卡拉胶与魔芋葡甘聚糖协同相互作用及其凝胶化的研究_何东保.pdf

第17卷第2期高分子材料科学与工程Vol.17,No.2
2001年3月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMar.2001

卡拉胶与魔芋葡甘聚糖协同相互
作用及其凝胶化的研究

何东保,彭学东*,詹东风
(武汉大学化学与环境科学学院,湖北武汉430072)

摘要:魔芋葡甘聚糖(Amo)为非凝胶多糖,但它与卡拉胶进行共混可以得到凝胶,这是多糖分子间相互
作用的结果。当多糖浓度为1%,卡拉胶与Amo的共混比例为60/40时可得到协同相互作用的最大值;

同时也讨论了制备温度(Tp)和体系盐(KCl)离子浓度对凝胶化的影响,并且观察到当制备温度为100
℃,体系盐离子浓度为0.2mol/L时,可得到凝胶强度的最大值。从FT-IR谱图上分析了两种多糖分子
间相互作用的机理。

关键词:卡拉胶;魔芋葡甘聚糖;相互作用;凝胶化
中图分类号:O629.12文献标识码:A文章编号:1000-7555(2001)02-0028-03

多糖是一类重要的生物大分子,在自然界1.3性能测试
中具有举足轻重的地位。凝胶化性质是多糖大凝胶强度、溶胶粘度和凝胶熔化温度的测
分子生物功能的重要方面,动植物中许多生命定均按文献[5]的方法进行。
过程就是在凝胶态中完成的[1]。卡拉胶是一种1.4FT-IR谱图分析
非线性凝胶多糖[2,3]。而魔芋葡甘聚糖(Amo)Nicolet170SX傅立叶变换红外光谱仪。
是一种复合非凝胶多糖[4],但两者在一定条件分别称取定量干燥的不同共混比例的凝胶破碎
下共混可以得到令人满意的凝胶,这是多糖分粉末与定量的KBr混合均匀,压片打出谱图进
子间相互作用的结果。本文报道卡拉胶与Amo行分析。
的最佳共混比例、凝胶的制备温度和体系盐离
2结果与讨论
子浓度对凝胶化的影响,并从红外谱图分析了
2.1共混比例对凝胶化的影响
分子间相互作用的机理。
多糖总浓度为1%,加入0.07mol/LKCl,
1实验部分在80℃将卡拉胶与Amo(质量分别为m1和
1.1原料m2)以不同比例制得共混凝胶,测得其凝胶强
卡拉胶在武汉市食品原料公司购买;魔芋度与共混比例的关系见Fig.1。从Fig.1可以看
葡甘聚糖以魔芋精粉替代,湖北竹溪生产。出,随着卡拉胶的比例由大到小,Amo的比例
1.2共混凝胶的制备由小到大,其凝胶强度逐渐增大。当卡拉胶与
在一定浓度和共混比例下,分别将AmoAmo的比例为60/40时,凝胶强度达到最大
和卡拉胶在搅拌下慢慢加入蒸馏水中,使其均值。继续改变两者的共混比例,凝胶强度下降。
由此说明两种多糖有个最佳共混比例在此
匀分散,加热至一定温度后恒温0.5h,得到共1,
混溶胶,室温放置可得共混凝胶。比例,体系的协同相互作用最大。

收稿日期:1999-06-24;修订日期:1999-08-24*武汉大学化学与环境科学学院95级本科毕业生.
基金项目:国家自然科学基金资助课题(21574173)
作者简介:何东保,男,53岁,副教授.
第2期何东保等:卡拉胶与魔芋葡甘聚糖协同相互作用及其凝胶化的研究29

温度升至100℃左右时,凝胶强度达到最大值。
这主要是由于卡拉胶从有序态到无序态需要一

定温度,该温度称为转变温度(TR),测得卡拉

胶的TR为74.3℃。当两者的共混温度Tp<TR
时,卡拉胶处于有序或部分有序双螺旋体状态,
随着温度慢慢升高,无规线团态的卡拉胶分子

也逐渐增多,表现为凝胶强度不断增大。当Tp

>Tm时,卡拉胶从有序态完全转变为无规线团
态,这似乎是以卡拉胶凝胶多糖网络为骨架,
Amo非凝胶多糖溶于其中。然而,Rochas等[6]
发现,在此类凝胶中,Amo表现为自缠绕,从而
Fig.1EffectofpolysaccharidemixedratioonJelly-与处于同体系中的卡拉胶形成所谓互穿网络结
gluestrength(σj)
构。彼此间相互作用大大加强,凝胶强度显著提
高。同时也说明了共混凝胶相互作用的大小与

卡拉胶分子构象有关。Tp若继续升高至100℃

左右时,可达到协同相互作用的最大值。Tp为
120℃时,多糖有所降解,但凝胶强度仅稍有降
低。由此可说明该共混凝胶热稳定性相当好。
2.3盐离子浓度对凝胶化的影响
2.3.1盐离子浓度对凝胶强度的影响:多糖总
浓度为1%,混比例为60/40,在100℃分别加
入不同浓度的盐(KCl)离子,测得凝胶强度与
盐离子的关系如Fig.3。从Fig.3可以看出,随
Fig.2EffectofpreparationtemperatureonJelly-glue着盐离子浓度的增加,凝胶强度亦不断增大,当
strength(σj)
盐离子浓度增至0.2mol/L时,其凝胶强度达
到最大值。若继