
1郾 3摇 实验方法
1郾 3郾 1摇 KGM / KC 复合物的制备
将 100 mg 的 KC 和 KGM 分别溶于 200 mL 的双
蒸水中,90 益 下恒温搅拌 60 min,搅拌过程中每 20
min 补充双蒸水至 200 mL, 最终保持 200 mL 的溶
液. 将溶好的 KGM 溶液缓缓加入到 KC 溶液中 ( 不
断搅拌), 其中加热处理组在磁力搅拌下加热 90 益,
搅拌约 1 h,至溶液为 50 mL, 得到 KGM / KC(KK) 混
合溶液,KGM 与 KC 质量比分别为 2颐 1,1颐 1,1颐 2, 并
分别记为 A1、A2、A3; 微波处理组为将溶胀好的
KGM 溶液缓缓加入到 KC 溶液中, 不断搅拌 5 min
后在微波炉中加热 5 min, 取出搅拌 2 min 后继续微
波处理 ,不断重复微波搅拌过程至溶液为 50 mL, 微
波的输出功率为 750 W,频率为 2 450 MHz,KGM 与
KC 质量比分别为 2 颐 1,1 颐 1,1 颐 2, 并分别记为 B1、
B2、B3. 将预冷好的 200 mL 异丙醇溶液倒入所得的
混合溶液中 ,得到絮状物沉淀 , 将絮状物沉淀在 55
益 真空干燥箱中干燥,得到不同的 KK 复合物.
1郾 3郾 2摇 流变测定
称取 0郾 1 g 的 KK 加入到 10 mL 双蒸水中,放置
12 h 以保证复配物充分分散 , 再在 90 益 下加热, 期
间不断取出在漩涡振荡器中振荡 1 min,制备成 KK
溶胶, 冷却静置备用. 采用 40 mm,0郾 05 rad 锥角的
锥板, 测量距离为 55 滋m, 进行振荡扫描测定. 在锥
板凹槽中滴入少量的水并盖上保温盖,以防止水分挥
发. 应变扫描:温度 5 益,频率 1 Hz,应变 0郾 1% ~20%,
以得到最佳的线性黏弹区, 最终选择应变为 1% 进
行频率和温度扫描实验. 频率扫描:温度为 45,25,5
益,频率 0郾 1 ~ 100 Hz,应变 1% . 温度扫描:温度5 ~
80 益,频率 1 Hz,应变 1% [18] .
1郾 3郾 3摇 分子动力学模拟
运用分子模拟软件 Material Studio 中的 Visuali鄄
zer 模块, 搭建 茁鄄1,4鄄 糖苷键链接的 KGM 分子基本
单元 D鄄 葡萄糖 ( G) 与 D鄄甘露糖 ( M) 以及乙酰基
(AC)、茁鄄1,3 糖苷键链接的 G鄄M鄄AC 支链. 搭建好
各个分子模型后 , 选择 PCFF 力场估算每个模拟体
系的势能. 选用 Discover 模块中的 smart minimize 方
法对分子模型进行 5 000 步的优化. 参数设置中, 精
度等级取 Fine,选用 COMPASS 力场 ,其中能量收敛
公差 0郾 42 J / mol,力收敛公差为 2郾 1 J / mol,偏转收敛
公差为 5 伊 10 - 3 pm, 采用 Atom鄄based cutoffs 技术进
行优化 . 经分子力学优化计算后分别得到各个基本
单元的能量最低的 3D 结构模型.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 频率依赖性分析
图 1 是 1郾 0% 的 KK 溶胶在不同温度下(45,25,
5 益) 对频率的依赖性研究结果,分别从储能模量 G 忆
和 tan( 啄 ) 对频率的双对数关系进行分析.
从图 1(a)、( b)、( c) 的 lgG 忆 - lgf 曲线可以看
22 食品科学技术学报 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年 9 月