王雙雙,李斌,李晶
(華中農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院,湖北武漢 430070)
果糖是一種主要存在于水果和蜂蜜中的小分子糖,具有強吸濕性,在運輸、儲藏和銷售過程中易受到環(huán)境等因素的影響出現(xiàn)結(jié)塊和潮解現(xiàn)象,嚴重影響果糖以及富含果糖的產(chǎn)品的感官、質(zhì)量和貨架期[1-3]。為了改善食品體系的物理性質(zhì)和穩(wěn)定性,人們經(jīng)常在食品體系中添加防吸濕劑。防吸濕劑已被證明可以與食品爭奪水分,能夠消除表面摩擦,改變晶體的晶格結(jié)構(gòu)或抑制其生長從而起到防潮屏障的作用[4,5]?,F(xiàn)在國內(nèi)外常用的防吸濕劑有二氧化硅、亞鐵氰化鉀、硅鋁酸鈉、磷酸三鈣、硬脂酸鎂、碳酸鎂、氧化鎂等[6-8]。但是他們大多是無機化合物或者是小分子有機物,在某些條件下可能具有毒性或者對人體器官及環(huán)境造成傷害[9]。因此,近年來研究者們將目光投向了生物大分子物質(zhì),比如多糖和蛋白質(zhì)[10,11]。
已有研究表明在小分子糖以及富含小分子糖的產(chǎn)品中添加少量的蛋白質(zhì),有可能改變它們的性能。比如蔗糖和白蛋白混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度隨白蛋白含量的增加而增加[12];乳清分離蛋白(WPI)的加入,能夠改變蜂蜜粉顆粒親水-疏水中心的平衡,從而降低蜂蜜粉的吸水量;另外,添加WPI可能會改變蜂蜜粉的吸附等溫線類型[13,14]。
谷朊粉是一種從小麥中提取的混合蛋白質(zhì),其主要成分為麥醇溶蛋白(3×104~7.5×104u)和麥谷蛋白(5×104~1×107u)[15]。由于谷朊粉組成中含有較多的非極性氨基酸(Gln、Pro、Cys等)和較少的帶電殘基,使其具有較強的疏水性。課題組前期研究發(fā)現(xiàn),在果粉中加入谷朊粉可以降低樣品的吸濕性,而果粉吸濕的一個主要原因就是含有高占比的小分子糖。我們比較了果粉中常見的小分子糖葡萄糖、果糖和蔗糖的吸濕特性,發(fā)現(xiàn)蔗糖和葡萄糖在11%~75%的相對濕度下幾乎不發(fā)生吸濕,而果糖吸濕現(xiàn)象顯著。所以本研究以果糖為對象,探究谷朊粉抑制果糖凍干品吸濕的影響規(guī)律,并進一步探究其主要成分在抑制果糖吸濕方面的差異。
果糖(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;谷朊粉(食品級),華豐粉業(yè)有限公司;氯化鋰(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;醋酸鉀(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;氯化鎂(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;碳酸鉀(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;溴化鈉(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;碘化鉀(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;氯化鈉(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;鹽酸(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;氫氧化鈉(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;二氯甲烷(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;無水乙醇(分析純),國藥集團化學試劑有限公司;五氧化二磷(分析純),美國Aladdin工業(yè)公司。
BSA124S-CW電子分析天平,德國Sartorius公司;BL310電子天平,德國Sartorius公司;HD2010W電動攪拌機,上海司樂儀器有限公司;UB-7數(shù)顯pH計,美國DENVER INSTRUMENT;H1850R高速離心機,湖南湘儀實驗儀器公司;干燥器(Φ210 mm),武漢華威化工儀器有限公司;DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱,武漢德力祥儀器設備有限公司;LGJ-30FD冷凍干燥機,北京松源華興科技發(fā)展有限公司;OCA15EC接觸角測定儀,德國 Dataphysics 公司;NMI20-015V-I低場核磁共振儀,上海紐邁科技有限公司。
1.3.1 麥醇溶蛋白的制備
以谷朊粉為原料,參考 Peng等[16]的方法提取麥醇溶蛋白。首先對谷朊粉進行脫脂,將谷朊粉和二氯甲烷按料液比1:10(m/V)混合,室溫下400 r/min機械攪拌3 h,抽濾除去二氯甲烷;待得到的粉末完全干燥,再次重復此步驟。用70%乙醇溶液與處理過的谷朊粉混合,料液比為1:10(m/V),以400 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌3 h,然后在4 ℃下10 000g離心10 min,收集上清液,將上清液在4 ℃條件下放置12 h,進行第二次離心。40 ℃旋蒸除去乙醇,剩余的濃縮液冷凍干燥即得麥醇溶蛋白。
1.3.2 麥谷蛋白的制備
脫脂過程同麥醇溶蛋白。將脫脂后的谷朊粉以固液比1:30與蒸餾水混合,18 ℃恒溫攪拌調(diào)節(jié)pH值至12,靜置1 h,離心取上清液。在上清液中加入無水乙醇使溶液的乙醇體積分數(shù)至65%,然后調(diào)節(jié)pH值至7,4 ℃靜置24 h,離心取沉淀,冷凍干燥得麥谷蛋白[17]。
1.3.3 凍干樣品的制備
將谷朊粉或麥醇溶蛋白(Gliadin,Gli)、麥谷蛋白(Glutenin,Glu)與果糖(Fructose,F(xiàn)ru)溶液混合,使其質(zhì)量比分別為0:10、2:8、3:7和10:0。所有樣品均在-20 ℃冰箱預凍24 h,然后在真空度<1 Pa的條件下冷凍干燥48 h。將凍干樣粉碎并放置在裝有P2O5的真空干燥器中,以防樣品進一步吸濕。
1.3.4 吸濕曲線的測定
取一定質(zhì)量(M0)不同比例的凍干樣品,置于干燥至恒重的稱量瓶(M1)中,將裝有樣品的稱量瓶敞口放置于盛有不同飽和溶液的干燥器內(nèi),溫度控制在25 ℃。分別在0、3、6、12、24 h取樣稱量,然后每隔24 h記錄裝有樣品的稱量瓶的質(zhì)量(M2),直至達到平衡,以樣品吸濕率(D,%)作為時間的函數(shù)繪制吸濕曲線。
1.3.5 吸濕等溫線的繪制
當樣品質(zhì)量變化小于0.0003 g時,認為樣品在該溫度和相對濕度(Relative Humidity,RH)下達到了平衡狀態(tài)。根據(jù)樣品達到平衡時的吸濕率繪制吸濕等溫線。常用的吸濕等溫線擬合模型如下:
1.3.6 表觀形態(tài)分析
將達到吸濕平衡的樣品置于黑色背景下,用數(shù)碼相機記錄形態(tài)差異,從表觀上比較樣品的分散、粘結(jié)程度。
1.3.7 接觸角的測定
接觸角測量儀用于確定樣品的親疏水性。將直徑15 mm、厚度約1 mm的樣品壓片固定在樣品臺上,選擇座滴法并結(jié)合軟件儀器擬合液滴的外觀輪廓確定樣品的接觸角。每個樣品平行測量6次取平均值。
1.3.8 低場核磁共振(LF-NMR)分析
稱取0.26 g樣品置于核磁管中并放入探頭線圈中心,先用FID序列校準,再用CPMG序列進行掃描獲得樣品的橫向弛豫時間T2。檢測設置參數(shù)為:質(zhì)子共振頻率SF21 MHz,采樣率200 kHz,重復間隔時間TW 3 000 ms,重復掃描次數(shù)NS32次,回波時間TE 0.30 ms,回波個數(shù)NECH 10 000個。每個樣品均進行3次重復試驗取平均值。
利用Excel計算處理數(shù)據(jù),通過Origin 2018軟件繪圖。
2.1.1 吸濕曲線
將果糖與谷朊粉比例分別為0:10、2:8、3:7和10:0的凍干粉末在25 ℃,相對濕度43%~75%的環(huán)境中放置14 d,所得的吸濕曲線如圖1所示。從圖中可以看出隨著所處環(huán)境相對濕度的增加所有樣品的平衡吸濕率(EMC)增大。在吸濕初始階段,各體系中的水分含量急劇增加,隨著時間的延長吸濕速度逐漸減小,最終達到吸濕平衡。選取75%相對濕度下的吸濕數(shù)據(jù)進行分析,果糖與谷朊粉質(zhì)量比為10:0、2:8、3:7和0:10樣品的平衡吸濕率分別為36.33%、16.00%、14.61%和12.39%,谷朊粉的加入對于果糖的吸濕有良好的抑制效果,在其他相對濕度下具有同樣趨勢。
圖1 不同配比果糖-谷朊粉的吸濕曲線Fig.1 Moisture absorption curves of Fru-WG powder with different proportions
2.1.2 表觀形態(tài)分析
圖2展示了不同配比的果糖和谷朊粉在11%~75%相對濕度下的表觀形態(tài)圖片。觀察圖2a可知凍干樣品在低于33%的相對濕度下均可以維持細膩的粉末狀態(tài);濕度為 43%時開始聚集;58%時形成容易粉碎的結(jié)塊;當相對濕度上升至69%時,形成比較大的結(jié)塊;在75%相對濕度下,形成有粘性的,不易破碎的團塊。同時,可以觀察到谷朊粉添加量的增加能夠明顯的改善樣品的結(jié)塊情況,由圖2b可知,在高相對濕度下,效果更加顯著。
圖2 凍干果糖-谷朊粉在不同相對濕度下的表觀形態(tài)圖片F(xiàn)ig.2 Apparent photos of the morphology of Fru-WG at different relative humidity
2.1.3 接觸角結(jié)果分析
通過接觸角的測定,發(fā)現(xiàn)在果糖中加入谷朊粉可以增加樣品的疏水性。純果糖的接觸角為11.3°而加入谷朊粉后,樣品的接觸角大于 60°,并且隨著谷朊粉添加量的增加樣品的接觸角達到94.8°,相較于純的果糖,混合樣品的接觸角顯著增加,疏水性增強。這可能是因為谷朊粉中的疏水性氨基酸增加了整個體系對外界水分的阻隔作用。
圖3 不同配比果糖-谷朊粉的接觸角Fig.3 Contact angle of Fru-WG with different proportions
2.2.1 吸濕曲線
果糖與麥醇溶蛋白和麥谷蛋白配比為 0:10、2:8、3:7的樣品在58%、69%和75%相對濕度下的吸濕行為如圖4所示。從圖4a中可以看出,在3個相對濕度下純麥谷蛋白的平衡吸濕率(EMC)均低于純麥醇溶蛋白。在58% RH下,麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的EMC分別為6.30%和6.73%;RH上升至69%時,兩者差距增大至0.98%,而在75% RH下,麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的EMC差距縮小為0.72%。當果糖與麥醇溶蛋白、麥谷蛋白的質(zhì)量比為2:8時,在58%的相對濕度下,添加麥谷蛋白的樣品吸濕率低于添加麥醇溶蛋白的樣品;當相對濕度為 69%時,吸濕曲線幾乎重合,達到吸濕平衡時僅相差0.02%(添加麥谷蛋白的樣品略高于添加麥醇溶蛋白的樣品);而當RH上升至75%時,添加麥谷蛋白的樣品吸濕率超過添加麥醇溶蛋白的樣品,且隨著儲存時間的延長,差距逐漸減小。當果糖與兩種蛋白的比例為3:7時,趨勢與只含有蛋白的樣品相同,為添加麥谷蛋白的樣品平衡含水量低于添加麥醇溶蛋白的樣品,并且在69% RH下,兩者差距達到最大值0.68%。
圖4 果糖和麥醇溶蛋白或麥谷蛋白配比為0:10、2:8、3:7的吸濕曲線Fig.4 Moisture absorption curve of fructose and gliadin or glutenin ratio of 0:10, 2:8 and 3:7
結(jié)合以上結(jié)果,對于只含有蛋白質(zhì)和果糖與蛋白比例為3:7的體系,相較于麥醇溶蛋白,麥谷蛋白抑制體系吸濕性效果更佳;而對于果糖與蛋白比例為2:8的樣品,在中等相對濕度下,含有麥谷蛋白的體系吸濕性較低,在高相對濕度下,含有麥醇溶蛋白的體系吸濕性更低,但整體差異不大。
2.2.2 吸濕等溫線
利用7種經(jīng)典模型,對25 ℃下7個相對濕度的吸濕數(shù)據(jù)進行擬合所得到的擬合相關系數(shù)(R2)如表1和表2所示。經(jīng)過分析比較,添加麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的樣品,模型擬合效果順序為 Peleg>GAB>BET>Simth>Ferro-Fontan>Henderson>Oswin。其中Peleg、GAB模型的擬合相關系數(shù)均在0.99以上,說明這兩種模型較適合用于果糖和蛋白體系的研究。
表1 擬合實驗數(shù)據(jù)的數(shù)學模型Table 1 Mathematical model fit for the experimental data
表2 不同比例果糖-麥谷蛋白樣品數(shù)學模型的擬合相關系數(shù)(R2)Table 2 Fitting correlation coefficient s (R2) of mathematical models of Fru-Glu samples withdifferent proportion
由于BET是基于單層水分概念的模型,常用于評價食品穩(wěn)定性,對于單分子層水分區(qū)間的擬合具有重要意義[18]。所以將其和擬合效果較好的Peleg與GAB模型一起進行實測值與預測值的比較,結(jié)果如表3~6所示。
表3 不同比例果糖-麥醇溶蛋白樣品數(shù)學模型的擬合相關系數(shù)(R2)Table 3 Fitting correlation coefficient s (R2) of mathematical models of Fru-Gli samples withdifferent proportion
表4 果糖:麥谷蛋白=2:8樣品的實測值與預測值比較Table 4 Predicted values compared with measured values of samples of Fru:Glu=2:8
表5 果糖:麥谷蛋白=3:7樣品的實測值與預測值比較Table 5 Predicted values compared with measured values of samples of Fru: Glu=3:7
表6 果糖:麥醇溶蛋白=2:8樣品的實測值與預測值比較Table 6 Predicted values compared with measured values of samples of Fru: Gli=2:8
表7 果糖:麥醇溶蛋白=3:7樣品的實測值與預測值比較Table 7 Predicted values compared with measured values of samples of Fru: Gli=3:7
對表3~6的結(jié)果進行計算分析,Peleg、GAB與BET三種模型實測值與預測值的平均相對誤差分別為2.20%~5.99%、3.21%~13.08%、3.69%~17.46%。因此,對于果糖-蛋白樣品 Peleg模型是最優(yōu)的吸濕等溫線模型。
圖5為果糖與兩種蛋白在25 ℃下7個相對濕度的吸濕等溫線。如圖5a和圖5b所示,各種比例樣品的平衡吸濕率隨著水分活度(aw)的增加而增加,吸濕等溫線隨蛋白添加量的增加而下移,并且隨著水分活度的增加。此外,數(shù)據(jù)顯示了富糖食物的典型行為:由于與糖溶解相關的溶質(zhì)-溶劑相互作用的普遍效應,在低aw范圍內(nèi)平衡水分含量緩慢增加,在中高aw時急劇增加[19],如富含果糖的蜂蜜、蘋果粉[20]、草莓粉[21]均表現(xiàn)出類似的吸濕行為。經(jīng)過對吸濕曲線斜率計算分析,發(fā)現(xiàn)只有純果糖和果糖與麥谷蛋白比例為3:7的樣品斜率值是一直增大的,其他凍干樣品的斜率值皆為先減小后增大。根據(jù)Brunauer分類[22],麥谷蛋白和麥醇溶蛋白的吸濕等溫線為典型的“S”型,遵循 II型等溫線。純果糖的吸濕等溫線呈“J”型增長,為 III型等溫線,符合單糖的吸濕等溫線在0.1~0.6aw范圍內(nèi)呈長而平的段,在0.6~0.8aw其含水量快速增加這一結(jié)論,關于這一現(xiàn)象Biliaderis等[23]進行過相關報道。果糖與麥谷蛋白質(zhì)量比為3:7的凍干樣品與純果糖體系的吸濕行為一致,仍為III型等溫線,而添加麥醇溶蛋白的樣品和果糖與麥谷蛋白比例為2:8的樣品皆表現(xiàn)為II型等溫線,與只含有蛋白質(zhì)樣品的體系相同。
圖5 果糖-麥醇溶蛋白和果糖-麥谷蛋白樣品的吸濕等溫線Fig.5 Moisture absorption isotherms of Fru-Gli and Fru-Glu samples
分別對含有麥醇溶蛋白和麥谷蛋白樣品的平衡吸濕率進行分析,發(fā)現(xiàn)在0.11~0.75aw范圍內(nèi),添加麥醇溶蛋白樣品的平衡吸濕率均大于添加麥谷蛋白樣品的平衡吸濕率。說明谷朊粉可以抑制果糖的吸濕,麥谷蛋白起主要作用。
2.2.3 表觀形態(tài)分析
由圖6可知,純麥醇溶蛋白在33%相對濕度下開始出現(xiàn)的小的聚集塊,并且相對于純的麥谷蛋白,麥醇溶蛋白的粉末顆粒較大,當達到75% RH時,樣品變成幾個較大的聚集塊,此時仍然是麥谷蛋白粉末顆粒居多。
圖6 果糖-麥醇溶蛋白和果糖-麥谷蛋白質(zhì)量比為0:10(a)、2:8(b)、3:7(c)在不同相對濕度下的表觀圖片F(xiàn)ig.6 Apparent photos of the samples with mass ratio of Fru-Gli andFru-Glu of 0:10 (a), 2:8 (b) and 3:7 (c) at different relative humidity
比較果糖與麥醇溶蛋白/麥谷蛋白的質(zhì)量比為 2:8時,麥醇溶蛋白和麥谷蛋白對果糖吸濕性的影響。發(fā)現(xiàn)兩個體系均在43% RH時出現(xiàn)較明顯的結(jié)塊現(xiàn)象,在69%相對濕度下,整個樣品形成一個團塊,但相較于麥醇溶蛋白,麥谷蛋白的結(jié)塊較為疏松,且剩余的粉末更加細膩。果糖與蛋白比例為3:7時,在22%相對濕度下粉末就出現(xiàn)了輕微的聚集現(xiàn)象,相對濕度上升至69%時,添加麥醇溶蛋白的樣品和添加麥谷蛋白的樣品均已形成一個較難破碎的團塊,特別是含有麥醇溶蛋白的樣品,結(jié)塊堅硬且具有表面光澤,可能是在吸濕過程中果糖發(fā)生了結(jié)晶。通過以上結(jié)論反映出,麥谷蛋白在吸濕后仍然可以較好的維持粉末狀態(tài),對于果糖的吸濕結(jié)塊有明顯的抑制效果。
2.2.4 接觸角結(jié)果分析
果糖與麥醇溶蛋白/麥谷蛋白質(zhì)量比為0:10、2:8、3:7和10:0樣品的接觸角結(jié)果如圖7所示。從圖7中可以看出,兩種蛋白的添加均可以增強樣品的疏水性,這主要可能是因為麥醇溶蛋白和麥谷蛋白中含有較多的疏水性氨基酸,樣品極性降低。另外,麥谷蛋白的接觸角(88.2°)大于麥醇溶蛋白(64.6°),即麥谷蛋白疏水性更強,這與闞建全等[24]的研究結(jié)果一致。果糖-麥谷蛋白與果糖-麥醇溶蛋白體系均表現(xiàn)為隨著蛋白含量的增加,接觸角增大,疏水性增強,且麥谷蛋白對于樣品的吸濕性具有更顯著的抑制作用。
圖7 不同配比果糖-麥醇溶蛋白和果糖-麥谷蛋白的接觸角Fig.7 Contact angle of Fru-Gli and Fru-Glu with different proportions
2.2.5 低場核磁共振(LF-NMR)分析
果糖-麥醇溶蛋白、果糖-麥谷蛋白質(zhì)量比為0:10、2:8、3:7和10:0的樣品在7個相對濕度下達到吸濕平衡的T2弛豫時間分布如圖8a~8g所示。T2反演圖譜中不同信號峰對應不同類型的水分,峰面積的大小與含水量的多少呈正相關[25]。由圖8可知,不同配比樣品的T2反演圖譜有三個波峰,表明樣品內(nèi)部存在三種狀態(tài)的水分[26]。參照已有研究粉末的劃分方式[27],三種狀態(tài)的水分所對應的橫向弛豫時間分別為結(jié)合水T21(峰頂時間<10 ms),不易流動水T22(10 ms<峰頂時間<100 ms)和自由水T23(峰頂時間>100 ms)。T2弛豫時間反映水分與物質(zhì)的結(jié)合程度,時間越短,說明結(jié)合越緊密,流動性越小。如圖8g所示,純果糖樣品在11%~58%相對濕度范圍內(nèi),T21組分信號強度逐漸增加,直至69% RH,T21組分弛豫信號突然消失,而T22組分信號強度急劇增加,同時其波峰明顯右移。這表明隨著相對濕度的增加,果糖吸水量增加,并且水分子向更自由的狀態(tài)遷移,水分子自由度在弛豫時間為176.40 ms時達到了最大值。從圖8a、8b中可以看出,只含有麥醇溶蛋白/麥谷蛋白的樣品,隨著RH增大,水分的變化主要表現(xiàn)為結(jié)合水的增加,在75%的相對濕度下結(jié)合水信號幅度達到最大值,分別為537.36 (au ms)/g和520.71 (au ms)/g,而不易流動水和自由水沒有明顯變化,這可能是純麥醇溶蛋白和麥谷蛋白可以在高相對濕度下保持較好粉末狀態(tài)的原因。圖8c、8d和圖8e、8f顯示,添加麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的樣品,隨著蛋白添加量的增加總峰面積減小,即樣品吸水量降低。
圖8 樣品在不同相對濕度下的T2弛豫圖Fig.8 T2 relaxation time distribution curves of samples at different relative humidit
為了更好的展示出樣品在吸濕過程中發(fā)生的水分動態(tài)遷移變化,比較了結(jié)合水、不易流動水和自由水所對應的信號峰面積(A21、A22、A23)占比,如圖9所示。從圖9d可以看出,在11%~43% RH范圍內(nèi)純果糖粉末中A21、A22和A23占比沒有發(fā)生明顯變化。當RH升高到58%時,A21占比升高到82.8%;而當RH繼續(xù)上升至69%時,A21下降到13.8%,且此時A22占比上升到 84.8%,說明發(fā)生了結(jié)合水向不易流動水的遷移;在75%RH下,體系內(nèi)的水分類型已全部為不易流動水,解釋了吸濕平衡時果糖完全液化的現(xiàn)象。當果糖與麥醇溶蛋白比例為0:10和2:8時,從11% RH至75% RH,A22和A23占比逐漸減小,A21占比一直增大,這表明體系中的水分不斷向結(jié)合水方向遷移,有利于維持粉末樣品的流動性和分散性;在果糖與麥醇溶蛋白質(zhì)量比為3:7的樣品中,A21占比先減小后增大,A22和A23則相反,說明期間發(fā)生了不同狀態(tài)水分間的滲透、轉(zhuǎn)化。含有麥谷蛋白的樣品,在11%~43% RH下A22和A23占比變化較多,主要進行著不易流動水和自由水之間的遷移、轉(zhuǎn)化;RH大于58%后,水分開始向結(jié)合水遷移,RH上升至75%時,結(jié)合水占比最大。
圖9 不同配比的果糖與蛋白樣品中結(jié)合水、不易流動水、自由水對應峰面積比例的變化Fig.9 Changes of peak area ratio of bound water, immobilized water and free water in Fru-Gli and Fru-Glu samples with different proportions
另外,對不同比例的樣品在75% RH下T21組分的峰頂點時間進行了比較。在75% RH下,果糖與麥醇溶蛋白質(zhì)量比為0:10、2:8、3:7樣品的T21峰頂點時間分別為0.98 ms、1.38 ms、2.97 ms,果糖與麥谷蛋白比例為0:10、2:8、3:7樣品的T21峰頂點時間依次為0.83 ms、1.17 ms、1.82 ms。分別比較不同樣品的T22和T23組分的峰頂點時間得出同樣結(jié)論,相較于麥醇溶蛋白,添加麥谷蛋白樣品的峰頂點弛豫時間更短。由此可見,麥谷蛋白有效減輕了水分向高自由度方向的遷移程度,而麥醇溶蛋白的影響較小。對其他相對濕度下的樣品進行分析,具有同樣趨勢。
果糖的平衡吸濕率(EMC)隨著谷朊粉添加量的增加而降低,在25 ℃、75%相對濕度時純果糖的EMC為36.33%,果糖與谷朊粉質(zhì)量比為3:7和2:8的凍干樣品EMC分別降至16.00%和14.61%,在其他相對濕度中具有同樣的趨勢;隨著相對濕度的增大樣品的結(jié)塊程度逐漸增加,并與谷朊粉的添加量成反比;隨著谷朊粉比例的增加接觸角由 11.3°增大到94.8°,這表明加入谷朊粉可以增強樣品對外界水分的抵抗能力。
在果糖:麥谷蛋白/麥醇溶蛋白為3:7的體系中,添加麥谷蛋白的樣品平衡含水率低于添加麥醇溶蛋白的樣品,當果糖與兩種蛋白質(zhì)質(zhì)量比為2:8時,兩種體系的平衡吸濕率無明顯差距,所以在果糖占比較高的體系中,麥谷蛋白的抑濕效果更好;Peleg和GAB模型對于凍干果糖樣品具有較好的描述性,其中 Peleg模型擬合程度最高,對于平衡吸濕率的預測更為準確;樣品達到吸濕平衡時的宏觀圖片顯示,麥谷蛋白和麥醇溶蛋白均可以降低其吸濕性,但麥谷蛋白效果更突出,這可能與麥谷蛋白具有更強的疏水性有關。另外,麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的加入能夠影響樣品中水分的狀態(tài),降低吸水量,并減少水分向高自由度方向的遷移程度,相較于麥醇溶蛋白,麥谷蛋白對降低水分自由度產(chǎn)生了更有效的影響。