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亚麻籽胶的功能性质、结构及其应用

作　者: 陈海华
导　师: 许时婴
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 亚麻籽胶 化学结构 溶解性质 流变性质 胶凝性质 乳化性质 协同作用
分类号: TS201.2
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


亚麻籽胶是具有较好应用前景的一种亲水胶体,但对亚麻籽胶的功能性质和结构还不十分清楚,因而限制了亚麻籽胶作为添加剂在食品、医药及化妆品等工业中的应用。本论文以新疆绿旗公司提供的亚麻籽胶为原料,对其功能性质、结构和应用进行了深入的研究,主要研究内容和结果如下:亚麻籽胶是由木糖、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖、葡萄糖、岩藻糖等6种单糖组成,木糖是亚麻籽胶的主要单糖组分,岩藻糖是亚麻籽胶中含量最少的单糖组分。Xyl/Rha =1.7,说明亚麻籽胶以中性多糖为主。亚麻籽胶含有糖醛酸,说明亚麻籽胶是一种阴离子多糖。采用SEC-MALLS联用法测定得到亚麻籽胶的重均分子量(Mw)为3.27×106,数均分子量(Mn)为2.77×106。Mw/Mn为1.18,说明亚麻籽胶的分子大小较均一;均方旋转半径为93.6nm,意味着亚麻籽胶分子在水溶液中伸展程度较大;第二维利常数表明水为亚麻籽胶的θ溶剂;根据无扰尺寸推测亚麻籽胶是一种具柔顺链的大分子。采用CTAB络合法,从亚麻籽胶中分离得到AFG和NFG两种组分,通过离子交换柱层析和凝胶过滤柱层析分别对AFG和NFG进行纯化,得到AFG-1和NFG-1纯品,经凝胶柱层析鉴定为均一组分,凝胶过滤法测得相对分子质量分别为7.62×105和1.19×106,苯酚-硫酸法测得其总糖含量分别为58.92%和84.93%,硫酸-咔唑法测得糖醛酸含量分别为33.55%和6.58%。UV结果表明AFG-1含少量蛋白质,NFG-1不含蛋白质。元素分析表明,AFG-1中C、H和N的含量分别为28.04%、5.89%和0.80%;氨基酸测定的结果表明,AFG-1含17种氨基酸,其中谷氨酸和天冬氨酸含量最高。β-消除反应的结果表明AFG-1的糖链与肽链通过O-糖苷键连接,主要与丝氨酸连接,少量于苏氨酸连接。IR测定的结果表明AFG-1和NFG-1具有多糖的特征吸收,其糖环均为吡喃环。AFG-1的糖环以α-糖苷键连接,而NFG-1的糖环有两种连接方式,即α-糖苷键和β-糖苷键。用高碘酸氧化、Smith降解、部分酸水解、甲基化反应、1H和13C NMR等方法对NFG-1的结构进行分析,得到以下结论: NFG-1的主链主要由木糖和葡萄糖残基组成,大部分阿拉伯糖和部分木糖位于NFG-1的侧链或末端,木糖主要以1→4位键合为主,并存在少量的1→2或1→3位键合,约有1/3的木糖位于非还原末端;葡萄糖主要以1→6或1→2位键合为主;阿拉伯糖有1→4、1→2或1→3位键合,有1/3的阿拉伯糖位于非还原末端;半乳糖存在1→4或1→6位键合,约有1/5位于非还原末端。木糖是β-型,葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖均为α-型。AFG-1部分酸水解的结果表明,AFG-1主链主要由鼠李糖和半乳糖醛酸组成,大部分岩藻糖位于AFG-1的侧链或末端;大部分半乳糖位于AFG-1的侧链,少量的半乳糖位于AFG-1的末端。

全文目录


缩写词对照表  10-11
摘要  11-14
Abstract  14-17
第一章 绪论  17-34
  1.1 亲水胶体的功能性质与结构的关系  17-19
    1.1.1 增稠性  17-18
    1.1.2 胶凝性  18-19
    1.1.3 乳化稳定性  19
    1.1.4 其它功能性质  19
  1.2 食品工业中几种重要的亲水胶体  19-21
    1.2.1 黄原胶  19-20
    1.2.2 卡拉胶  20
    1.2.3 瓜儿胶  20
    1.2.4 海藻胶  20-21
    1.2.5 果胶  21
    1.2.6 阿拉伯胶  21
  1.3 亚麻籽胶  21-28
    1.3.1 亚麻籽的资源概况  22
    1.3.2 亚麻籽的化学组成  22-24
      1.3.2.1 亚麻籽油  22-23
      1.3.2.2 亚麻籽蛋白  23
      1.3.2.3 亚麻籽胶  23
      1.3.2.4 木酚素  23
      1.3.2.5 维生素和矿物质  23-24
      1.3.2.6 生氰糖苷  24
      1.3.2.7 亚麻籽中的抗营养因子  24
    1.3.3 亚麻籽胶的国外研究现状  24-28
      1.3.3.1 亚麻籽胶的提取、纯化  24-25
      1.3.3.2 亚麻籽胶的组成与结构  25-26
      1.3.3.3 亚麻籽胶的功能性质  26-27
      1.3.3.4 亚麻籽胶的应用  27-28
  1.4 本课题的立题背景和意义  28
  1.5 本论文研究的主要内容  28-29
  主要参考文献  29-34
第二章 亚麻籽胶的分离、纯化和结构研究  34-57
  2.1 前言  34
  2.2 材料与设备  34-35
    2.2.1 实验材料  34
    2.2.2 实验仪器与设备  34-35
  2.3 实验方法  35-40
    2.3.1 水分含量的测定  35
    2.3.2 灰分含量的测定  35
    2.3.3 蛋白质含量的测定  35
    2.3.4 氨基酸组成和含量的测定  35-36
    2.3.5 总多糖含量的测定  36
    2.3.6 气相色谱法测定亚麻籽胶中单糖组成  36
    2.3.7 半乳糖醛酸含量的测定  36
    2.3.8 特性粘度的测定  36-37
    2.3.9 相对分子质量的测定  37
    2.3.10 亚麻籽胶的分离纯化  37-38
    2.3.11 红外光谱(IR)测定  38
    2.3.12 元素分析  38
    2.3.13 紫外光谱(UV)测定  38
    2.3.14 糖肽键的连接方式  38
    2.3.15 高碘酸氧化  38
    2.3.16 Smith 降解  38-39
    2.3.17 甲基化分析  39
    2.3.18 部分酸水解  39-40
    2.3.19 核磁共振分析  40
  2.4 结果与讨论  40-55
    2.4.1 亚麻籽胶的化学组成和化学结构  40-44
      2.4.1.1 亚麻籽胶的主要成分  40
      2.4.1.2 亚麻籽胶的单糖组成  40-41
      2.4.1.3 亚麻籽胶的糖醛酸组成和含量  41-42
      2.4.1.4 亚麻籽胶的红外光谱特性  42
      2.4.1.5 亚麻籽胶的特性粘度  42-43
      2.4.1.6 亚麻籽胶的相对分子质量  43-44
    2.4.2 亚麻籽胶中酸性多糖和中性多糖的分离与纯化  44-49
      2.4.2.1 酸性多糖和中性多糖的初步分离  44-45
      2.4.2.2 AFG 和NFG 的纯化  45
      2.4.2.3 AFG-1和NFG-1的纯度和相对分子质量  45-46
      2.4.2.4 AFG-1和NFG-1的单糖组成  46
      2.4.2.5 AFG-1和NFG-1的总糖和糖醛酸含量  46-47
      2.4.2.6 AFG-1 和NFG-1 的紫外光谱(UV)测定  47
      2.4.2.7 AFG-1 的元素和氨基酸组成  47-48
      2.4.2.8 AFG-1 的糖肽键的连接方式  48
      2.4.2.9 AFG-1和NFG-1的糖环和糖苷键的确定  48-49
    2.4.3 NFG-1 一级结构的推断  49-54
      2.4.3.1 高碘酸氧化  49
      2.4.3.2 Smith 降解  49-50
      2.4.3.3 部分酸水解  50-51
      2.4.3.4 甲基化分析  51-52
      2.4.3.5 核磁共振分析  52-54
    2.4.4 AFG-1 的部分酸水解  54-55
  2.5 本章小结  55
  主要参考文献  55-57
第三章 亚麻籽胶的溶解性质和流变性质  57-72
  3.1 前言  57
  3.2 材料与设备  57-58
    3.2.1 实验材料  57
    3.2.2 实验仪器与设备  57-58
  3.3 实验方法  58
    3.3.1 样品的制备  58
    3.3.2 静态流变性质的测定  58
    3.3.3 动态流变性质的测定  58
      3.3.3.1 线性粘弹区的测定  58
      3.3.3.2 动态流变性质的测定  58
    3.3.4 原子力显微镜(AFM)的观察  58
    3.3.5 亚麻籽胶溶液的 Zeta 电位的测定  58
    3.3.6 亚麻籽胶、瓜儿胶和黄原胶特性粘度的测定  58
  3.4 结果与讨论  58-70
    3.4.1 亚麻籽胶的溶解性质  58-63
      3.4.1.1 溶解温度和时间对亚麻籽胶溶液静态流变性质的影响  58-60
      3.4.1.2 溶解温度和时间对亚麻籽胶溶液动态流变性质的影响  60-63
    3.4.2 影响亚麻籽胶溶解性质的原因  63-65
    3.4.3 亚麻籽胶的流变性质  65-68
      3.4.3.1 浓度对亚麻籽胶溶液粘度的影响  65-66
      3.4.3.2 温度对亚麻籽胶溶液粘度的影响  66-67
      3.4.3.3 pH 值对亚麻籽胶溶液粘度的影响  67
      3.4.3.4 盐对亚麻籽胶溶液粘度的影响  67
      3.4.3.5 亚麻籽胶、瓜儿胶和黄原胶溶液的动态流变性质  67-68
    3.4.4 浓度影响亚麻籽胶溶液的粘度的原因  68-69
    3.4.5 pH 和电解质影响亚麻籽胶溶液的粘度的原因  69-70
    3.4.6 亚麻籽胶、瓜儿胶和黄原胶流变性质差异的原因  70
  3.5 本章小结  70-71
  主要参考文献  71-72
第四章 亚麻籽胶的胶凝性质  72-83
  4.1 前言  72
  4.2 材料与设备  72-73
    4.2.1 实验材料  72
    4.2.2 实验仪器与设备  72-73
  4.3 方法  73
    4.3.1 胶凝点和熔化点的测定  73
      4.3.1.1 样品的制备  73
      4.3.1.2 动态流变学法  73
      4.3.1.3 差示扫描量热法  73
    4.3.2 凝胶强度的测定  73
      4.3.2.1 样品的制备  73
      4.3.2.2 凝胶强度的测定  73
    4.3.3 亚麻籽胶凝胶超微结构的观察  73
  4.4 结果与讨论  73-81
    4.4.1 亚麻籽胶的溶胶和凝胶转变  73-78
      4.4.1.1 动态流变学法测定亚麻籽胶的胶凝点和熔化点  74
      4.4.1.2 差示扫描量热法测定亚麻籽胶的胶凝点和熔化点  74-75
      4.4.1.3 影响亚麻籽胶 Tgel 和 Tmelt 的因素  75-77
      4.4.1.4 亚麻籽胶的溶胶和凝胶转变过程中的滞后  77-78
      4.4.1.5 亚麻籽胶胶凝过程的主要作用力  78
    4.4.2 影响亚麻籽胶凝胶强度的因素  78-81
      4.4.2.1 溶解温度  78-79
      4.4.2.2 亚麻籽胶溶液的浓度  79
      4.4.2.3 pH  79-80
      4.4.2.4 盐  80
      4.4.2.5 pH 和盐对亚麻籽胶凝胶强度影响的原因  80-81
  4.5 本章小结  81
  主要参考文献  81-83
第五章 亚麻籽胶的乳化性质  83-94
  5.1 前言  83
  5.2 材料与设备  83-84
    5.2.1 实验材料  83
    5.2.2 实验仪器与设备  83-84
  5.3 方法  84-85
    5.3.1 成分分析  84
    5.3.2 乳状液的制备  84
    5.3.3 乳状液液滴大小的测定  84
    5.3.4 界面膜的蛋白质吸附量的测定  84
    5.3.5 乳化力、乳化稳定性及乳状液贮存稳定性的测定  84-85
    5.3.6 特性粘度的测定  85
    5.3.7 相对分子质量和均方旋转半径的测定  85
    5.3.8 表面疏水性的测定  85
  5.4 结果与讨论  85-92
    5.4.1 均质压力对乳状液粒径大小的影响  85-86
    5.4.2 影响亚麻籽胶乳状液稳定性的因素  86-89
      5.4.2.1 亚麻籽胶溶液的浓度  86
      5.4.2.2 乳化油量  86-87
      5.4.2.3 乳化温度  87-88
      5.4.2.4 乳状液的贮存温度  88-89
      5.4.2.5 溶解温度  89
    5.4.3 亚麻籽胶与阿拉伯胶乳化性质的比较  89-91
      5.4.3.1 亚麻籽胶与阿拉伯胶复配对乳状液稳定性的影响  89-90
      5.4.3.2 亚麻籽胶与阿拉伯胶乳化性差异的机理探讨  90-91
    5.4.4 亚麻籽胶与大豆分离蛋白复配对乳化稳定性的影响  91-92
  5.5 本章小结  92
  主要参考文献  92-94
第六章 亚麻籽胶与其它生物大分子的相互作用  94-105
  6.1 前言  94
  6.2 材料与设备  94-95
    6.2.1 实验材料  94-95
    6.2.2 实验仪器与设备  95
  6.3 实验方法  95-96
    6.3.1 肉-亚麻籽胶( M-FG) 混合物的制备  95
    6.3.2 肌原纤维蛋白-亚麻籽胶( MP-FG) 混合物的制备  95
    6.3.3 盐溶肉蛋白-亚麻籽胶( SSMP-FG) 混合物的制备  95
    6.3.4 SSMP-FG 混合凝胶的制备  95-96
    6.3.5 亚麻籽胶-卡拉胶(FG-CA)复配凝胶的制备  96
    6.3.6 DSC 测定  96
    6.3.7 流变性质测定  96
      6.3.7.1 SSMP-FG 混合物流变性质的测定  96
      6.3.7.2 FG-CA 混合溶液流变性质的测定  96
    6.3.8 凝胶强度的测定  96
    6.3.9 析水率的测定  96
    6.3.10 超微结构的观察  96
  6.4 结果与讨论  96-103
    6.4.1 亚麻籽胶与肉蛋白的相互作用  96-102
      6.4.1.1 亚麻籽胶对肉蛋白热变性的影响  96-97
      6.4.1.2 亚麻籽胶对肌原纤维蛋白热变性的影响  97-98
      6.4.1.3 亚麻籽胶对盐溶肉蛋白热变性的影响  98-99
      6.4.1.4 亚麻籽胶对盐溶肉蛋白凝胶质构的影响  99-100
      6.4.1.5 添加亚麻籽胶对盐溶蛋白超微结构的影响  100-101
      6.4.1.6 亚麻籽胶与盐溶肉蛋白间的相互作用力  101-102
    6.4.2 亚麻籽胶与卡拉胶的相互作用  102-103
      6.4.2.1 亚麻籽胶-卡拉胶混合凝胶的凝胶强度和析水率  102
      6.4.2.2 亚麻籽胶对卡拉胶凝胶粘弹性的影响  102-103
  6.5 本章小结  103
  主要参考文献  103-105
第七章 亚麻籽胶在食品中的应用  105-118
  7.1 前言  105-106
  7.2 材料和设备  106
    7.2.1 实验材料  106
    7.2.2 实验仪器与设备  106
  7.3 实验方法  106-109
    7.3.1 低脂午餐肉的基本配方  106-107
    7.3.2 低脂午餐肉的制作步骤(实验室小试)  107
    7.3.3 午餐肉质构分析和感官评定  107
      7.3.3.1 午餐肉的水油渗出率的测定  107
      7.3.3.2 午餐肉的全质构分析  107
      7.3.3.3 午餐肉的感官评定  107
    7.3.4 面粉成分分析  107-108
      7.3.4.1 水分含量  107
      7.3.4.2 灰分含量  107-108
      7.3.4.3 蛋白质含量  108
      7.3.4.4 湿面筋含量  108
    7.3.5 面粉粉质性能的测定  108
    7.3.6 面团流变性质的测定  108
    7.3.7 面团超微结构的测定  108
    7.3.8 面条品质测试  108-109
      7.3.8.1 面条制作  108
      7.3.8.2 面汤混浊度的测定  108
      7.3.8.3 面条烹煮损失的测定  108
      7.3.8.4 熟面条的质构测定  108-109
      7.3.8.5 生面条的弯曲试验  109
  7.4 结果与讨论  109-116
    7.4.1 亚麻籽胶在低脂午餐肉中的应用  109-112
      7.4.1.1 午餐肉蒸煮条件的确定  109-110
      7.4.1.2 添加亚麻籽胶对午餐肉品质的影响  110-111
      7.4.1.3 亚麻籽胶与卡拉胶复配对午餐肉品质的影响  111-112
    7.4.2 亚麻籽胶在挂面中的应用  112-116
      7.4.2.1 面粉主要成分  112
      7.4.2.2 亚麻籽胶对面团流变性质的影响  112-114
      7.4.2.3 亚麻籽胶对面条品质的影响  114-116
  7.5 本章小结  116
  主要参考文献  116-118
主要结论  118-120
论文创新点  120-121
附图  121-131
攻读博士期间发表的论文  131-132
致谢  132

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 一般性问题 > 基础科学 > 食品化学
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