摘要
复配凝胶广泛应用于食品工业，凝胶复配可起到协同增效的作用，复配凝胶具有硬度大、弹性适中、凝胶表面均匀光滑等特点，但也存在稳定性差、易析水等缺点。本文以κ-卡拉胶/魔芋葡甘聚糖(KC/KGM)复配凝胶为主体，利用物性学实验、热力学实验、流变学实验、傅里叶变换红外(FTIR)、核磁共振(1HNMR)、X-射线衍射(XRD)等分析手段研究了不同环糊精(CD)对KC/KGM复配体系凝胶特性的影响。 利用质构、压缩实验、粘度扫描、频率扫描、扫描电镜和冻融稳定性分析等物性学手段研究了不同CD对KC/KGM复配凝胶凝胶特性的影响。质构实验结果表明，CD的加入使得复配凝胶的力学性能有所提高。CD浓度在0.5%-1.5%(w/w)的范围内，硬度随浓度的增加而增强。当CD浓度大于1.5%时，复配凝胶硬度与CD浓度呈负相关。CD对凝胶弹性的影响较小，其内聚性、胶黏性、咀嚼性与硬度趋势相似。压缩实验表明，CD提高了复配凝胶的压缩弹性模量，提高了凝胶网络的抗变形能力。在冻融稳定性实验中，添加CD后复配凝胶的稳定性明显提高，第一次冻融循环后保水率提高了约10%左右。扫描电镜结果表明，含有CD的复配凝胶微观结构更致密，网络空隙更小。在溶胶状态下多糖链对CD的排斥作用使得KC/KGM共混溶液冷却后形成更致密的网状结构，有利于改善凝胶的力学特性和冻融稳定性。 通过探究CD对KC/KGM复配凝胶的热力学性质发现，CD对KC/KGM复配凝胶的热力学特性有显著的改善。热重实验发现，KC/KGM复配凝胶的失重率均高于KGM和KC，说明两者复配分子链间重新进行了排列。复配凝胶分解温度比单纯的KC高，分解需要更高的能量，说明KC/KGM复配凝胶形成的网络结构更稳定，复配凝胶的热稳定性增强。CD的加入使得复配凝胶形成更致密的网络结构，结晶区减少，复配凝胶的分解温度提高，分解共混组分需要更高的能量，表现为复配凝胶的热稳定性提高。温度扫描流变实验结果显示，CD对KC/KGM复配凝胶的凝胶温度(Tgel)和溶胶温度(Tsol)均有提升作用，有利于凝胶食品在加工中冷却成胶和产品在储藏中的稳定性。 采用红外、核磁共振、X-射线衍射等分析手段探究了不同CD对KC/KGM复配凝胶的影响机理。红外实验表明，CD的加入使得复配凝胶的羟基振动峰均向低波数发生偏移，说明复配凝胶和CD分子之间氢键相互作用加强。1HNMR结果显示，KC/KGM复配凝胶与单纯的KC和KGM相比，均向低场方向发生化学位移，说明复配凝胶亲水性增强，氢键增多，网络结构连接点增多，结构更紧密，凝胶性更稳定。XRD结果表明，CD可以降低复配凝胶的结晶度，使得非结晶区增多，网络结构更致密。 以KC/KGM、β-CD、蔗糖、香兰素为原料，氯化钾为凝胶助剂，通过正交实验优化制备食用凝胶的最佳工艺，然后通过质构实验和冻融稳定性实验对食用凝胶质构特性和冻融稳定性进行了分析。制备食用凝胶的优化条件为：β-环糊精添加量1.5%、蔗糖添加量17%、香兰素添加量0.015%，此时食用凝胶的硬度和弹性为276.747g和0.936，达到市售果冻对质构特性水平的要求。而且食用凝胶的冻融稳定性明显提高，比市售果冻提高约5%。
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