顧曉俊，陳曉楠，金邦荃,*，劉春泉

（1.南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇 南京 210097；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014）

獼猴桃果膠的黏度特性與流變性分析

顧曉俊1，陳曉楠1，金邦荃1,*，劉春泉2

（1.南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇 南京 210097；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014）

采用冷凍干燥和熱風(fēng)干燥方法制備出獼猴桃果膠（kiwifruit pectin，KP），得到KP1和KP2兩種成分，二者的pH值分別為3.16和3.39，主要含有半乳糖醛酸。以羧甲基纖維素鈉( carboxy methyl cellulose-Na，CMC-Na）為參照系，采用MCR301旋轉(zhuǎn)流變儀研究4因素（pH值、質(zhì)量濃度、溫度和剪切速率）對KP溶液流變性的影響。結(jié)果表明，KP1和KP2溶液黏度較低，在1.0 mPa·s上下，溶液pH值和質(zhì)量濃度對其影響有限。研究KP1和KP2溶液黏度與溫度倒數(shù)1/T間的對數(shù)關(guān)系并觀測到，10～30 ℃區(qū)間內(nèi)其黏度隨溫度升高而下降，與CMC-Na溶液黏度變化相似。但40～50 ℃時其溶液黏度和流動性不完全遵循Arrhenius方程，究其原因，KP1和KP2活化能Ea分別為10.075 kJ/mol和4.510 kJ/mol，它們對溫度的敏感性低，而導(dǎo)致其黏度和流動性發(fā)生改變。冪律方程對KP1和KP2溶液黏度和剪切速率的關(guān)系擬合，二者流動指數(shù)n均小于1，符合冪律定律對非牛頓流體特征的解釋。因此，KP1和KP2溶液具有較典型的剪切稀化現(xiàn)象和流變性，可歸屬于非牛頓流體。但KP是一種低黏度果膠，故Arrhenius方程不能有效詮釋KP溶液黏度與溫度變化的規(guī)律。

黏度；剪切稀化；流變性；冪律定律；獼猴桃果膠

中國是獼猴桃（Actinidia）的故鄉(xiāng)，也是世界四大生產(chǎn)國之一[1-2]。它含有豐富的VC和膳食纖維，有利于健康[3-4]。隨著中國食品加工業(yè)的興起，大量獼猴桃皮渣廢棄[3,5]。研究業(yè)已表明，可從獼猴桃皮渣中分離得到約10%可溶性膳食纖維-果膠（soluble dietary fiberpectin，SDF-P），其中含有50.0%左右的D-半乳糖醛酸（D-galacturonic acid，D-GA）[6-7]，具有明顯的生物學(xué)功能[3-4,8]。274～524 kD分子質(zhì)量的獼猴桃果膠（kiwifruit pectin，KP）主要以α-1,4-糖苷鍵形成D-GA的碳骨架，以β-糖苷鍵連接木糖和葡萄糖等，屬于雜多糖類[9]。它在消化道內(nèi)能吸附剩余營養(yǎng)物和能量，通過降糖、降脂、減肥和增進腸蠕動等改善機體健康，從而引起廣泛關(guān)注[10-14]。

研究認為，大分子膠體的流變性與真溶液完全不同，不服從牛頓定律[15]，但可借助于冪律方程（η=K×n-1）[16-17]和Arrhenius方程（η=AeEa/RT，或lnη=Ea/ RT＋lnA）[18-20]建立物理模型，探究植物果膠的流變性。冪律方程建立了流體的黏度與剪切速率的函數(shù)關(guān)系（流變性）[16-18]，Arrhenius方程主要解釋速率常數(shù)與溫度之間的關(guān)系[19-20]，通過解讀這類大分子膠體的流變性以促進其在食品加工中的應(yīng)用[15,17]。為此，本實驗試圖從流體力學(xué)的角度，深入解析KP的黏度及流變性，為其功能開發(fā)提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

獼猴桃果膠：分別采用冷凍干燥和熱風(fēng)干燥方法制成2種獼猴桃果膠（kiwifruit pectin，KP）KP1和KP2為研究對象，并以羧甲基纖維素鈉（carboxy methyl cellulose-Na，CMC-Na）為參照。

D-GA（生物純） 上海安譜科學(xué)儀器有限公司；咔唑（化學(xué)純） 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；濃硫酸、無水乙醇（均為分析純） 上?；瘜W(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MCR301旋轉(zhuǎn)流變儀 奧地利安東帕公司；UV-6100A紫外分光光度計 上海元析儀器有限公司；722可見分光光度計 上海棱光技術(shù)有限公司；PHS-3C pH計上海三信儀表廠。

1.3 方法

1.3.1 D-GA含量的測定

D-GA標準曲線：配制質(zhì)量濃度梯度0.00、10.00、20.00、30.00、40.00、50.00、60.00 μg/mL的D-GA溶液，采用咔唑-硫酸法于525 nm波長處檢測D-GA含量（μg/mL）[6-7,21]。以D-GA質(zhì)量濃度（X）為橫坐標，吸光度（Y）為縱坐標建立標準曲線，Y=0.009X＋0.009 5（R2=0.996 9，P＜0.01），在0.00～60.00 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

稱取0.1 g KP，溶于20 mL 0.5 moL H2SO4并稀釋至50 mL，75 ℃水浴15 min，冷卻后100 mL定容，從其中吸取40 mL再定容至100 mL，準確吸取1 mL溶液采用咔唑-硫酸法[6]檢測2 種KP溶液OD值，并采用公式（1）計算出其D-GA含量。

式中：C為從標準曲線查得的D-GA質(zhì)量濃度/（μg/mL）；m為稱取樣品質(zhì)量/g；25為稀釋倍數(shù)。

1.3.2 KP黏度與流變性的測定

以CMC-Na為參照物，選擇影響KP黏度的4 個主要因素，即pH值、KP質(zhì)量濃度、溫度和剪切速率，采用單因素方差分析法（One-way ANOVA）設(shè)計，研究KP溶液的黏度與流變性，見表1。研究pH值對KP黏度的影響時，以0.3 g/100 mL CMC-Na、KP1和KP2溶液為對象；探究KP質(zhì)量濃度對KP黏度的影響時，條件為pH 3、溫度30 ℃和剪切速率128 s－1；研究溫度對KP1和KP2溶液的黏度影響時，以Arrhenius方程中溶液黏度的對數(shù)為縱坐標，以溫度倒數(shù)1/T為橫坐標，建立對數(shù)關(guān)系式（lnη=Ea/ RT＋lnA），并進行分析。

表1 單因素試驗設(shè)計Table1 One-way ANOVA design

KP高分子溶液流體行為與溫度的關(guān)系用Arrhenius方程表示，見公式（2）[18-19]，該式反映了溶液黏度隨溫度改變的對數(shù)關(guān)系。

式中：η為黏度/（mPa·s）；A為頻率因子（常數(shù)）；Ea為活化能/（kJ/mol）；R為摩爾系數(shù)，8.31 J/（mol·K）；T為絕對溫度/K。

冪律方程建立KP溶液黏度與剪切速率的函數(shù)關(guān)系式，見公式（3）[16-17]：

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 KP的純度、D-GA含量與pH值

2.1.1 純度

采用紫外光譜全程掃描KP，其主要成分均在200 nm波長處呈現(xiàn)果膠多糖的特征峰，而250～600 nm區(qū)間未出現(xiàn)核酸、蛋白或肽類物質(zhì)特征峰。表明本實驗用KP為高純度精制果膠多糖，無核酸、蛋白/肽類等雜質(zhì)（圖1）。

圖1 獼猴桃果膠紫外光譜Fig.1 UV absorption spectra of kiwifruit pectin

2.1.2 D-GA含量

經(jīng)D-GA標準曲線比對和公式（1）分別計算出冷凍干燥和熱風(fēng)干燥的KP1和KP2的D-GA含量。結(jié)果表明，不同干燥方式對KP含量的影響較大。凍干KP1中D-GA含量為（48.6±0.78）%，而熱干KP2中D-GA含量為（33.05±0.59）%，KP1的D-GA含量明顯高于KP2（P＜0.01，圖2）。根據(jù)物體水分蒸發(fā)特點的推測，冷凍干燥使KP1物料冰點下降，更有利于水分子的揮發(fā)和蒸騰；而熱風(fēng)干燥過程中，KP2水分熱干燥脫水效果較冷凍干燥差，從而導(dǎo)致2種KP中D-GA含量存在15.6%差異。

圖2 獼猴桃果膠含量Fig.2 Pectin contents of KP1 and KP2

2.1.3 pH值

將KP1和KP2按質(zhì)量與體積1∶40的比例分別溶于重蒸水（ddH2O），完全溶解后，室溫條件下PHS-3C pH計檢測其pH值。結(jié)果示KP1和KP2的pH值分別是3.16±0.015和3.39±0.015，均屬弱酸性大分子碳水化合物，其酸性主要來自KP中的D-GA和果膠酸。

2.2 KP黏度與流變性

2.2.1 pH值對KP黏度的影響

圖3 pH值對CMC-Na（A）、KP1和KP2（B）黏度的影響Fig.3 Effect of pH on viscosity of CMC-Na (A), KP1 and KP2 (B)

0.3 g/100 mL CMC-Na溶液的黏度變化見圖3A，在pH 2.0～5.0間，其黏度從1.8 mPa·s緩慢增加到6.0 mPa·s；當(dāng)pH 6.0時，CMC-Na溶液黏度陡然上升到16.0 mPa·s，較初始黏度極顯著增加了8.9 倍。pH 2.0～5.0范圍內(nèi)CMC-Na黏度較低，具有較好的流動性；而當(dāng)pH值達到6.0時，CMC-Na黏度極大增加并明顯影響其流動性。

在相同的工作條件下，觀測0.3 g/100 mL KP1和KP2溶液黏度與pH值的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)KP1和KP2溶液黏度隨pH值的變化不明顯，徘徊在1.0 mPa·s上下，且均顯著低于0.3 g/100 mL CMC-Na溶液黏度（P＜0.05，P＜0.01）。pH 3.0時，KP1黏度略有降低，而KP2黏度略有增加，推測pH 3.0可能是KP1的適宜pH值（圖3B）[15,27]。

2.2.2 溶液質(zhì)量濃度對KP黏度的影響

由圖4可知，當(dāng)質(zhì)量濃度為0.1 g/100 mL時，CMC-Na黏度為9.2 mPa·s，KP1和KP2黏度分別為0.84 mPa·s和0.87 mPa·s；前者黏度明顯大于后二者，幾乎相差10 倍（P＜0.01）。表明同樣條件下，KP溶液黏度明顯較CMC-Na小，而且可能更容易流動。

圖4 質(zhì)量濃度對CMC-Na（A）、KP1和KP2（B）黏度的影響Fig.4 Concentration-dependent viscosity of CMC-Na (A), KP1 and KP2 (B)

同時觀察到，隨著CMC-Na和KP溶液質(zhì)量濃度的增加，其黏度也不斷增加。0.2～0.5 g/100 mL CMC-Na黏度從14.0 mPa·s上升到42.0 mPa·s，每增加0.1 g/100 mL，其黏度增加近8.0～12.0 mPa·s。KP1和KP2溶液黏度隨質(zhì)量濃度增大的上升幅度較小，0.1～0.5 g/100 mL質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，它們的黏度僅增加0.03～0.34 mPa·s；表明在一定范圍內(nèi)，KP溶液質(zhì)量濃度變化對其黏度的影響較小。由此推測，KP質(zhì)量濃度對其流動性影響不明顯。

2.2.3 溫度對KP黏度的影響

圖5 溫度對CMC-Na（A）、KP1和KP2（B）黏度的影響Fig.5 Effect of temperature on viscosity of CMC-Na (A), KP1 and KP2 (B)

由圖5A可知，0.3 g/100 mL CMC-Na溶液黏度與溫度上升呈反對數(shù)關(guān)系。隨著溫度升高，0.3 g/100 mL CMCNa溶液黏度從37.97 mPa·s逐漸下降至17.73 mPa·s，即CMC-Na溶液黏度隨著溫度升高而顯著下降，從而可伴隨著流動性提高，它黏度與溫度間的規(guī)律符合Arrhenius方程（R2=0.99，P＜0.01）。

10～30 ℃時，0.3 g/100 mL KP1和KP2溶液黏度隨著溫度升高而有所下降，從1.50 mPa·s下降至0.80～1.00 mPa·s，該溫度范圍內(nèi)KP溶液黏度和流動性與0.3 g/100 mL CMC-Na相似，基本遵循Arrhenius方程規(guī)律。但當(dāng)測試溫度上升到40～50 ℃時，0.3 g/100 mL KP溶液的黏度曲線趨于平緩，KP1黏度約為0.90 mPa·s，KP2黏度約為1.10 mPa·s，則較難以用Arrhenius方程加以解釋（=0.76，PKP1＜0.01；=0.33）。因此，溫度對0.3 g/100 mL KP溶液黏度的影響與0.3 g/100 mL CMC-Na不盡相同，而且40～50 ℃時0.3 g/100 mL KP溶液黏度比0.3 g/100 mL CMC-Na溶液黏度明顯低1 個數(shù)量級（表2）。

表2 CMC-Na、KP1和KP2溶液的Arrhenius方程和參數(shù)Table2 Arrhenius equations and parameters of CMC-Na, KP1 and KP2

分別對CMC-Na、KP1和KP2溶液黏度和溫度關(guān)系進行Arrhenius方程擬合，建立黏度對數(shù)lnη與1/T的關(guān)系式，從而得出3 種溶液的活化能Ea及頻率因子A。CMC-Na、KP1和KP2溶液流動的Ea依次為14.57、10.075 kJ/mol和4.510 kJ/mol，CMC-Na溶液流動所需的Ea明顯大于KP1和KP2，意味著CMC-Na溶液流動過程中從原位置躍遷至附近“空穴”需要克服的活化能大，且黏度大而流動不易；而同質(zhì)量濃度KP溶液流動時需要的Ea小很多，尤其是KP2，表明KP溶液流動性較CMC-Na溶液大。比較三者的黏性，依次為CMC-Na＞KP1＞KP2；由于Ea代表高分子溶液黏度變化的溫度敏感性，因此3 種溶液黏度對溫度的敏感性也依次為CMC-Na＞KP1＞KP2（圖5，表2）。理論上，熱敏感性越強的溶液，其膠體溶液溫度越高，內(nèi)部分子熱運動越快，分子間相互作用力越?。桓邷貢?dǎo)致黏度下降，溶液流動性快速增加并遵循Arrhenius方程的規(guī)律[15,27,29-31]。而KP2的Ea僅為4.510 kJ/mol，加熱時其內(nèi)部分子間作用力的改變不完全遵循Arrhenius方程。

2.2.4 剪切速率與KP流變性

以CMC-Na為參照，研究KP1和KP2溶液的剪切稀化現(xiàn)象（流變性）。由圖6可知，0.3 g/100 mL CMC-Na溶液黏度隨剪切速率倍增而呈曲線下降，冪律指數(shù)n為0.881（n＜1），ηCMC-Na=75.346×，剪切速率與其黏度互呈對數(shù)關(guān)系，屬于典型的假塑性非牛頓流體[25-26]。

圖6 剪切速率對CMC-Na（A）、KP1和KP2（B）黏度的影響Fig.6 Effect of shear rate on viscosity of CMC-Na (A), KP1 and KP2 (B)

在8 s－1和16 s－1低剪切速率下，KP1和KP2溶液黏度呈較典型的剪切稀化現(xiàn)象；在32、64～128 s－1高剪切速率時，它們黏度曲線下降平緩。因此，KP溶液的剪切稀化現(xiàn)象與CMC-Na溶液不盡相同（表3）。

表3 CMC-Na、KP1和KP2的牛頓冪律方程和參數(shù)Table3 Power Law equations and parameters of CMC-Na, KP1 and KP2

對KP1和KP2溶液流體曲線進行冪律方程擬合，分別得到它們的質(zhì)量濃度系數(shù)K和流動指數(shù)n。KP1和KP2的n分別為0.690和0.843，二者n均小于1（n＜1）。根據(jù)流動指數(shù)n初步判斷，KP1和KP2可歸屬于假塑性非牛頓流體（圖6，表3）。文獻[32]指出，假塑性流體流動初始階段，因剪切速率較低，而表現(xiàn)出較大的黏度；但隨著剪切速率的不斷增加，曲線斜率逐漸減小，溶液黏度曲線的下降趨勢趨緩，這就是冪律方程的基本規(guī)律[2,4,15-16]。由圖6所示，KP1和KP2溶液的流體延展性基本符合假塑性非牛頓流體特征。當(dāng)膠體溶液遵循非牛頓流體力學(xué)特征時，大分子懸浮溶液流動時不但具有延展性，而且通過分子間相互作用力和內(nèi)部摩擦力而減緩流速，還可增加膠體溶液（如KP）對其他物質(zhì)的吸附性[4,15-16,28,31]。

3 結(jié) 論

對KP溶液黏度特性與流變性的研究表明，pH值變化對KP1和KP2溶液的黏度影響較小；但KP1和KP2溶液的黏度隨質(zhì)量濃度上升而增加，而且KP溶液黏度均顯著低于CMC-Na溶液。根據(jù)Arrhenius方程研究KP1和KP2溶液黏度和溫度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)10～30 ℃區(qū)間，KP1和KP2溶液黏度對數(shù)與溫度倒數(shù)1/T的關(guān)系基本遵循Arrhenius方程規(guī)律；但溫度進一步升高時，KP1和KP2溶液黏度和流動性發(fā)生改變；它們流動所需的活化能較小，對溫度的敏感性也較低，尤其是KP2溶液，不能完全用Arrhenius方程加以解釋。采用冪律方程擬合KP1和KP2溶液黏度和剪切速率的關(guān)系，盡管它們的質(zhì)量濃度系數(shù)K小，但它們的流動指數(shù)n均小于1，符合冪律方程對非牛頓流體特征的解釋?？偠灾?，獼猴桃果膠溶液KP1和KP2具有膠體的剪切稀化現(xiàn)象和延展性，基本歸屬于非牛頓流體。但其溶液活化能Ea小且黏度低，KP的流變性不完全符合Arrhenius方程。

[1] HUANG H, FERGUSON A R. Review： kiwifruit in China[J]. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 2001, 29(1)： 1-14.

[2] PUA E C, DOUGLAS C J. Biotechnology in agriculture and forestry[M]. Genetic Modif i cation of Plants, 2010： 85-95.

[3] 朱春華, 龔琪, 李進學(xué), 等. 獼猴桃果實加工綜合利用研究進展[J].保鮮與加工, 2013, 13(1)： 57-62.

[4] PARKAR S G, REDGATE E L, WIBISONO R, et al. Gut health benef i ts of kiwifruit pectins： comparison with commercial functional polysaccharides[J]. Journal of Functional Foods, 2010, 2(3)： 210-218. DOI：10.1016/j.jff.2010.04.009.

[5] JAEGER S R, ROSSITTER K L, WISMER W V, et al. Consumer driven product development in the kiwifruit industry[J]. Food Quality Preference, 2002, 14(3)： 187-198. DOI：10.1016/S0950-3293(02)00053-8.

[6] 顧曉俊, 金邦荃, 趙莎莎, 等. 三聯(lián)法制備獼猴桃皮中果膠的工藝優(yōu)化[J]. 食品科技, 2013, 38(10)： 88-91.

[7] 趙莎莎, 金邦荃, 顧曉俊, 等. 三聯(lián)法制備獼猴桃果肉中果膠的工藝研究[J]. 南京師范大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版), 2013, 13(2)： 81-86.

[8] ROSS G S, REDGWELL R J, MACRAE E A. Kiwifruit β-glactosidase：Isolation and activity against specif i c fruit cell-wall polysaccharides[J]. Planta, 1993, 189(4)： 499-506.

[9] 顧曉俊, 金邦荃, 陳曉楠, 等. 獼猴桃果膠純化及分子結(jié)構(gòu)信息解析[J].食品科學(xué), 2016, 37(11)： 47-51. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201611009.

[10] DUTTAROY A A. Effects of kiwi fruit consumption on platelet aggregation andplasma lipids in healthy human volunteers[J]. Platelets, 2004, 15(5)： 287-292. DOI：10.1021/om030292n.

[11] GUILLOTIN S E, BAKX E J, BOULENGUE P, et al. Populations having different GalA blocks characteristics are present in commercial pectins which are chemically similar but have different functionalities[J]. Carbohydrate Polymers, 2005, 60(3)： 391-398. DOI：10.1016/j.carbpol.2005.02.001.

[12] GUILLON F, CHAMP M. Structural and physical properties of dietary fibres, and consequences of processing on human physiology[J]. Food Research International, 2000, 33(4)： 233-245. DOI：10.1021/ om970886o.

[13] 吳旻丹, 陳瑜, 金邦荃. 獼猴桃提取物促進小鼠離體腸段運動的初探[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(1)： 78-80.

[14] 顧曉俊, 劉琛, 金邦荃, 等. 獼猴桃增進腸蠕動的功效成份破析[J].南京師范大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版), 2014, 14(2)： 86-90.

[15] RAO M A. Rheology of fluid and semisolid foods： principles and applications[M]. Springer Ebooks, 2014： 223-337.

[16] LOVEDAY S M, RAO M A, CREAMER L K, et al. Factors affecting rheological characteristics of fibril gels： the case of β-lactoglobulin and α-lactalbumin[J]. Journal of Food Science, 2009, 74(3)： R47-R55. DOI：10.111/j.1750-3841.2009.01098.x.

[17] XIAO Q, TONG Q, LIM L T. Pullulan-sodium alginate based edible films： rheological properties of filmforming solutions[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 87(2)： 1689-1695. DOI：10.1016/ j.carbpol.2011.09.077.

[18] TOGRUL H, ARSLAN N. Mathematical model for prediction of apparent viscosity of molasses[J]. Journal of Food Engineering, 2004, 62(3)： 281-289. DOI：10.1016/S0260-8774(03)00241-3.

[19] LAI G L, LI Y, LI G Y. Effect of concentration and temperature on the rheological behavior of collagen solution[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2008, 42(3)： 285-291. DOI：10.1016/ j.ijbiomac.2007.12.010.

[20] DESWAL A, DEORA N S, MISSHA H N. Effect of concentration and temperature on the rheological properties of oat milk[J]. Food Bioprocess Technology, 2014, 7(8)： 2451-2459. DOI：10.1007/s11974-014-1332-8.

[21] BITTER T, MUIR H M. A modif i eduronic acid carbazole reaction[J]. Analytical Biochemistry, 1962, 4(4)： 330-334. DOI：10.1016/0003-2697(62)90095-7.

[22] 衛(wèi)生部. 食品添加劑果膠： GB 25533—2010[S]. 北京： 中國標準出版社, 2010.

[23] 劉蓮芳, 柴正榮. 食品添加劑果膠： QB 2484—2000[S]. 北京： 中國標準出版社, 2000.

[24] 潘麗軍, 陳錦權(quán). 試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)處理[M]. 南京： 東南大學(xué)出版社, 2008： 1-7.

[25] RANJBAR S, MOVAHHED S, NEMATTI N, et al. Evaluation of the effect of carboxy methyl cellulose on sensory properties of gluten-free cake[J]. Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 2012, 4(19)： 3819-3821.

[26] ASGHAR A, ANJUM F M. Effect of carboxy methyl cellulose and gum arabic on the stability of frozen dough for bakery products[J]. Food Hydrocolloid, 2005, 29(3)： 237-241.

[27] JUSZCZAK L, WITCZAK M, FORTUNA T, et al. Effect of temperature and soluble solids content on the viscosity of beetroot (Beta vulgaris) juice concentrate[J]. International Journnal of Food Properties, 2010, 13(6)：1364-1372. DOI：10.1080/10942912.2010.490896.

[28] WOOD P J. Relationships between solution properties of cereal β-glucans and physiological effects： a review[J]. Trends in Food Science & Technology, 2004, 15(6)： 313-320.

[29] DITCHFIELD C, TADINI C C, SINGH R, et al. Rheological properties of banana puree at high temperatures[J]. International Journal of Food Properties, 2004, 3(3)： 571-584. DOI：10.1081/JFP-200032973.

[30] HOSSEINIPARVAR S H, MATIAMERINO L, KKT G, et al. Steady shear flow behavior of gum extracted from Ocimum basilicum L. seed： effect of concentration and temperature[J]. Journal of Food Engineering, 2010, 101(3)： 236-243. DOI：10.1016/ j.jfoodeng.2010.06.025.

[31] CARREAU P J. Rheological equations from molecular network theories[J]. Transactions of Society of Rheology, 1972, 16(1)： 99-127. DOI：10.1122/1.549276.

[32] 劉志東, 郭本恒. 食品流變學(xué)的研究進展[J]. 食品研究與開發(fā), 2006, 27(11)： 211-215.

Viscosity and Rheological Properties of Kiwifruit (Actinidia deliciosa) Pectin

GU Xiaojun1, CHEN Xiaonan1, JIN Bangquan1,*, LIU Chunquan2
(1. Ginling College, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 2. Institute of Agricultural Products Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Kiwifruit pectin (KP), named as KP1 and KP2, were prepared by hot-air drying and freeze drying, respectively, the pH of which were 3.16 and 3.39 and both of which contained mainly D-galacturonic acid (D-GA). Using carboxy methyl cellulose-Na (CMC-Na) as control, the effects of four factors including pH, pectin concentration, temperature and shear rate on rheological properties of KP solution were explored by MCR301 rotary rheometer. The results showed the viscosity of both KP1 and KP2 solutions was low, approximately 1.0 mPa·s, and it was little impacted by pH and KP concentration. The observed logarithmic relationship between pectin viscosity (lnη) and reciprocal temperature (1/T) indicated that the viscosity of both pectin solutions went down with the increase in temperature in the range of 10-30 ℃, similar to CMC-Na. However, the viscosity and fl uidity of KP1 and KP2 solutions failed to completely follow the Arrhenius equation in the range of 40-50 ℃, which may be due to the lower activation energy (Ea) of 10.075 kJ/mol for KP1 and 4.510 kJ/mol for KP2, and consequently lower temperature sensitivity. The relationship between viscosity and shear rate for the pectin solutions was fi tted with a power law equation. Both fl ow indexes n were less than 1. The non-Newtonian fl uid properties of KP1 and KP2 could be explained by the Power Law equation. Therefore, both of them exhibited a typical shear thinning phenomenon and ductility, which can be attributed to non-Newtonian fl uid. But KP was a low viscosity pectin, so the Arrhenius equation could not effectively explain the relationship of its viscosity and temperature.

viscosity; shear thinning; rheology; power law; kiwifruit pectin

10.7506/spkx1002-6630-201703021

TS201.7

A

1002-6630（2017）03-0125-06

顧曉俊, 陳曉楠, 金邦荃, 等. 獼猴桃果膠的黏度特性與流變性分析[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(3)： 125-130. DOI：10.7506/spkx1002-6630-201703021. http：//www.spkx.net.cn

GU Xiaojun, CHEN Xiaonan, JIN Bangquan, et al. Viscosity and rheological properties of kiwifruit (Actinidia deliciosa) pectin[J]. Food Science, 2017, 38(3)： 125-130. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201703021.http：//www.spkx.net.cn

2016-06-24

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201503142-5）；2011江蘇省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項目（CX（11）2067-1）

顧曉?。?990—），女，碩士，研究方向為功能食品。E-mail：983731671@qq.com

*通信作者：金邦荃（1956—），女，教授，博士，研究方向為食品科學(xué)。E-mail：jinbangquan@njnu.edu.cn