(合肥工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，安徽省農(nóng)產(chǎn)品精深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230009)

果膠是由D-半乳糖醛酸通過α-1，4糖苷鍵連接成主鏈和由D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-山梨糖和L-鼠李糖等中性糖組成側(cè)鏈的雜多糖，主鏈中的羧基通常以部分甲酯化狀態(tài)存在[1-3]。根據(jù)酯化度的不同，果膠分為高酯果膠和低酯果膠，低酯果膠的酯化度小于50%，其膠凝pH為2.6～6.8，低酯果膠中COO-相對(duì)較多，分子間的排斥作用大，難以通過自身結(jié)合，必須在體系中添加鈣離子，通過靜電作用與帶負(fù)電的羧基結(jié)合，形成“蛋盒”模型[4]。因此，與高脂果膠相比，低酯果膠在低糖、低熱量食品中的應(yīng)用能滿足人們的消費(fèi)需求。低酯果膠具有生物相容性、無(wú)毒性、可生物降解性和高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因而被視為藥品、保健品和化妝品行業(yè)中最具吸引力的新型生物聚合物材料，日益受到消費(fèi)者青睞[5-6]。實(shí)際應(yīng)用中存在Ca2+濃度過大而導(dǎo)致膠體脫水收縮、凝膠不均勻及易形成預(yù)凝膠等現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品的品質(zhì)，也限制了低酯果膠的應(yīng)用[7]。

通過修飾果膠主鏈上的羥基和羧基，以及側(cè)鏈中的中性糖，可以制備出功能性質(zhì)得到改進(jìn)的衍生物，如溶解性、疏水性、流變性和乳化性能等[8]。Kurita等[9]采用甘氨酸和雙甘氨肽修飾果膠后所得產(chǎn)物的水溶性都顯著提高，解決了果膠在溶解過程中容易結(jié)團(tuán)的問題。Majzoob等[10]使用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDAC)合成了具有良好體外生物降解性和低毒性的果膠-半胱氨酸衍生物。Marudova等[11]以聚-L-賴氨酸充當(dāng)果膠凝膠的交聯(lián)劑，檢測(cè)了聚-L-賴氨酸濃度和聚合度對(duì)電荷密度和分布不同的果膠凝膠化的影響，發(fā)現(xiàn)用聚陽(yáng)離子肽中和果膠上的陰離子電荷會(huì)導(dǎo)致凝膠不透明并最終導(dǎo)致凝膠網(wǎng)絡(luò)塌陷。筆者以氨基酸修飾低酯果膠制備果膠/氨基酸復(fù)合物，以凝膠強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，探討氨基酸種類、果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)、果膠與氨基酸質(zhì)量比、pH及Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)等對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度的影響，通過傅里葉紅外光譜(FT-IR)、差示掃描量熱法(DSC)和流變學(xué)分析果膠/氨基酸復(fù)合物的性質(zhì)，并分析了果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠的流變學(xué)性質(zhì)，以期為低鈣條件制備高強(qiáng)度低酯果膠凝膠提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材 料

柑橘低酯果膠(LMP，酯化度27.9%，分子量100 kD)，購(gòu)于安徽宇寧果膠股份有限公司；賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys)、谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)和酪氨酸(Tyr)購(gòu)于北京索萊寶科技有限公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀 器

數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-2)，國(guó)華電器有限公司；分析天平(CP124C)，奧豪斯儀器(上海)有限公司；數(shù)顯電動(dòng)攪拌器(JJ-1)，江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；Nicolet 67傅里葉紅外光譜儀，美國(guó)Thermo公司；質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT Plus)，英國(guó)Stable Micro System公司；示差掃描量熱儀Q200，美國(guó)TA公司；流變儀(DHR-3)，美國(guó)TA公司。

1.2 方 法

1.2.1 果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠的制備

稱取一定量的低酯果膠加入70 mL一定pH的磷酸緩沖液(0.2 mol/L磷酸氫二鈉，0.1 mol/L檸檬酸)中，常溫?cái)嚢杈鶆蚴蛊涑浞秩芙?，獲得不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的LMP溶液；向LMP溶液中分別加入一定量的不同種類的氨基酸，繼續(xù)常溫?cái)嚢? h，再80 ℃水浴10 min，得到果膠/氨基酸復(fù)合物溶液。另稱取一定量的CaCl2溶于30 mL一定pH的磷酸緩沖液中，配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CaCl2溶液。最后將預(yù)熱至80 ℃的CaCl2溶液緩慢地加入果膠/氨基酸復(fù)合物溶液中，攪拌均勻后冷卻，4 ℃保存24 h，制得果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠[12]，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

1.2.2 凝膠強(qiáng)度測(cè)定

將待測(cè)凝膠樣品置于質(zhì)構(gòu)儀上，探頭P 0.5，測(cè)量前速度5 mm/s，測(cè)量時(shí)速度2 mm/s，返回速度10 mm/s，目標(biāo)深度10 mm，觸發(fā)力3g，第一次穿透過程中探頭所受的最大應(yīng)力即為凝膠強(qiáng)度[13]。

1.2.3 各因素對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度的影響

1) 氨基酸種類：按照1.2.1的步驟，用pH 4.0緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的LMP溶液，以m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1的比例分別加入Arg，Lys，Gly，Gln，Cys，Glu和Tyr等7種氨基酸，在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%條件下，制得不同氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

2) 果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)：按照1.2.1的步驟，用pH 4.0緩沖液分別配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，1.5%，2.0%的LMP溶液，以m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1的比例分別加入Lys，Gly和Glu，在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%條件下，制得不同果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下獲得的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

3) 果膠與氨基酸質(zhì)量比：按照1.2.1的步驟，用pH 4.0緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的LMP溶液，分別加入Lys，Gly和Glu，使m(果膠)∶m(氨基酸)分別為9∶1，7∶1，5∶1和3∶1，在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%條件下，制得果膠與氨基酸不同質(zhì)量比修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

4) pH：按照1.2.1的步驟，分別用pH 2.8，3.4，4.0，4.6，5.2和5.8的緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的LMP溶液，以m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1的比例分別加入Lys，Gly和Glu，在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%條件下，制得不同pH緩沖液條件下獲得的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

5) Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)：按照1.2.1的步驟，用pH 4.0緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的LMP溶液，以m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1的比例分別加入Lys，Gly和Glu，分別在Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%，0.4%，0.5%，0.6%，0.7%的條件下，制得不同Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件形成的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠，測(cè)定其凝膠強(qiáng)度。

1.2.4 果膠/氨基酸復(fù)合物特性分析

在1.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別在最適條件下制作Lys，Gly和Glu修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物溶液，再將該溶液用2倍體積無(wú)水乙醇溶液沉淀出產(chǎn)物，接著用體積分?jǐn)?shù)為80%的乙醇洗滌沉淀產(chǎn)物3遍，最后于50 ℃干燥3 h，研磨成粉狀，過80目篩，得粉末狀果膠/氨基酸復(fù)合物，分析各果膠/氨基酸復(fù)合物特性。

1) FT-IR光譜分析：分別將一定量的果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物干樣與KBr粉末一起研磨成粉末，在4 000～400 cm-1進(jìn)行紅外光譜掃描，用Origin 8.5軟件將收集的數(shù)據(jù)繪制為吸光度與波數(shù)的函數(shù)關(guān)系圖，并進(jìn)行分析。

2) DSC測(cè)定：分別稱取10 mg果膠和果膠/氨基酸復(fù)合物干樣，置于坩堝中，以空坩堝為對(duì)照掃描，以10 K/min的升溫速率從20 ℃升至350 ℃，氮?dú)饬魉?0 mL/min，測(cè)定果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物變性溫度[14]。

1.2.5 果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠流變性質(zhì)測(cè)定

1) 溫度掃描：在1.2.3凝膠制備結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別在最適條件下制作Lys，Gly和Glu修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物溶液，接著緩慢倒入預(yù)熱至80 ℃的CaCl2溶液，攪拌均勻后立即取1 mL混合液于流變儀樣品臺(tái)中，樣品表面加輕質(zhì)硅油，防止水分蒸發(fā)，使用Peltier系統(tǒng)將溫度預(yù)先升至80 ℃，然后以2 ℃/min的線性速率降至20 ℃，記錄凝膠化過程中的儲(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″)。設(shè)定恒定頻率為1 Hz，恒定應(yīng)變?yōu)?.1%。

2) 頻率掃描：在1.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別在最適條件下制作Lys，Gly和Glu修飾的果膠/氨基酸凝膠樣品，再于1 rad/s至100 rad/s范圍進(jìn)行頻率掃描，測(cè)試溫度為20 ℃，記錄G′和G″變化[15]。

1.2.6 果膠/氨基酸復(fù)合物中分子間作用力

在1.2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，在最適條件下制備果膠/氨基酸復(fù)合物溶液中添0.1，0.3，0.5 mol/L NaCl溶液，參考1.2.5方法測(cè)定不同Na+濃度對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠的流變性質(zhì)，分析果膠/氨基酸復(fù)合物中的分子間作用力。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示，數(shù)據(jù)通過SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，數(shù)據(jù)的顯著性(p<0.05)通過Duncan’s法比較，圖片通過Origin 8.5軟件制作。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同因素對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響

2.1.1 氨基酸種類

氨基酸種類對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響如圖1所示。

圖1 氨基酸種類對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響Fig.1 Effect of amino acid species on the gel strength of pectin/amino acid complex

由圖1可知：氨基酸種類對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度的影響有顯著性差異(p<0.05)。其中Lys和Arg修飾后的果膠凝膠強(qiáng)度最強(qiáng)，強(qiáng)度分別達(dá)到102g和92g，比對(duì)照組(54g)增加了將近2倍；Gly和Cys修飾的低酯果膠的凝膠強(qiáng)度也比對(duì)照組高，強(qiáng)度分別達(dá)到82g，84g；Gln，Glu和Tyr修飾的低脂果膠的凝膠強(qiáng)度與對(duì)照組相比沒有顯著性差異(p>0.05)，強(qiáng)度分別為58g，52g，60g。這可能與氨基酸類型有關(guān)，它們具有不同側(cè)鏈，帶有不同數(shù)量的電荷，導(dǎo)致它們與低酯果膠的相互作用方式及作用能力有差異，故而表現(xiàn)出對(duì)低酯果膠凝膠強(qiáng)度的改變不同。根據(jù)圖1的結(jié)果，以堿性氨基酸Lys、中性氨基酸Gly和酸性氨基酸Glu為代表，分析不同氨基酸修飾的低酯果膠的修飾條件對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度的影響規(guī)律。

2.1.2 果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)

果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響如圖2所示。

圖2 果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響Fig.2 Effect of pectin concentration on the gel strength of pectin/amino acid complex

由圖2可知：Lys與Gly修飾的果膠均明顯高于(p<0.05)對(duì)照組果膠的凝膠強(qiáng)度。果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度隨著果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增強(qiáng)(p<0.05)。當(dāng)果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)，大部分凝膠樣品凝膠強(qiáng)度低于40g，凝膠樣品較松散；果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1.5%時(shí)，凝膠強(qiáng)度普遍超過80g，凝膠更穩(wěn)定更具彈性；果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%，凝膠強(qiáng)度普遍達(dá)到110g以上。這可能是因?yàn)殡S著果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，單位空間的果膠分子增多，果膠間的間隙逐漸減小，果膠鏈之間的交聯(lián)增強(qiáng)；同時(shí)，單位體積中羧基與鈣離子結(jié)合的幾率變大，故而賦予修飾后的果膠凝膠具有更好的質(zhì)構(gòu)特性[16]。因此，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)效益，果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)選擇1.5%。

2.1.3 果膠與氨基酸質(zhì)量比

果膠與氨基酸質(zhì)量比對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響如圖3所示。

圖3 果膠與氨基酸質(zhì)量比對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響Fig.3 Effect of pectin and amino acid ratio on the gel strength of pectin/amino acid complex

由圖3可知：經(jīng)Lys和Gly修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度隨著果膠與氨基酸質(zhì)量比的增加而增強(qiáng)(p<0.05)，m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1時(shí)達(dá)到最大，之后再增加比例凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是因?yàn)殡S著氨基酸含量的增加，與果膠主鏈上基團(tuán)復(fù)合的幾率增強(qiáng)，形成更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)了凝膠性能。Glu則不同，隨著氨基酸的添加，果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度一直呈下降趨勢(shì)，這可能與Glu自身性質(zhì)有關(guān)，在pH 4.0時(shí)，Glu和果膠等電點(diǎn)均小于溶液pH，造成一定的空間排斥，降低復(fù)合物結(jié)合程度，從而降低凝膠強(qiáng)度。因此，選取m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1。

2.1.4 pH

pH對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響如圖4所示。

圖4 pH對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響Fig.4 Effect of pH on the gel strength of pectin/amino acid complex

由圖4可知：pH為2.8～3.4時(shí)，果膠與果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度為40g左右，差異不顯著(p>0.05)；當(dāng)pH為4.0時(shí)達(dá)到最佳凝膠效果，此時(shí)經(jīng)Lys修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度明顯高于其他樣品，約為對(duì)照組的2倍，而經(jīng)Glu修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物強(qiáng)度變化不明顯；當(dāng)pH繼續(xù)升高時(shí)，果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是由于在合適的pH 4.0左右條件下，果膠攜帶較多游離羧基，增大了分子間排斥力，與Ca2+結(jié)合形成更多穩(wěn)定的“蛋盒”橋聯(lián)結(jié)合區(qū)，使得果膠凝膠性能逐漸改善和增強(qiáng)[17]。因此，最佳pH為4.0，此時(shí)果膠及果膠/氨基酸凝膠強(qiáng)度普遍達(dá)到最大。

2.1.5 Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)

Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響如圖5所示。

圖5 Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度影響Fig.5 Effect of Ca2+ concentration on the gel strength of pectin/amino acid complex

由圖5可知：果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度表現(xiàn)出強(qiáng)烈的Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)依賴性。當(dāng)Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，各果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠強(qiáng)度均達(dá)到最大；隨著Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，凝膠強(qiáng)度增加趨勢(shì)緩慢。這可能是因?yàn)殡S著Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，與COO—結(jié)合形成越來(lái)越多的“蛋盒”結(jié)合區(qū)，達(dá)到穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，三維結(jié)構(gòu)開始收縮，膠組織變脆、出水，凝膠強(qiáng)度隨之減弱[18]。因此，最佳Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%。

2.2 果膠/氨基酸復(fù)合物的FT-IR光譜

果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物紅外圖如圖6所示。

圖6 果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物紅外圖Fig.6 Infrared spectra of pectin and pectin/amino acid complex

由圖6可知：果膠和果膠/氨基酸復(fù)合物紅外吸收峰的總體峰形無(wú)明顯差異，其中3 440是—OH伸縮振動(dòng)，2 940是C—H伸縮振動(dòng)，1 750是COOCH3和COOH振動(dòng)，1 620是游離羧基振動(dòng)，1 420，1 330是C—H彎曲振動(dòng)(CH2、CH3)，1 000～1 250是COC振動(dòng)[19]，表明果膠/氨基酸復(fù)合物都有果膠的特征吸收峰。與LMP紅外峰相比，經(jīng)氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物出現(xiàn)新的峰，其中LMP-Lys在1 664出現(xiàn)酰胺Ⅰ的特征吸收峰[20-21]，說(shuō)明在氨基酸修飾果膠過程中果膠主鏈上的羧基與Lys上的氨基可能發(fā)生了酰胺化反應(yīng)，形成了酰胺鍵。

2.3 果膠/氨基酸復(fù)合物的DSC特性

果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物DSC曲線如圖7所示。

圖7 果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物DSC曲線Fig.7 DSC curve of pectin and pectin/amino acid complex

由圖7可知：果膠及果膠/氨基酸復(fù)合物均在120 ℃左右和190～220 ℃出現(xiàn)吸收峰，第一個(gè)吸熱峰為果膠的溶解，第二個(gè)吸熱峰為果膠的脫水，然后在較高的溫度下脫羧，并伴隨主鏈C—C共價(jià)鍵的斷裂，最終導(dǎo)致果膠的降解[22]。與對(duì)照組相比，經(jīng)氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物的降解溫度從240 ℃升至260 ℃，果膠/氨基酸復(fù)合物熱穩(wěn)定性提高可能是由于果膠多糖羧基與氨基酸氨基的結(jié)合導(dǎo)致熱降解溫度升高[23-24]。

2.4 果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠的流變學(xué)特征

通過動(dòng)態(tài)流變性能測(cè)試，考察了氨基酸修飾對(duì)果膠凝膠力學(xué)性能和內(nèi)在結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果如圖8，9所示。

圖8 果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系溫度掃描曲線Fig.8 Temperature-sweeping curves of pectin/amino acid complex gel system

圖9 果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系頻率掃描曲線Fig.9 Frequency-sweeping curves of pectin/amino acid complex gel system

由圖8可知：儲(chǔ)能模量(G′)和損耗模量(G″)在降溫冷卻(80～20 ℃)模式下所有樣品的G′值都比G″值大得多，表明所獲得果膠凝膠具有典型的彈性凝膠狀結(jié)構(gòu)[25]，且經(jīng)氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物G′值整體高于對(duì)照組，其中LMP-Lys顯示最強(qiáng)，表明氨基酸的修飾增強(qiáng)了原來(lái)的凝膠結(jié)構(gòu)，這與質(zhì)構(gòu)儀所測(cè)的凝膠強(qiáng)度趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)。由圖9可知：氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物G′，G″表現(xiàn)出同溫度掃描相似的趨勢(shì)，其中LMP-Lys、LMP-GlyG′值都明顯高于對(duì)照組；對(duì)于所有的凝膠樣品，G′和G″隨頻率從1增加到100 rad/s過程中有小幅度的增強(qiáng)，表現(xiàn)出輕微的頻率依賴性，說(shuō)明所制備的果膠樣品具有穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[26]。

2.5 果膠/氨基酸復(fù)合物中分子間作用力

NaCl濃度對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系溫度掃描曲線的影響如圖10所示。

圖10 NaCl濃度對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系溫度掃描曲線的影響Fig.10 Effect of NaCl concentration on the temperature-sweeping curve of pectin/amino acid complex gel system

由圖10可知：相較于未添加NaCl的凝膠樣品，當(dāng)NaCl濃度為0.1 mol/L時(shí)，所有凝膠樣品G′呈緩慢下降的趨勢(shì)，當(dāng)濃度達(dá)到0.3 mol/L時(shí)，G′急劇下降，呈現(xiàn)弱凝膠并伴隨出水現(xiàn)象，隨著鹽濃度達(dá)到0.5 mol/L時(shí)，所有樣品不成膠(未顯示數(shù)據(jù))。

NaCl濃度對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系頻率掃描曲線的影響如圖11所示。

圖11 NaCl濃度對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠體系頻率掃描曲線的影響Fig.11 Effect of NaCl concentration on the Frequency-sweeping curves of pectin/amino acid complex gel system

由圖11可知：所有樣品G′隨NaCl濃度的增加而減小，進(jìn)一步印證了NaCl的添加對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，說(shuō)明靜電作用力在低酯果膠/氨基酸復(fù)合物形成凝膠的過程中起到關(guān)鍵作用[27]。

3 結(jié) 論

通過對(duì)果膠/氨基酸復(fù)合物凝膠形成條件的單因素研究發(fā)現(xiàn)，Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)是果膠凝膠形成的必要因素，果膠濃度、氨基酸種類、果膠與氨基酸的質(zhì)量比及pH也相應(yīng)影響凝膠效果，果膠溶液凝膠最佳條件為：果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%，m(果膠)∶m(氨基酸)=5∶1，pH為4，Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%時(shí)，經(jīng)堿性氨基酸修飾的果膠/氨基酸復(fù)合物較酸性氨基酸凝膠強(qiáng)度更強(qiáng)，該條件下的凝膠強(qiáng)度能達(dá)到100g以上，比對(duì)照組的凝膠強(qiáng)度高出了將近2倍，氨基酸的添加有利于在減少Ca2+濃度下達(dá)到同樣的凝膠效果，且通過熱力學(xué)和流變學(xué)分析進(jìn)一步說(shuō)明復(fù)合物結(jié)構(gòu)更具穩(wěn)定性。