高产-葡聚糖燕麦胶的制备及性能研究

高产-葡聚糖燕麦胶的制备及性能研究

叫做麦冬胶的是一种含有麦冬素的亲水胶。燕麦β-葡聚糖主要分布于燕麦籽粒的亚糊粉层中,经过碾磨加工在麸皮中富集,用水或稀碱溶液可以提取得到含β-葡聚糖60%～90%的黏性溶液。研究表明,燕麦β-葡聚糖具有降血脂、降血糖、调节免疫等多种保健功能,因此不仅使得富含有β-葡聚糖的燕麦类食品的消费大大增加,如燕麦片、燕麦面条等;而且其已经作为一种新型功能性食品的配料,添加于冷冻食品、即食食品、饮料等多种类型的食品中,相应的β-葡聚糖在食品体系中的一些特性的研究也就日渐增多,研究较多的集中在对燕麦β-葡聚糖溶液的黏性及其流变特性的研究方面,燕麦β-葡聚糖的流变性还会影响到它的其他性能,如凝胶性、乳化性和起泡性等。这些特性使得富β-葡聚糖的燕麦胶添加到食品中不仅影响食品的感官性能,而且还会影响食品的质地、性状等,并可以和食品体系中的脂肪、蛋白质、淀粉等物质共同作用,从而影响食品的加工性能和食用品质。为了了解燕麦β-葡聚糖潜在的应用价值,为燕麦类食品的开发利用提供理论依据,进行了燕麦胶的乳化性和起泡性研究。1材料和方法1.1干基-葡聚糖的制备燕麦麸:由山西大同荣康粮油食品有限公司提供;大豆色拉油:食品级,市售。燕麦胶:试验室自制。其方法为:燕麦麸(过50目筛)→热水提取→酶法去淀粉,等电点沉淀法去除蛋白质→离心,得上清液→加入60%乙醇溶液,4℃过夜→离心,沉淀加水溶解→冷冻干燥→燕麦胶提取物(经测定其干基β-葡聚糖含量大于80%,蛋白质含量小于10%)。1.2乳化层体积测定称取一定量的冷冻干燥后的燕麦胶提取物,分别配成质量分数为0.5%、1.0%、2.0%、3.5%、5.6%(即分别为5、10、20、35、56mg/mL)的燕麦胶溶液。取不同质量分数的燕麦胶溶液50mL,在室温下加入50mL色拉油,于高速分散器中以2000r/min的转速乳化2min,之后1300×g离心5min,记录乳化层体积,每一样品做两次重复,计算平均值。按下式计算乳化能力(emulsioncapability,EC):EC(%)=被乳化层高度/离心管中液体总体积×100%将上述乳化样品,置于80℃水浴中保温30min,再用自来水冷却15min,于1300×g离心5min,计算乳化稳定性(emulsionstablity,ES):ES(%)=保持乳化状态的液层高度/最初乳化层的高度×100%按同样的方法测定不同温度和pH下的乳化性和乳化稳定性。1.3起泡能力和泡沫稳定性的测定取不同质量分数的燕麦胶溶液100mL,置于量筒中,在高速分散器中以10000r/min的转速搅打2min,记录泡沫体积,测定温度为20℃,按下式计算起泡能力(foamcapability,FC):FC(%)=泡沫体积/最初溶液总体积×100%停止搅打之后静置30min,观察记录泡沫体积,前后两者泡沫体积之比可视为泡沫稳定性(foamstability,FS),即FS(%)=30分钟后泡沫体积/搅打停止时泡沫体积×100%按同样的方法测定不同温度和pH下的起泡能力和泡沫稳定性。1.4用赵氏法测定了纸浆表面和界面张力取不同质量分数的燕麦胶溶液,用DuNouy环法测定表面张力和界面张力,测定时稳定时间为30min。1.5主要设备XHF-1高速分散器:上海金达生化仪器厂;表面张力仪;江南大学化工学院。2试验结果2.1通过提高质量分数的乳化性能来提高乳化稳定性乳化性和起泡性是食品体系的两个重要的基本功能特性。除了蛋白质以外,一些水溶性胶体也具有很好的乳化性和发泡性。试验测定了质量分数为0.5%、1.0%、2.0%、3.5%和5.6%的燕麦胶的乳化性及乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性,试验结果见表1。从表可见,燕麦胶的乳化性随着质量分数的增加而增加,质量分数越大,乳化性能越好,相应的乳化稳定性也越高。富含β-葡聚糖的燕麦胶溶液是高黏度溶液,黏度随着质量分数的增加而增加,在较高的质量分数下,大多数胶体有很好的乳化性,黏度的增大,使得乳化液中液滴的运动速度减慢,有利于乳状液的稳定。高黏度的燕麦胶,在水相中起到了增稠剂的作用,这种稠化作用,可降低油相和水相的不相溶性,能使油脂乳化在水中,因而可在许多食品饮料中用作乳化剂和稳定剂。β-葡聚糖具有一定的起泡性。从表1可见,质量分数较低的燕麦胶起泡性和泡沫稳定性差,而随着质量分数增加,其起泡性和泡沫稳定性增加。有研究用2.5%的低黏度大麦β-葡聚糖来研究了泡沫的形成,认为泡沫可能是与其凝胶网络的形成有关,并依赖于一定的黏度、浓度等因素,还会受到体系所含蛋白质浓度的影响。β-葡聚糖可以提高泡沫的稳定性,但只有β-葡聚糖含量达到一定量时,才对泡沫稳定性起作用。2.2乳化性和乳化稳定性选用质量分数为1%的燕麦胶,研究了在不同温度下的乳化性和起泡性,结果见图1。从图1可见,随着温度的增加,燕麦β-葡聚糖的乳化性及乳化稳定性下降,起泡性和泡沫稳定性也出现一致的趋势,这可能和β-葡聚糖黏度变化有关,温度的升高,燕麦β-葡聚糖的黏度下降。有研究表明在中性条件下,大麦β-葡聚糖55℃乳化性即稳定性最好,45℃下起泡性和稳定性最好。从图可见,在60℃时β-葡聚糖乳化性最高,20～60℃范围内β-葡聚糖都有好的乳化稳定性。起泡性和泡沫稳定性在40℃时最高。2.3中性品质/糖质选用质量分数为1%的燕麦胶,进行了不同pH条件下乳化性的测定,结果见图2。从图2可见,燕麦胶的乳化性能在pH为2.5和pH10.5的乳化性能略低,而在pH为中性条件下最高,起泡性和泡沫稳定性也是在中性条件下最高。燕麦β-葡聚糖是一种中性多糖,它的较好的提取条件是在pH中性及弱碱性(pH8～10)条件,在这样的条件下β-葡聚糖黏性较高,而在强酸和强碱则会导致部分燕麦β-葡聚糖发生解聚,而使黏度降低,从而影响了燕麦胶的乳化能力和起泡性能。高温和高pH值,会导致乳化稳定性和泡沫稳定性下降。2.4燕麦胶的表面活性多糖的泡沫稳定性和乳化稳定性主要是由于液相黏度的增加,大多数水溶性胶体属于亲水性物质,没有明显的表面活性。然而,作为乳化稳定剂,一些水溶性胶体可以表现一定的表面活性和界面活性,对水-空气体系和水-油体系中大麦β-葡聚糖界面张力的测定,显示其存在弱的表面活性。本研究用DuNouy环法测定了不同质量分数的燕麦胶在水-空气的表面张力和水-油之间的界面张力,结果见表2。一般来说,油/水界面表面张力越低,乳状液的形成就越容易。从表2可见,燕麦胶也具有较低的表面张力和界面张力,并且,随着质量分数的增加而逐渐降低,因此燕麦胶的乳化性和乳化稳定性随着质量分数而增加。3乳化性和水乳化燕麦β-葡聚糖具有一定的乳化性和起泡