一、選題背景
結(jié)冷膠是一種經(jīng)微生物通風(fēng)發(fā)酵得到的新型天然食用膠。最初于 1978 年發(fā)現(xiàn),1988年日本批準(zhǔn)結(jié)冷膠可應(yīng)用于食品中,隨后,美國(guó)和歐洲等國(guó)家也批準(zhǔn)其作為凝膠劑、穩(wěn)定劑和增稠劑在食品中使用。結(jié)冷膠的分子骨架由葡萄糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸組成,分子量約為 0.2~2×106Da,能形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。結(jié)冷膠生產(chǎn)菌是通過復(fù)雜的菌種篩選得到的能夠生產(chǎn)親水性膠體的目的菌。結(jié)冷膠能夠形成澄清透明的凝膠,且具有較好的熱穩(wěn)定性,與其他多糖凝膠相比,其凝膠強(qiáng)度不依賴于 pH。結(jié)冷膠的優(yōu)良性質(zhì)使其在食品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。結(jié)冷膠還具有良好的復(fù)配性,不僅高、低�；梢詮�(fù)配,還可與其他多糖凝膠復(fù)配,通過復(fù)配膠之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用,進(jìn)一步擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
二、研究目的和意義
本課題是“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAD23B04);國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng)目(2012AA021505);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.31171640);無錫市科技支撐計(jì)劃(CLE01N1208);無錫市中小企業(yè)創(chuàng)新基金(CBE01G1344)等項(xiàng)目研究的重要組成部分。結(jié)冷膠具有重要的商業(yè)價(jià)值,它生產(chǎn)周期短,理化性質(zhì)穩(wěn)定且安全無毒,優(yōu)越的性能使其得到了廣泛的研究和應(yīng)用[61]。本實(shí)驗(yàn)室于1995年率先開始研究結(jié)冷膠的生產(chǎn)發(fā)酵技術(shù);1996年,結(jié)冷膠在我國(guó)批準(zhǔn)可作為增稠劑、穩(wěn)定劑使用,近年來國(guó)內(nèi)對(duì)結(jié)冷膠的需求量增長(zhǎng)迅速,主要用于懸浮飲料、果凍和軟糖等方面,結(jié)冷膠分離純化等后提取過程較難操作,導(dǎo)致生產(chǎn)成本和市場(chǎng)價(jià)格偏高,同時(shí)其用法和用量,以及其他物質(zhì)對(duì)結(jié)冷膠的影響等問題,在使用時(shí)仍不能準(zhǔn)確把握[62]。目前國(guó)內(nèi)主要側(cè)重于低�；Y(jié)冷膠性質(zhì)和應(yīng)用研究,大部分低酰基結(jié)冷膠已達(dá)到美國(guó)Kelco公司水平[63]。對(duì)高�；Y(jié)冷膠性質(zhì)的研究是其應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和化工等行業(yè)的必要理論基礎(chǔ),但高�；Y(jié)冷膠的粘度更大,其生產(chǎn)工藝也更為復(fù)雜。�；拷橛诟啧；偷王；Y(jié)冷膠之間的結(jié)冷膠,具有較高�；Y(jié)冷膠更低的凝膠轉(zhuǎn)變溫度和較低酰基結(jié)冷膠更高的粘度,其獨(dú)特的性質(zhì)使其可以適用于更多的領(lǐng)域,彌補(bǔ)高�；Y(jié)冷膠和低�；Y(jié)冷膠在應(yīng)用上的局限性,但由于酰基含量測(cè)定方法的限制,部分脫�；Y(jié)冷膠的研究和生產(chǎn)也停滯不前。國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)冷膠的研究涉及其微觀結(jié)構(gòu)、流變學(xué)和凝膠性質(zhì)、外加物質(zhì)的影響以及應(yīng)用等方面,對(duì)結(jié)冷膠的性質(zhì)已經(jīng)有了一定的了解。本文主要側(cè)重于結(jié)冷膠的側(cè)鏈——�；难芯�,建立�；繙y(cè)定更為精確的HPLC方法,以期為高�；Y(jié)冷膠的品質(zhì)提供有效的監(jiān)測(cè)手段。然后,結(jié)合HPLC方法對(duì)部分脫�；Y(jié)冷膠的制備條件進(jìn)行了初步摸索,得到一系列不同酰基含量的結(jié)冷膠,對(duì)其中的幾種樣品進(jìn)行流變學(xué)和凝膠性質(zhì)研究,了解�；鶎�(duì)結(jié)冷膠性質(zhì)的影響,這不僅可以增加結(jié)冷膠的種類,擴(kuò)大結(jié)冷膠的應(yīng)用范圍,也為其應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ),同時(shí),對(duì)復(fù)配膠的凝膠轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行初步探索,研究酰基含量相同的結(jié)冷膠和復(fù)配膠之間的性質(zhì)差異。
三、本文研究涉及的主要理論
Morris等還研究了兩種�；謩e對(duì)結(jié)冷膠性質(zhì)的影響,通過控制脫酰基條件,得到了甘油�；肯嘟阴；坎煌膬煞N結(jié)冷膠。并研究了兩種結(jié)冷膠動(dòng)態(tài)模量隨溫度的變化,發(fā)現(xiàn)總�；枯^高的樣品其凝膠轉(zhuǎn)變溫度較高,乙�；康偷臉悠吩跍囟绒D(zhuǎn)變曲線上表現(xiàn)出明顯的熱滯現(xiàn)象,而乙�；扛叩臉悠穭t沒有熱滯性,說明乙�；扛叩臉悠菲淠z網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性相對(duì)較差,位于雙螺旋邊緣的乙�；鶎�(duì)雙螺旋的聚集起到一定的阻礙作用。那么,高�；Y(jié)冷膠更穩(wěn)定的性質(zhì)可能只是甘油�；淖饔�。除了高�；偷王；Y(jié)冷膠外,部分脫�；慕Y(jié)冷膠具有其獨(dú)特性質(zhì),若能控制反應(yīng)條件得到這樣的結(jié)冷膠,可以增加結(jié)冷膠種類,按照應(yīng)用需求選擇不同酰基含量的結(jié)冷膠,也能讓結(jié)冷膠適用于更多領(lǐng)域。Chang等利用不同的堿和反應(yīng)條件,制備了不同甘油酰基和乙�；囊幌盗薪Y(jié)冷膠,KOH濃度為0.03~0.3 g·g-1結(jié)冷膠,在25~36℃反應(yīng)2~18 h,或在100℃反應(yīng)5 min,觀察不同反應(yīng)條件對(duì)結(jié)冷膠�；康挠绊�。發(fā)現(xiàn)在低溫下,長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng),對(duì)甘油�；坑绊戄^小,而乙�；究扇棵撊�,在100℃高溫下,則很容易除去甘油�；�。除了用KOH作為反應(yīng)物外,作者還同時(shí)加入了NaCl、KCl和CaCl2等在高溫下進(jìn)行脫�；磻�(yīng),鹽的加入對(duì)�；鸬揭欢ūＷo(hù)作用,�；孔儎�(dòng)相對(duì)較小。Sworn等除用強(qiáng)堿KOH進(jìn)行脫�；磻�(yīng)外,還利用Na3PO4和Na2CO3等弱堿進(jìn)行反應(yīng),弱堿提供較溫和的反應(yīng)環(huán)境,酰基含量更容易控制。弱堿處理會(huì)減少總�；�,同時(shí)對(duì)甘油�；懈鼜�(qiáng)烈的作用,增加乙�；�/甘油酰基比例,強(qiáng)堿處理也會(huì)增加乙�；谋壤�,但作用較弱堿更弱。�；康臏�(zhǔn)確測(cè)定是結(jié)冷膠研究的重要基礎(chǔ),不僅可以更好的研究?jī)煞N�；謩e對(duì)結(jié)冷膠性質(zhì)的影響,兩種酰基的總含量及比例也是監(jiān)測(cè)高�；Y(jié)冷膠產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。多糖中�；康臏y(cè)定常用比色法和滴定法,比色法利用堿性羥胺與乙�；捎坞x的乙酰羥肟酸,再與Fe3+和發(fā)生顯色反應(yīng),根據(jù)吸光度來測(cè)定�；�;滴定法主要利用反應(yīng)式1-1的原理,以酚酞為指示劑,通過測(cè)定脫�；^程消耗的堿的體積,根據(jù)公式計(jì)算酰基含量。Cheetham等曾用HPLC方法,將黃原膠上的丙酮�；鸵阴；坞x下來,分別測(cè)定含量。
結(jié)冷膠在食品中主要用作增稠劑和穩(wěn)定劑,其在低濃度時(shí)形成的“弱凝膠”網(wǎng)絡(luò),可懸浮牛奶中的可可顆粒,形成巧克力牛奶飲品,此性質(zhì)使其也可用于冰激凌、酸奶等產(chǎn)品。結(jié)冷膠可用于食品保護(hù)膜,防止在烹炸過程中食品吸收過多的油。此外,堿處理后的結(jié)冷膠還可作為凝膠劑、乳化劑、潤(rùn)滑劑以及懸浮材料等用于食品和生物技術(shù)行業(yè)。2011年美國(guó)國(guó)家有機(jī)項(xiàng)目已批準(zhǔn)結(jié)冷膠用于有機(jī)食品和飲料。在化工領(lǐng)域,結(jié)冷膠凝膠澄清透明以及在高溫下的穩(wěn)定性,使其用于防曬露及護(hù)發(fā)素等護(hù)理產(chǎn)品,同時(shí)也可用于提高紙張的強(qiáng)度。結(jié)冷膠在醫(yī)藥領(lǐng)域可以作為藥物賦形劑用于藥物的傳遞,也可以作為人類組織再生三維支架的主要架構(gòu)物質(zhì)。結(jié)冷膠也可以替代瓊脂作為植物和微生物培養(yǎng)基,不僅能夠經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的高溫滅菌,且澄清透明的凝膠特性也可以更好的觀察培養(yǎng)物的生長(zhǎng)狀態(tài)。由于結(jié)冷膠具有獨(dú)特優(yōu)良的性質(zhì),使其具有良好的應(yīng)用前景,為其實(shí)際應(yīng)用而進(jìn)行的理論基礎(chǔ)研究也尤為重要。
四、本文研究的主要內(nèi)容
本文以結(jié)冷膠以及其側(cè)鏈�；鶠橹饕芯繉�(duì)象,建立兩種�；康臏y(cè)定方法,對(duì)不同�；拷Y(jié)冷膠的制備條件進(jìn)行初步摸索,研究�；鶎�(duì)結(jié)冷膠流變學(xué)和凝膠性質(zhì)的影響,并對(duì)復(fù)配膠的凝膠轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行初步探索,主要研究?jī)?nèi)容有以下四點(diǎn):
1. 探索能夠準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)冷膠上甘油酰基和乙�；康腍PLC方法,并對(duì)該方法進(jìn)行準(zhǔn)確性、重復(fù)性、穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)證。
2. 探索不同�；拷Y(jié)冷膠的制備條件,控制不同的反應(yīng)條件,制備得到一系列酰基含量不同的結(jié)冷膠。
3. 對(duì)一系列不同�；康慕Y(jié)冷膠進(jìn)行流變學(xué)性質(zhì)和凝膠性能的研究,以期得到不同�；拷Y(jié)冷膠的性質(zhì)差異,以及酰基對(duì)結(jié)冷膠性質(zhì)的影響。
4. 配制與部分脫�；Y(jié)冷膠�；肯嗤膹�(fù)配膠,并對(duì)其凝膠轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行初步探索,以期發(fā)現(xiàn)部分脫酰基結(jié)冷膠和復(fù)配膠的性質(zhì)差異。
「標(biāo)簽: 碩士論文開題報(bào)告」
