改性魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白复合物的流变特性研究

单一多糖或蛋白质作为天然高分子食品保鲜膜的制备成膜时，因其分子缔合状态或自组装结构导致其成膜性、膜的亲水性和透气性等存在一定缺陷，膜的机械性能也不能满足广泛的需求。本项目拟以改性魔芋葡甘聚糖和大豆分离蛋白为基材，分别以粉粒和溶胶状态复合，获得多糖-蛋白质复合物，研究开发新型天然高分子膜材料的途径 。通过动、静态激光光散射仪监测改性魔芋葡甘聚糖和大豆分离蛋白两种高分子复合反应的动态过程、测定分子构象及分子聚集状态的改变，进行复合溶液的稳定、聚集和相分离过程的动力学研究，运用旋转流变仪系统总结该复合物分散体系的流变学行为，表征复合溶胶触变性和胶体强度，探究多糖与蛋白质之间的复合反应机理，并建立多糖-蛋白复合物流变特性、功能特性与环境因素的相关性，为开发新的食品保鲜膜提供理论依据。

利用羧甲基魔芋葡甘聚糖（CMKGM）与大豆分离蛋白（SPI）共混，通过流变学和微观结构等分析手段，探讨CMKGM与SPI复合物结构与功能之间的联系，为多糖-蛋白质复合物作为新型高分子材料的应用提供理论依据。结论如下：.（1）随着取代度增加，CMKGM的重均分子量和数均分子量增加，分子链有呈现星型折叠形态的趋势；CMKGM聚合物的分子链构象是具有伸展的链结构的柔韧线团，类似于魔芋葡甘聚糖的分子链，但呈现出更多的折叠；取代度为0.4的分子链构象呈现出一个三臂星型形状的分子绕曲形态。CMKGM的储能模量G’、耗损模量G”随着频率的增加而增大，随着取代度增加，CMKGM的G’、G”逐渐降低，说明随着取代度增加，CMKGM的疏水性增强。随着取代度增加，CMKGM溶液分子粒径和Zeta电位值稳定，溶液体系趋于稳定状态。.（2）CMKGM及CMKGM/SPI复合物溶液都为非牛顿假塑性流体。随着复合物中CMKGM含量增大，表观粘度逐渐增大，且随着剪切速率的增大，溶液体系表观粘度急剧下降；在低频区域0.1-1Hz时复合物的储能模量没有显著变化，而在高频区域1-10Hz时复合物的储能模量随着频率及CMKGM含量的增大呈增大的趋势，体系结构性也越来越强，复合体系凝胶强度显著增加。随着CMKGM含量增大，胶体颗粒粒径逐步减小。随着CMKGM取代度增加，复合物溶液Zeta电位及胶体粒径值稳定，溶液体系趋于稳定状态。相图揭示了复合体系的均相区域及非均相区域。.（3）CMKGM/SPI复合膜的红外光谱表明CMKGM与SPI发生了美拉德反应及氢键相互作用；X-衍射表明复合膜体系整体反映出无定形态；复合物DSC曲线中有一个单独Tg，表明CMKGM和SPI间有良好的相容性；扫描电镜表明复合膜表面均匀、致密，无相分离现象，说明CMKGM和SPI之间相容性较好，共混形成了一种网络互穿复合物，具有良好的成膜性。CMKGM（取代度0.3）与SPI共混，当CMKGM含量为80%，共混时间180 min,温度为70°C时制备的CMKGM/SPI复合膜拉伸强度为27.3 Mpa，断裂伸长率为34.9%，而纯SPI膜拉伸强度和断裂伸长率分别为4.8 Mpa和1.7%，纯CMKGM膜分别为25.8 Mpa和27.2%；复合膜接触角为96.2°，透氧率为63×10-5cm3/m2d Pa，水滴渗透时间为409.8min。