脫乙酰魔芋葡甘聚糖獨特低溫溶解行為與機制探究.pdf

1、魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan，KGM）是我國具有資源壟斷性的特色親水膠體—魔芋的主要功能成分，該雜多糖高度親水，當移除其分子鏈上部分乙?；螅渌苄韵陆瞪踔镣耆蝗?，然而在低溫區(qū)域，卻具有一系列獨特的低溫加工特性。對脫乙酰魔芋葡甘聚糖(da-KGM)而言，其低溫下的結(jié)構(gòu)和性能變化迄今無系統(tǒng)的研究。鑒于其潛在、特異的應用潛力，本文將不同脫乙酰度KGM在不同溫度下溶解于10wt％尿素溶液中，確定其最佳溶解溫度為-4℃

2、。采用不同種類鹽、堿、氫鍵開裂劑在-4℃下溶解脫乙酰KGM(da-KGM)，確定其最佳溶劑為9wt％ KSCN水溶液。利用剛果紅光譜探針和流變儀分別測定da-KGM/10wt％尿素水溶液和da-KGM/9wt％ KSCN水溶液的紫外光譜、圓二色譜(CD)信息和溶液—凝膠轉(zhuǎn)變的流變學特征。研究重點利用差示掃描量熱儀(DSC)、粘度、變溫紅外、固體交叉極化/魔角自旋核磁測試(CP/MAS13C NMR)、透射電鏡(TEM)等手段系統(tǒng)探討在不

3、同低溫處理條件下Da-KGM/KSCN體系中溶劑、溶質(zhì)及溶液的相關(guān)結(jié)構(gòu)特征，以揭示低溫促溶的機制，為多糖低溫加工提供理論參考。
　　 主要研究結(jié)果如下:
　　 1.確定da-KGM溶解的最佳條件。溶解度實驗結(jié)果表明da-KGM最佳溶解溫度為-4℃，在-4-10℃間的溶解度曲線遵循阿倫尼烏斯方程，溶解活化能為-21.2kJ/mol，證明低溫溶解是一個熵驅(qū)動過程。最佳溶劑為9wt％ KSCN，溶解動力學遵循準一級模型。

4、>　　 2.分析da-KGM在溶劑中的分子結(jié)構(gòu)。da-KGM/10wt％尿素水溶液和da-KGM/9wt％ KSCN水溶液體系的剛果紅紫外光譜探針表明脫乙酰KGM分子發(fā)生自卷形成類螺旋結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)變得有序，兩種溶劑均加強了分子內(nèi)的作用力，且9wt％ KSCN相對更有利于脫乙酰KGM分子內(nèi)有序結(jié)構(gòu)的形成，削弱分子間的相互作用而溶解。CD結(jié)果表明脫乙酰KGM分子結(jié)構(gòu)立體非對稱性構(gòu)象增強。
　　 3.探討da-KGM溶液的流變性質(zhì)。

5、靜態(tài)流變分析顯示脫乙酰度越高，脫乙酰KGM的零切粘度越低，低頻區(qū)產(chǎn)生的平臺區(qū)越平緩，流變模型遵循cross方程。動態(tài)流變分析結(jié)果表明脫乙酰KGM溶液在剪切作用下凝膠化時間隨脫乙酰KGM溶液濃度升高、脫乙酰度降低、溫度降低而減少。溫度掃描結(jié)果表明脫乙酰KGM溶膠顯示典型的熱致凝膠行為。
　　 4.確定低溫下KSCN在水中的存在形態(tài)，探討脫乙酰KGM低溫促溶機制。DSC、變溫FT-IR、粘度測試表明KSCN水溶液中存在KSCN水合物