中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院加工所探究了無(wú)花果果膠流變和熱力學(xué)特性
時(shí)間:2025-05-13 09:44 來(lái)源:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 作者: 易建勇
近日,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所果蔬加工制造與營(yíng)養(yǎng)健康創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究了不同濃度和不同溫度條件下無(wú)花果果膠的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)流變行為,并采用熱分析方法探究了不同升溫速率下無(wú)花果果膠熱力學(xué)特性的差異,結(jié)合模型擬合分析了其降解機(jī)理,相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Food Chemistry》(JCR一區(qū),IF=8.5)上。加工所2022級(jí)碩士研究生馬科科為論文第一作者,畢金峰研究員和易建勇研究員為共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2024YFD2100603)和貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目[黔科合中引地(2024)025]的支持。


果膠已被廣泛用于改善食品的流變性能,其中低酯果膠常被作為膠凝劑使用,但目前低酯果膠通常是高酯果膠脫酯而來(lái),成本高且會(huì)造成資源浪費(fèi),而天然低甲氧基果膠的來(lái)源有限。因此,開(kāi)發(fā)新來(lái)源天然低甲氧基果膠具有重大意義。隨著我國(guó)無(wú)花果果實(shí)產(chǎn)量逐年增加,其副產(chǎn)物的加工與利用已成為重要研究課題。研究發(fā)現(xiàn),無(wú)花果果膠作為低酯果膠,具有多種理化功能性質(zhì),但尚不明確其在實(shí)際應(yīng)用中的重要性質(zhì),如流變和熱力學(xué)性質(zhì)等。
本研究通過(guò)酸提取法從無(wú)花果中獲取了一種新型天然低甲氧基果膠,探究不同濃度(20、30、40、50、60 g/L)無(wú)花果果膠在不同溫度(5、15、25、35、50℃)下的流變特性差異,以及在不同升溫速率(5、10、15、20 K/min)下的熱力學(xué)特性。流變結(jié)果表明,無(wú)花果果膠溶液呈現(xiàn)出剪切變稀的特性,即表現(xiàn)為假塑性流體;果膠的表觀黏度隨著濃度的增加和溫度的降低而逐漸升高,且在剪切速率-剪切應(yīng)力曲線中,通過(guò)上升-下降的循環(huán)形成了滯后環(huán),呈現(xiàn)出觸變性。果膠的彈性模量(G′)和黏性模量(G“)隨著濃度的降低和溫度的升高而逐漸減小。在較高濃度下,果膠表現(xiàn)出從彈性(G′>G”)向黏性(G′<G“)轉(zhuǎn)變。熱力學(xué)結(jié)果顯示,果膠的熱降解主要分為三個(gè)階段,各自的最佳擬合模型分別為:Avrami-Eroféev A1/F1方程(第Ⅰ階段和第Ⅱ階段,決定系數(shù)R?>0.9137)、Jander D3方程(第三階段)(決定系數(shù)R?>0.8349);隨著升溫速率的增加,熔融溫度(Tm)(240.66℃-250.69℃)和焓變(ΔH)也隨之增加。以上研究結(jié)果豐富了人們對(duì)無(wú)花果果膠流變特性和熱力學(xué)參數(shù)的認(rèn)識(shí)。
該研究有助于拓展無(wú)花果果膠在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用,為無(wú)花果果膠的生產(chǎn)利用提供了理論依據(jù)。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.144317