謝建華，謝丙清，龐 杰,4,*，張 民，林常青，張桂云

(1.漳州職業(yè)技術(shù)學院食品與生物工程系，福建 漳州 363000；2. 農(nóng)產(chǎn)品深加工及安全福建省高校應(yīng)用技術(shù)工程中心，福建 漳州 363000；3.福建農(nóng)林大學食品科學學院，福建 福州 350002；4.哈佛大學物理系，美國 馬薩諸塞州 劍橋 02138；5.天津科技大學食品工程與生物技術(shù)學院，天津 300457）

魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白的相互作用

謝建華1,2，謝丙清3，龐 杰3,4,*，張 民5,*，林常青1，張桂云1

(1.漳州職業(yè)技術(shù)學院食品與生物工程系，福建 漳州 363000；2. 農(nóng)產(chǎn)品深加工及安全福建省高校應(yīng)用技術(shù)工程中心，福建 漳州 363000；3.福建農(nóng)林大學食品科學學院，福建 福州 350002；4.哈佛大學物理系，美國 馬薩諸塞州 劍橋 02138；5.天津科技大學食品工程與生物技術(shù)學院，天津 300457）

以魔芋葡甘聚糖和乳清蛋白為研究對象，通過溶脹平衡的數(shù)學分析方法，計算偏摩爾自由能的變化，預(yù)測溶脹平衡參數(shù)。利用流變學實驗分析魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白的流體行為和黏彈特性。結(jié)果表明：魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白比例7∶3（m/m）以上時，其混合凝膠的動態(tài)模量基本不隨應(yīng)力變化，且溫度對其模量影響不明顯，這說明體系達到溶脹平衡；魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白比例低于7∶3時，體系穩(wěn)定性隨乳清蛋白比例增加而降低。頻率掃描和溶脹行為分析進一步表明，魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白比例在7∶3以上時，其混合體系具有協(xié)同增效作用。

魔芋葡甘聚糖；乳清蛋白；溶脹平衡；流變性質(zhì)

食品體系多數(shù)是復(fù)雜的混合體系，多糖和蛋白質(zhì)是構(gòu)成食品的兩大重要組分，其相互作用形式和程度決定了食品材料體系的最終結(jié)構(gòu)，并進而主導各種食品功能的體現(xiàn)[1-4]。因此研究蛋白-多糖的相互作用已成為目前食品科學相關(guān)領(lǐng)域科技工作者關(guān)注焦點之一[5-6]。近年來國內(nèi)外不少研究者對多糖與蛋白質(zhì)相互作用進行探索，但由于其存在著熱力學不相容特征[7-8]，因此如何有效地改善體系組分之間的相容性，控制分散相的形態(tài)及其相互凝聚已經(jīng)成為構(gòu)建優(yōu)質(zhì)凝膠食品的關(guān)鍵問題[9-10]。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1∶1.6的比例以β-1,4-糖苷鍵聚合的大分子多糖，具有優(yōu)良的膠凝特性[11-15]，已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域[16-21]。乳清分離蛋白（whey protein，WP）作為一種優(yōu)質(zhì)的動物性蛋白資源，可以作為一種可食用性的膜，用于改善產(chǎn)品的口感和保護其風味，具有良好的香味隔絕性和釋放性能[22-23]，已應(yīng)用于焙烤食品、冷凍甜點、發(fā)酵乳制品、營養(yǎng)型飲料、干酪和肉制品等食品的加工中[24-25]。

目前，對于蛋白質(zhì)-多糖之間的復(fù)合作用以及相行為的研究較多，但將資源豐富的魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白相互作用機理的研究較少。溶脹平衡、動態(tài)黏彈性已成為衡量大分子體系相互作用的手段，在多糖、蛋白質(zhì)及多糖與蛋白質(zhì)之間的作用機理研究方面發(fā)揮重要作用?；诖耍狙芯恳阅в笃细示厶呛腿榍宸蛛x蛋白為研究對象，通過溶脹平衡的分析方法預(yù)測乳清分離蛋白與魔芋葡甘聚糖的溶脹平衡參數(shù)，通過流變學實驗分析乳清分離蛋白與魔芋葡甘聚糖體系的流體行為和黏彈特性，探討乳清分離蛋白-魔芋葡甘聚糖混合體系相互作用機理，以期為今后的蛋白與多糖的研究及實際生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魔芋葡甘聚糖（食品級） 昭通市三艾有機魔芋發(fā)展有限公司；乳清蛋白（S3107，蛋白含量大于80%）源葉生物科技有限公司；其他試劑皆為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Rheoplus MCR301流變儀 奧地利安東帕有限公司；JB200-S數(shù)顯電動攪拌機 上海標本模型廠；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 江陰市保利科研器械有限公司；PL402-C電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白相互作用原理

在一定的條件下，魔芋葡甘聚糖脫去乙?；?，分子鏈變成裸狀，雙螺旋結(jié)構(gòu)開環(huán)交叉，在氫鍵和疏水相互作用下發(fā)生相互纏繞，形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠[26-27]。魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白的溶脹過程可看成是乳清分離蛋白分子與魔芋葡甘聚糖分子網(wǎng)鏈的混合疊加網(wǎng)絡(luò)形變過程，溶脹平衡時乳清分離蛋白的偏摩爾自由能與魔芋葡甘聚糖的偏摩爾自由能為零[28]。乳清分離蛋白的偏摩爾自由能由兩部分組成，即混合偏摩爾自由能和網(wǎng)絡(luò)彈性形變時的偏摩爾自由能

式中：λ為魔芋葡甘聚糖網(wǎng)鏈的拉伸比，是各向同性的。若體系中乳清分離蛋白的物質(zhì)的量為n1，其摩爾體積為V1。

式中：φ2為魔芋葡甘聚糖在溶脹體中所占的體積分數(shù)；ρ2為魔芋葡甘聚糖的密度/（g/mL）；V1為乳清分離蛋白的摩爾體積；MC為有效鏈的平均相對分子質(zhì)量；χ為Huggins參數(shù)。

當混合自由能與網(wǎng)鏈熵彈性取得平衡時，網(wǎng)絡(luò)就停止溶脹，達到溶脹平衡狀態(tài)。魔芋葡甘聚糖在溶脹平衡時的體積與溶脹前體積之比為溶脹度Q；魔芋葡甘聚糖的體積分數(shù)為φ2；則溶脹度為：溶脹度Q值可以根據(jù)高聚物溶脹前后的體積或質(zhì)量求得：

式中：V1、V2分別為乳清分離蛋白和魔芋葡甘聚糖體積/mL；w1、w1分別為乳清分離蛋白和魔芋葡甘聚糖質(zhì)量/g；ρ1、ρ1為分別為乳清分離蛋白和魔芋葡甘聚糖密度/（g/mL）。由上式可以得到：

式中：χ表示魔芋葡甘聚糖分子鏈段與乳清分離蛋白分子間的相互作用，其值大于零，表示魔芋葡甘聚糖鏈段成松懈的團狀，溶脹度低。故，Q與χ呈負相關(guān)，χ越大，則Q越小。

式中：A2為魔芋葡甘聚糖分子在流動相中的第二維里系數(shù)，與Flory-Huggins參數(shù)χ一樣都能表示魔芋葡甘聚糖分子鏈段與乳清分離蛋白分子間的相互作用；

V2

0為魔芋葡甘聚糖的比容；V1為乳清分離蛋白的摩爾體積分數(shù)。

1.3.2 乳清分離蛋白與魔芋葡甘聚糖的溶脹平衡分析

1.3.2.1 魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白溶膠制備

復(fù)配膠根據(jù)其流變學特性[29]，確定總質(zhì)量濃度（15 g/L），按照一定的質(zhì)量比例復(fù)配而成。將稱量好的魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白倒入處于一定溫度攪拌狀態(tài)蒸餾水（200 mL）中，持續(xù)攪拌一定時間后冷卻至室溫，備用。

1.3.2.2 魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白混合體系流變特性研究

采用MCR301型流變儀測定不同配比的魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白混合體系的黏度、應(yīng)力隨剪切速率及儲能模量G’和損耗模量G”隨應(yīng)力、溫度、頻率的變化。

具體實驗儀器參數(shù)為：Φ50 mm平行板測量系統(tǒng)，平板間距為1 mm。實驗時樣品都用油封，以免水分蒸發(fā)。具體實驗方法如下：1）靜態(tài)剪切流變實驗：在（30±1） ℃條件下觀察樣品的黏度、剪切應(yīng)力與剪切速率的相關(guān)性（剪切速率掃描范圍0.01～10 s－1）；2）應(yīng)變掃描：在（25±0.2） ℃、頻率1.0 Hz條件下分別觀察不同樣品的儲能模量G’、損耗模量G”與應(yīng)變的相關(guān)性（應(yīng)變掃描范圍0.01%～100%）；3）溫度掃描：應(yīng)變1%、頻率1.0 Hz，觀察不同樣品的儲能模量G’、損耗模量G”與溫度的相關(guān)性（溫度掃描范圍：20～90 ℃，速率5 ℃/min）；4）頻率掃描：在（25±0.2） ℃、應(yīng)變1%條件下分別觀察不同樣品的儲能模量G’、損耗模量G”與頻率的相關(guān)性（頻率掃描范圍0.1～10 Hz）。

1.3.2.3 魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白體系的溶脹行為分析

采用平衡溶脹質(zhì)量法進行測定[30]：將魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白凝膠浸泡于一定體積的水溶液中，測定不同時間凝膠的質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

實驗過程中測定所得的數(shù)據(jù)利用SAS V8軟件進行統(tǒng)計學分析，使用Origin Lab軟件進行圖片的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白的溶脹平衡分析

魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白溶脹至凝膠的過程中，乳清分離蛋白分子力圖進入魔芋葡甘聚糖分子網(wǎng)鏈中，由于魔芋葡甘聚糖分子體積膨脹導致網(wǎng)狀分子鏈向三維空間伸展，使分子網(wǎng)受到應(yīng)力而產(chǎn)生彈性收縮能，力圖使分子鏈收縮。

基于Flory-Huggins模型，得到了乳清分離蛋白對魔芋葡甘聚糖溶膠及凝膠的溶脹平衡參數(shù)（χ），到乳清分離蛋白的摩爾體積分數(shù)（V1）的影響。χ表示乳清分離蛋白分子與魔芋葡甘聚糖分子網(wǎng)鏈的混合疊加網(wǎng)絡(luò)形變程度過程，其值大于零，表示魔芋葡甘聚糖鏈段成松懈的團狀，溶脹度低。由χ預(yù)測，魔芋葡甘聚糖的溶脹度與乳清分離蛋白的摩爾體積分數(shù)成反比，即乳清分離蛋白的摩爾體積分數(shù)越大，魔芋葡甘聚糖的Q值越小。這也說明了乳清分離蛋白摩爾體積分數(shù)較低的條件下，達到溶脹平衡。

2.2 魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白混合體系剪切性質(zhì)分析

圖 1 KGM-WP溶膠中剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系Fig. 1 Relationship between shear rate and shear stress of KGM-WP gels

圖1為30 ℃條件下不同配比的魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白共混復(fù)合溶膠的剪切速率與剪切應(yīng)力相關(guān)性。由圖1可知，魔芋葡甘聚糖和乳清分離蛋白復(fù)合溶膠體系具有假塑性流體的特征，隨著乳清分離蛋白組分比例的增加，呈現(xiàn)明顯的剪切變稀現(xiàn)象，這說明，在特定的條件下，乳清分離蛋白能夠促進魔芋葡甘聚糖的溶脹及凝膠，幾乎達到溶脹平衡，提高魔芋葡甘聚糖的凝膠穩(wěn)定性。

圖 2 KGM-WP溶膠中剪切速率與黏度的關(guān)系Fig. 2 Relationship between shear rate and viscosity of KGM-WP gels

由圖2可知，魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白共混復(fù)合溶膠在低剪切速率的表觀黏度隨剪切速率的增加而下降的速率遠遠高于高剪切速率時黏度下降速率，這可能是因為在低剪切速率時共混復(fù)合溶膠中高分子間的無規(guī)線團結(jié)構(gòu)受到破壞，其分子開始形成一定的有序排列，分子間作用力減小；在剪切速率進一步增大時，共混復(fù)合溶膠內(nèi)部形成了相對穩(wěn)定有序的結(jié)構(gòu)，從而使黏度下降速率逐步降低。這與圖1共同驗證了溶脹平衡的數(shù)學分析方法。

2.3 魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白混合體系動態(tài)力學分析2.3.1 應(yīng)變掃描

黏彈性是評價凝膠力學性能的重要參數(shù)，儲能模量（彈性模量）G’是用來度量剪切應(yīng)力存在時，彈性貯存在體系中的剪切能量的尺度，因此也是衡量彈性的尺度；損耗模量G”是由于黏性流動而導致轉(zhuǎn)化為熱的能量的大小，因此也就是不可逆的衰減的剪切能部分，是衡量黏度的尺度。應(yīng)變掃描的基本原理是給樣品施加拉力，并且“拉力”可調(diào)，在施加壓力過程中，最終達到樣品被破壞的目的，以分析樣品抗破壞能力的強弱。圖3為不同配比的魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白混合溶膠的應(yīng)變掃描圖，可以看出，魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例4∶1和7∶3時G’和G”值很接近，且隨著剪切應(yīng)力變化趨勢不明顯；當乳清分離蛋白比例增加時，G’和G”相差值隨著剪切應(yīng)力增加而下降，損耗模量下降速度大于儲能模量，其G”與G’相差值隨著剪切應(yīng)力增加而增加，這說明乳清分離蛋白比例增加其體系抗破壞能力下降，當魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例小于7∶3時，此時體系不能形成凝膠，表現(xiàn)為液體的特性。

2.3.2 溫度掃描

圖 4 溫度對KGM-WP混合溶膠黏彈性的影響Fig. 4 Effect of temperature on viscoelastic properties of KGM-WP gels

由圖4可知，加熱過程中不同配比的魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白混合溶膠的G’和G”隨著溫度的升高均逐漸降低。隨著乳清分離蛋白組分比例的增加，當魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例1∶1時G’和G”不再有交點，且耗損模量始終大于儲能模量，這說明體系呈現(xiàn)液體特性，魔芋葡甘聚糖和乳清分離蛋白混合溶膠沒完全形成凝膠，可能有部分乳清分離蛋白未與魔芋葡甘聚糖結(jié)合。隨著溫度的升高耗損模量與儲能模量之差也隨著增大。這可能是因為隨著溫度的升高，未完全結(jié)合的乳清分離蛋白的性質(zhì)會發(fā)生變化，尤其是高溫時容易發(fā)生蛋白質(zhì)變性，分子鏈的高級結(jié)構(gòu)被破壞，導致了鏈和鏈間的作用減弱。當魔芋葡甘聚糖與乳清分離蛋白的比例為4∶1和7∶3時，G’和G”很接近，比差較小，并且不會隨著溫度的變化出現(xiàn)較大的差距，這說明在此比例下，魔芋葡甘聚糖與乳清分離蛋白的混合溶膠性能很穩(wěn)定，這也驗證了溶脹平衡的數(shù)學分析方法。

2.3.3 頻率掃描

圖 5 頻率對KGM-WP混合溶膠黏彈性的影響Fig. 5 Effect of frequency on viscoelastic properties of KGM-WP gels

為了進一步從微觀結(jié)構(gòu)運動的角度了解魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白混合溶膠體系性能，測試了樣品不同振動頻率時的黏彈性。由圖5可知，在低頻率時各比例的混合溶膠的儲能模量G’均低于其損耗模量G”，當頻率進步提高時，所有樣品的模量均升高，儲能模量G’增加的速度比損耗模量G”大，且達到一定頻率時儲能模量G’大于損耗模量G”，這可能是由于共混體系中分子鏈間發(fā)生交互作用、使大分子聚集從而形成聚集體，在分子鏈間產(chǎn)生新的纏結(jié)，從而使體系形成穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出彈性體性質(zhì)。但從圖5可看出，魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例7∶3和3∶2模量變化曲線基本一致，其交叉點的頻率與比例4∶1相差不明顯，這說明魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例3∶2也可形成較穩(wěn)定體系。乳清分離蛋白比例增加其儲能模量和損耗模量的交叉點的頻率也增加，這說明當乳清蛋白與魔芋葡甘聚糖超過一定比例時，體系穩(wěn)定性隨乳清分離蛋白比例增加而降低。

2.4 魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白溶膠的溶脹行為分析

由圖6可知，魔芋葡甘聚糖-乳清蛋白凝膠的溶脹過程服從零級動力學模型。體系隨著乳清分離蛋白組分比例的增加，凝膠溶脹的速率常數(shù)發(fā)生復(fù)雜變化。當魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白的比例為2∶3時，其溶脹速率常數(shù)高（|k|≥0），當魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白的比例為4∶1～3∶2時，溶脹的速率急劇減少（|k|≤5），并隨著乳清分離蛋白組分比例的增加，出現(xiàn)一定的波動。這是因為乳清分離蛋白在體系中的作用不僅作為交聯(lián)劑參與形成凝膠，而且過量的乳清分離蛋白使得體系的溶脹速度更加強烈，導致體系不穩(wěn)定。

3 結(jié) 論

根據(jù)溶脹平衡的數(shù)學方法，預(yù)測魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白混合溶膠的溶脹平衡參數(shù)，量化乳清分離蛋白與魔芋葡甘聚糖的比例。通過流變學實驗分析，確定魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白混合體系具有假塑性特性。同時，對魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白混合體系黏彈特性研究表明，當魔芋葡甘聚糖與乳清分離蛋白的比例大于7∶3時，在相當寬的應(yīng)變范圍內(nèi)，魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白凝膠的動態(tài)模量基本不隨應(yīng)力變化，說明其線性黏彈性范圍很寬，在此比例下其混合體系形成穩(wěn)定凝膠。在此比例條件下溫度對該體系模量影響很小，彈性模量G’和損耗模量G”變化趨勢很接近，且彈性模量G’與損耗模量G”相差很小，這說明該體系達到溶脹平衡。從頻率掃描看，魔芋葡甘聚糖與乳清分離蛋白的比例為7∶3和3∶2時，其模量變化曲線基本一致，這說明魔芋葡甘聚糖與乳清分離蛋白的比例為3∶2時，共混體系也形成較穩(wěn)定體系，從溶膠的溶脹行為分析也得到確認，但該比例可能易受外界因素的影響，所以從實際應(yīng)用考慮應(yīng)將魔芋葡甘聚糖-乳清分離蛋白比例確定7∶3以上為宜。

[1] HEMAR Y, HALL C E, MIMRO P A, et al. Small and large deformation rheology and microstructure of κ-carrageenan gels containing commercial milk protein products[J]. International Dairy Journal, 2002, 12(4): 371-381. DOI:10.1016/S0958-6946(02)00032-8.

[2] PONOMAREVA S A, GOLOVCHENKO V V, PATOVA O A, et al. Comparative analysis of the spectrophotometric methods of the protein amount determination in the pectic polysaccharide samples[J]. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 2015, 41(2): 133-139. DOI:10.1134/ S1068162015020119.

[3] 宋秋梅, 蔡丹, 張予心, 等. 乳清蛋白-茁霉多糖交聯(lián)凝膠特性的表征[J].食品科技, 2015, 40(8): 268-277.

[4] CHEN G, MA Y, LI X S H, et al. Effects of milk proteinpolysaccharide interactions on the stability of ice cream mix model systems[J]. Food Hydrocolloids, 2015, 45: 327-336. DOI:10.1016/ j.foodhyd.2014.11.027.

[5] 樊巧, 陳厚榮, 徐曉萍, 等. 響應(yīng)面試驗優(yōu)化酪蛋白-魔芋葡甘聚糖共混溶膠制備工藝及其穩(wěn)定性[J]. 食品科學, 2015, 36(24): 10-15. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201524002.

[6] 齊軍茹, 楊曉泉, 彭志英. 蛋白-多糖復(fù)合物的制備及乳化性能的研究[J]. 食品科學, 2004, 25(11): 34-37. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2003.11.004.

[7] 劉波, 李丹丹, 李汴生, 等. 軟糖用κ-卡拉膠與明膠溶液及其復(fù)配液的表觀粘度研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2012, 28(11): 1466-1470.

[8] 陳昀, 趙謀明, 孫哲浩. 蛋白質(zhì)與多糖類交互作用研究進展[J]. 食品科學, 2001, 22(4): 90-93. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2001.04.027.

[9] DU Xuezhu, LI Jing, CHEN Jian, et al. Effect of degree of deacetylation on physicochemical and gelation properties of konjac glucomannan[J]. Food Research International, 2012, 46(1): 270-278. DOI:10.1016/j.foodres.2011.12.015.

[10] 王麗霞, 龐杰. 魔芋葡甘聚糖不可逆凝膠研究進展及相關(guān)問題[J].食品安全質(zhì)量檢測學報, 2015, 3(5): 387-391.

[11] 溫成榮, 傅麗群, 謝丙清, 等. 基于穩(wěn)定體系的魔芋葡甘聚糖與卡拉膠作用位點的研究[J]. 食品與生物技術(shù)學報, 2014, 32(5): 21-26. DOI:10.3969/j.issn.2095-6002.2014.05.005.

[12] KATSURAYA K, OKUYAMA K, HATANAKA K, et al. Constitution of konjac glucomannan: chemical analysis and13C NMR spectroscopy[J]. Carbohydrate Polymers, 2003, 53: 183-189. DOI:10.1016/S0144-8617(03)00039-0.

[13] TATIRAT O, SANGUANSRI C. Physicochemical properties of konjac glucomannan extracted from konjac flour by a simple centrifugation process[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011, 44(10): 2059-2063. DOI:10.1016/j.lwt.2011.07.019.

[14] BRENNER T, WANG Z, ACHAYUTHAKAN P, et al. Rheology and synergy of κ-carrageenan/locust bean gum/konjac glucomannan gels[J]. Carbohydrate Polymers, 2013, 98(1): 754-760. DOI:10.1016/ j.carbpol.2013.04.020.

[15] MENG Fanbing, LIANG Yexing, SHUAI Tiangang, et al. Physicochemical properties of Amorphophallus paeoniifolius (Dennst.) Nicolson starch and its blend with konjac glucomannan[J]. Starch-St?rke, 2015, 67: 9-10. DOI:10.1002/star.201500019.

[16] 王元蘭, 魏玉. κ-卡拉膠與魔芋膠復(fù)配膠體系的流變特性[J]. 食品科學, 2011, 32(5): 92-95.

[17] 龔加順, 幸治梅, 彭春秀, 等. 大豆分離蛋白及其與魔芋葡苷聚糖凝膠化作用的動態(tài)粘彈性研究[J]. 食品科學, 2005, 26(10): 25-29. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2005.10.001.

[18] DROZDOV A D. Equilibrium swelling of core-shell composite microgels[J]. Meccanica, 2015, 50(6): 1579-1592. DOI:10.1007/ s11012-015-0107-2.

[19] XU Zhenlin, SUN Yuanming, YANG Youhui, et al. Effect of γ-irradiation on some physiochemical properties of konjac glucomannan[J]. Carbohydrate Polymers, 2007, 70(4): 444-450. DOI:10.1016/j.carbpol.2007.05.011.

[20] CHEN Jian, LI Jing, LI Bin. Identif i cation of molecular driving forces involved in the gelation of konjac glucomannan: effect of degree of deacetylation on hydrophobic association[J]. Carbohydrate Polymers, 2011, 86(2): 865-871. DOI:10.1016/j.carbpol.2011.05.025.

[21] 王虹霞, 胡詩保, 張瑜, 等. 果膠/魔芋膠復(fù)合膜結(jié)構(gòu)及應(yīng)用性能研究[J]. 西南民族大學學報, 2015, 41(1): 60-65. DOI:10.11920/ xnmdzk.2015.01.011.

[22] CHU B S, ICHIKAWA S, KANAFUSA S, et al. Stability of proteinstabilized β-carotene nanodispersions against heating,salts and pH[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2008, 88(10): 1764-1769. DOI:10.1002/jsfa.3278.

[23] 孫煒煒. 乳清分離蛋白-葡聚糖接枝改性及功能性質(zhì)研究[D]. 廣州:華南理工大學, 2012: 1-2.

[24] BANERIEE R, CHEN H. Functional properties of edible fi lms using whey protein concentrate[J]. Journal of Dairy Science, 1995, 78: 1673-1683. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(95)76792-3.

[25] 任雁, 趙丹, 張燁. 乳清蛋白的功能成分及其主要應(yīng)用[J]. 中國食品添加劑, 2007(15): 142-146. DOI:10.3969/j.issn.1006-2513.2007.01.032.

[26] 寇丹丹, 蘭潤, 葉偉建, 等. 魔芋葡甘聚糖/普魯蘭多糖半互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠彈性及其微觀形貌研究[J]. 西南大學學報, 2014, 36(4): 205-212.

[27] 孫玉敬. 葡甘聚糖微結(jié)構(gòu)的分子動力學模擬[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學, 2006: 2-12. DOI:10.7666/d.y949429.

[28] 羅學剛. 高純魔芋葡甘聚糖制備與熱塑改性[M]. 北京: 科學出版社, 2012: 124-126.

[29] 汪超, 李斌, 徐瀟, 等. 魔芋葡甘聚糖的流變特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報, 2005, 21(8): 157-160. DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2005.08.034.

[30] 楊樹顏, 劉嵐, 賈志欣, 等. 平衡溶脹法研究谷氨酸二硫代氨基甲酸鑭對SBR/SiO2復(fù)合材料界面作用的影響[J]. 高分子學報, 2011(7): 709-717. DOI:10.3724/SP.J.1105.2011.10184.

Interactions between Konjac Gum and Whey Protein

XIE Jianhua1,2, XIE Bingqing3, PANG Jie3,4,*, ZHANG Min5,*, LIN Changqing1, ZHANG Guiyun1
(1. Department of Food and Biology Engineering, Zhangzhou Profession and Technology Institute, Zhangzhou 363000, China; 2. The Applied Technical Engineering Center of Further Processing and Safety of Agricultural Products, Higher Education Institutions in Fujian Province, Zhangzhou 363000, China; 3. College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 4. Department of Physics, Harvard University, Cambridge 02138, USA; 5. College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

In this study, a composite gel was prepared with konjac glucomannan (KGM) and whey protein (WP). The change in partial molar free energy was calculated through mathematical analysis of equilibrium swelling to predict swelling equilibrium parameters. Rheological experiments were applied to evaluate fluid behavior and viscoelastic properties of KGM-WP gels. The results revealed that the composite system achieved swelling equilibrium when the ratio between KGM and WP was greater than 7:3 (m/m). In this situation, the dynamic modulus remained constant with stress changes, and it was not signif i cantly affected by temperature. At a KGM-WP ratio lower than 7:3 the stability of the composite gel decreased with increasing WP proportion. Frequency scanning and swelling behavior analysis indicated that a synergistic effect existed between KGM and WP at a ratio above 70%.

konjac glucomannan (KGM); whey protein (WP); swelling equilibrium; rheological property

10.7506/spkx1002-6630-201705016

TS219

A

1002-6630（2017）05-0098-06

謝建華, 謝丙清, 龐杰, 等. 魔芋葡甘聚糖與乳清蛋白的相互作用[J]. 食品科學, 2017, 38(5): 98-103. DOI:10.750/ spkx1002-6630-201705016. http://www.spkx.net.cn

XIE Jianhua, XIE Bingqing, PANG Jie, et al. Interactions between konjac gum and whey protein[J]. Food Science, 2017, 38(5): 98-103. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201705016. http://www.spkx.net.cn

2016-04-04

國家自然科學基金面上項目（31471704；31271837；31301599）；福建省自然科學基金項目（2014J01378）；福建省中青年教師教育科研項目（JA15697）

謝建華（1976—），男，副教授，碩士，研究方向為天然產(chǎn)物化學與應(yīng)用。E-mail：xiejh2001@163.com

*通信作者：龐杰（1965—），男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)。E-mail：pang3721941@163.com

張民（1972—），男，教授，博士，研究方向為食品化學與營養(yǎng)。E-mail：zm0102@tust.edu.cn