Fandalinana momba ny fitondran-tena rheolojikan'ny konjac glucomannan sy hydroxypropyl methylcellulose compound system

Ny rafitra fampifangaroana ny konjac glucomannan (KGM) sy ny hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) dia noraisina ho toy ny fikarohana, ary ny fitsapam-pandrefesana tsy miovaova, ny matetika ary ny famafazana ny mari-pana dia natao tamin'ny rafitra fitambarana tamin'ny rheometer fihodinana. Ny fiantraikan'ny ampahany betsaka amin'ny vahaolana sy ny tahan'ny fitambarana amin'ny viscosity sy ny toetra rheolojika amin'ny rafitra fampifangaroana KGM / HPMC dia nodinihina. Ny vokatra dia mampiseho fa ny rafitra fitambarana KGM / HPMC dia tsiranoka tsy Newtonian, ary ny fitomboan'ny ampahany betsaka sy ny votoatin'ny KGM ao amin'ny rafitra dia mampihena ny tsiranoka amin'ny vahaolana mifangaro ary mampitombo ny viscosity. Ao amin'ny fanjakana sol, ny rojo molekiola KGM sy HPMC dia mamorona rafitra mirindra kokoa amin'ny alàlan'ny fifandraisana hydrophobic. Ny fampitomboana ny ampahany betsaka amin'ny rafitra sy ny votoatin'ny KGM dia manampy amin'ny fitazonana ny fahamarinan'ny rafitra. Ao amin'ny rafitra ampahany kely faobe, ny fampitomboana ny votoatin'ny KGM dia mahasoa amin'ny fananganana gel thermotropic; raha ao amin'ny rafitra avo lenta ampahany, ny fampitomboana ny votoatin'ny HPMC dia manampy amin'ny fananganana gel thermotropic.

Teny fototra:konjac glucomannan; hydroxypropyl methylcellulose; fitambarana; fitondran-tena rheolojika

Ny polysaccharides voajanahary dia ampiasaina betsaka amin'ny indostrian'ny sakafo noho ny toetrany matevina, emulsifying ary gelling. Konjac glucomannan (KGM) dia polysaccharide voajanahary voajanahary, voaforonaβ-D-glucose syβ-D-mannose amin'ny tahan'ny 1.6: 1, ny roa dia mifamatotra amin'nyβ-1,4 fatorana glycosidic, ao amin'ny C- Misy acetyl kely amin'ny toerana 6 (eo ho eo amin'ny 1 acetyl isaky ny 17 sisa). Na izany aza, ny viscosity avo sy ny tsy fahampian'ny fluidin'ny vahaolana KGM dia mametra ny fampiharana azy amin'ny famokarana. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) dia propylène glycol etera amin'ny methylcellulose, izay an'ny tsy-ionic cellulose etera. HPMC dia mamorona sarimihetsika, levona anaty rano ary azo havaozina. Ny HPMC dia manana viscosity ambany sy tanjaky ny gel amin'ny mari-pana ambany, ary ny fahombiazan'ny fanodinana somary mahantra, saingy afaka mamorona gel mivaingana mivaingana amin'ny hafanana avo, ka maro ny fizotran'ny famokarana tsy maintsy atao amin'ny hafanana avo, ka miteraka angovo famokarana avo lenta. Lafo ny vidim-pamokarana. Ny literatiora dia mampiseho fa ny singa mannose tsy voasolo ao amin'ny rojo molekiola KGM dia afaka mamorona faritra fikambanan'ny hydrophobic malemy mifandray amin'ny vondrona hydrophobic ao amin'ny rojo molekiola HPMC amin'ny alàlan'ny fifandraisana hydrophobic. Ity rafitra ity dia mety hanemotra sy hisorohana ny ampahany amin'ny gelation mafana amin'ny HPMC ary hampidina ny mari-pana amin'ny HPMC. Ankoatr'izay, raha jerena ny toetran'ny HPMC amin'ny mari-pana ambany dia heverina fa ny fampifangaroana azy amin'ny KGM dia afaka manatsara ny toetran'ny KGM avo lenta ary manatsara ny fahombiazany. Noho izany, ity taratasy ity dia hanorina rafitra KGM/HPMC mba hijerena ny fiantraikan'ny ampahany betsaka amin'ny vahaolana sy ny tahan'ny fitambarana amin'ny toetra rheolojika amin'ny rafitra KGM/HPMC, ary manome reference ara-teorika momba ny fampiharana ny rafitra fitambarana KGM/HPMC amin'ny ny indostrian'ny sakafo.

1. Fitaovana sy fomba

1.1 Fitaovana sy reagents

Hydroxypropyl methylcellulose, KIMA CHEMICAL CO.,LTD, ampahany betsaka 2%, viscosity 6 mPa·s; methoxy ampahany betsaka 28% ~ 30%; hydroxypropyl ampahany betsaka 7.0% ~ 12% .

Konjac glucomannan, Wuhan Johnson Konjac Food Co., Ltd., 1 wt% viscosity vahaolana amin'ny rano≥28 000 mPa·s.

1.2 Fitaovana sy fitaovana

Rheometer rotational MCR92, Anton Paar Co., Ltd., Aotrisy; UPT-II-10T milina rano madio indrindra, Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd.; AB-50 elektronika analytical balance, Swiss Mette orinasa; LHS-150HC fandroana rano mafana tsy tapaka, Wuxi Huaze Technology Co., Ltd.; JJ-1 Electric Stirrer, Jintan Medical Instrument Factory, Jiangsu Province.

1.3 Fanomanana vahaolana mifangaro

Lanjao ny vovon-tsavony HPMC sy KGM miaraka amin'ny taham-pifanampiana sasany (faobe faobe: 0:10, 3:7, 5:5, 7:3, 10:0), ampidiro tsikelikely ao anaty rano deionized ao anaty 60.°C rano fandroana, ary hanaitra ny 1,5 ~ 2 h mba hahatonga azy hiparitaka mitovy, ary manomana 5 karazana gradient vahaolana amin'ny fitambaran'ny ampahany mafy orina 0,50%, 0,75%, 1,00%, 1,25%, ary 1,50%.

1.4 Fitsapana ny toetra rheolojika amin'ny vahaolana mitambatra

Fitsapam-pandrefesana tsy miovaova: Ny curve rheological amin'ny vahaolana mifangaro KGM / HPMC dia norefesina tamin'ny fampiasana cone sy takelaka CP50, ny elanelana misy eo amin'ny takelaka ambony sy ambany dia raikitra amin'ny 0.1 mm, ny mari-pana fandrefesana dia 25.°C, ary ny taham-pahavitrihana dia 0.1 hatramin'ny 100 s-1.

Fandrefesana fanerena (famantarana ny faritra viscoelastic linear): Ampiasao ny takelaka PP50 handrefesana ny faritra viscoelastic linear sy ny lalàna fiovan'ny modulus amin'ny vahaolana KGM / HPMC, apetraho amin'ny 1.000 mm ny elanelana, 1Hz ary ny mari-pana amin'ny 25.°C. Ny isan-karazany dia 0.1% ~ 100%.

Famafazana matetika: Mampiasà takelaka PP50 handrefesana ny fiovan'ny modulus sy ny fiankinan-doha matetika amin'ny vahaolana mifangaro KGM/HPMC. Ny elanelana dia napetraka amin'ny 1.000 mm, ny tebiteby dia 1%, ny mari-pana fandrefesana dia 25°C, ary ny elanelana matetika dia 0.1-100 Hz.

Fandinihana ny mari-pana: Ny modulus sy ny fiankinan-doha amin'ny mari-pana amin'ny vahaolana KGM / HPMC dia norefesina tamin'ny fampiasana takelaka PP50, ny elanelana dia napetraka ho 1.000 mm, ny matetika dia 1 Hz, ny deformation dia 1%, ary ny hafanana dia avy amin'ny 25. ny 90°C.

2. Vokatra sy fanadihadiana

2.1 Famakafakana curve fikorianan'ny KGM/HPMC rafitra fitambarana

Viscosity mifanohitra amin'ny curve taham-pahavitrihana amin'ny vahaolana KGM/HPMC miaraka amin'ny taham-pifanampiana samihafa amin'ny ampahany betsaka. Ny ranon-javatra izay ny viscosity dia miasa linear amin'ny tahan'ny hety dia antsoina hoe fluide Newtoniana, raha tsy izany dia antsoina hoe fluids tsy Newtonian. Hita avy amin'ny curve fa mihena ny viscosity ny vahaolana KGM sy ny vahaolana mifangaro KGM / HPMC miaraka amin'ny fitomboan'ny tahan'ny shear; Ny avo kokoa ny votoatin'ny KGM, ny avo kokoa ny ampahany betsaka amin'ny rafitra, ary ny miharihary kokoa ny fisehoan-javatra manodinkodina ny vahaolana. Izany dia mampiseho fa ny KGM sy KGM/HPMC fitambarana rafitra dia tsy Newtoniana fluids, ary ny karazana ranon-javatra ny KGM/HPMC fitambarana rafitra dia voafaritra indrindra amin'ny KGM.

Avy amin'ny tondro mikoriana sy ny viscosity coefficient ny vahaolana KGM/HPMC miaraka amin'ny fractions faobe samy hafa sy ny isan-karazany fitambarana ratios, dia hita fa ny n soatoavina KGM, HPMC sy KGM/HPMC fitambarana rafitra dia latsaky ny 1 rehetra, izay manondro fa ny vahaolana dia. ny fluid pseudoplastic rehetra. Ho an'ny rafitra fitambarana KGM/HPMC, ny fitomboan'ny ampahany betsaka amin'ny rafitra dia hiteraka fikorontanana sy fifandraisana hafa eo amin'ny rojo molekiola HPMC sy KGM ao amin'ny vahaolana, izay hampihena ny fivezivezen'ny rojo molekiola, ka hampihena ny sandan'ny n ny rafitra. Mandritra izany fotoana izany, miaraka amin'ny fitomboan'ny votoatin'ny KGM, ny fifandraisana misy eo amin'ny rojo molekiola KGM ao amin'ny rafitra KGM/HPMC dia mihamitombo, ka mampihena ny fivezivezeny ary miteraka fihenan'ny sanda n. Mifanohitra amin'izany kosa, ny sandan'ny KGM/HPMC dia mitombo hatrany amin'ny fitomboan'ny ampahany betsaka amin'ny vahaolana sy ny votoatin'ny KGM, izay vokatry ny fitomboan'ny ampahany betsaka amin'ny rafitra sy ny votoatin'ny KGM, izay samy mampitombo ny votoatin'ny vondrona hydrophilic ao amin'ny rafitra. , mampitombo ny fifandraisan'ny molekiola ao anatin'ny rojo molekiola sy eo anelanelan'ny rojo, ka mampitombo ny radius hydrodynamic amin'ny molekiola, ka mahatonga azy tsy hitodika amin'ny herin'ny hety ivelany ary hampitombo ny viscosity.

Ny sandan'ny teorika amin'ny viscosity zero-shear an'ny rafitra fitambarana KGM/HPMC dia azo kajy araka ny fitsipiky ny famintinana logarithmic etsy ambony, ary ny sanda andrana dia azo amin'ny alàlan'ny Carren fitting extrapolation ny viscosity-shear rate curve. Ny fampitahana ny sandan'ny viscosity zero-shear an'ny rafitra KGM/HPMC miaraka amin'ny fractions faobe samihafa sy ny tahan'ny fampifangaroana samihafa miaraka amin'ny sanda andrana, dia hita fa ny tena sandan'ny viscosity zero-shear an'ny fitambaran'ny KGM/HPMC. ny vahaolana dia kely noho ny sanda teorika. Izany dia nanondro fa nisy fivoriambe vaovao misy rafitra mikitroka niforona tao amin'ny rafitra sarotra KGM sy HPMC. Ny fanadihadiana efa misy dia naneho fa ny singa mannose tsy voasolo ao amin'ny rojo molekiola KGM dia afaka mifandray amin'ireo vondrona hydrophobic ao amin'ny rojo molekiola HPMC mba hamorona faritra fikambanan'ny hydrophobic mifandray malemy. Tombanana fa ny firafitry ny fivoriambe vaovao manana rafitra somary matevina dia miforona indrindra amin'ny fifandraisana hydrophobic. Rehefa ambany ny tahan'ny KGM (HPMC> 50%), ny tena sandan'ny viscosity zero-shear an'ny rafitra KGM / HPMC dia ambany noho ny sanda ara-teorika, izay manondro fa amin'ny votoaty KGM ambany, ny molekiola bebe kokoa dia mandray anjara amin'ny denser vaovao. rafitra. Amin'ny fiforonan'ny , ny viscosity zero-shear ny rafitra dia mihena kokoa.

2.2 Famakafakana ny firongatry ny fikorianan'ny fikorianan'ny rafitra KGM/HPMC

Avy amin'ny curve fifandraisana amin'ny modulus sy ny fihenjanan'ny ratsin'ny vahaolana KGM/HPMC miaraka amin'ny ampahany betsaka sy ny tahan'ny fampifangaroana samihafa, dia hita fa rehefa latsaky ny 10% ny fihenjanana, ny G'ary G″ny rafitra fitambarana amin'ny ankapobeny dia tsy mitombo miaraka amin'ny fihenjanana. Na izany aza, asehony fa ao anatin'io salan'isa fihenjanana io, ny rafitra mitambatra dia afaka mamaly ny fanentanana ivelany amin'ny alàlan'ny fiovan'ny fiovaovan'ny rojo molekiola, ary tsy simba ny firafitry ny rafitra. Rehefa mihoatra ny 10% ny fihenjanana, ny ivelany Eo ambanin'ny hetsiky ny herin'ny hety, ny hafainganam-pandehan'ny rojo molekiola ao amin'ny rafitra sarotra dia lehibe noho ny hafainganam-pandehany, G'ary G″manomboka mihena, ary ny rafitra miditra ny nonlinear viscoelastic faritra. Noho izany, amin'ny fitsapana matetika dynamique manaraka, dia nofantenana ho 1% ny mari-pandrefesana ho an'ny fitiliana.

2.3 Famakafakana curve famafazana matetika ny rafitra fitambarana KGM/HPMC

Ny fiovaovan'ny fiovaovan'ny modulus fitehirizana sy ny modulus fatiantoka miaraka amin'ny fatran'ny vahaolana KGM/HPMC miaraka amin'ny tahan'ny fampifangaroana samihafa eo ambanin'ny ampahany betsaka. Ny modulus fitehirizana G' dia maneho ny angovo azo averina aorian'ny fitehirizana vonjimaika ao amin'ny fitsapana, ary ny modulus G fatiantoka dia midika hoe angovo ilaina amin'ny fikorianan'ny voalohany, izay fatiantoka tsy azo ovaina ary ovaina ho hafanana manenjana. Hita fa, rehefa mitombo ny fatran'ny oscillation, ny modulus fatiantoka G″dia lehibe kokoa noho ny fitehirizana modulus G', mampiseho fihetsika mivaingana. Ao amin'ny isan-karazany ny fitsapana, ny fitehirizana modulus G' sy ny fahaverezana modulus G” mitombo miaraka amin'ny fitomboan'ny oscillation matetika. Izany dia noho ny zava-misy fa miaraka amin'ny fitomboan'ny oscillation matetika, ny molekiola rojo fizarana ao amin'ny rafitra dia tsy manam-potoana hamerenana amin'ny deformation ao anatin'ny fotoana fohy Ny fanjakana teo aloha, ka mampiseho ny trangan-javatra fa hery bebe kokoa azo tehirizina ( lehibe kokoa G') na mila very (G″).

Miaraka amin'ny fampitomboana ny fatran'ny oscillation, dia midina tampoka ny modulus fitehirizana ny rafitra, ary miaraka amin'ny fitomboan'ny ampahany betsaka sy ny votoatin'ny KGM ao amin'ny rafitra, dia mitombo tsikelikely ny teboka matetika amin'ny fihenan'ny tampoka. Ny fihenan'ny tampoka dia mety ho vokatry ny faharavan'ny firafitry ny firafitry ny fikambanan'ny hydrophobic eo amin'ny KGM sy HPMC ao amin'ny rafitra amin'ny alàlan'ny fanetezana ivelany. Ankoatr'izay, ny fitomboan'ny ampahany betsaka amin'ny rafitra sy ny votoatin'ny KGM dia mahasoa amin'ny fitazonana ny fahamarinan'ny rafitra matevina, ary mampitombo ny sandan'ny matetika ivelany izay manimba ny rafitra.

2.4 Famakafakana curve scanning maripana amin'ny rafitra composite KGM/HPMC

Avy amin'ny curve ny fitehirizana modulus sy ny fahaverezan'ny modulus ny vahaolana KGM/HPMC miaraka amin'ny ampahany faobe samy hafa sy ny isan-karazany fitambarana tahan'ny, dia hita fa rehefa ny ampahany faobe ny rafitra dia 0,50%, ny G'ary G″Ny vahaolana HPMC dia zara raha miova amin'ny hafanana. , ary G″> G', manjaka ny viscosity ny rafitra; rehefa mitombo ny ampahany betsaka, ny G'ny vahaolana HPMC aloha dia tsy miova ary avy eo dia mitombo be, ary G'ary G″mifanelanelana manodidina ny 70°C (Ny mari-pana eo anelanelan'ny teboka dia ny teboka gel), ary ny rafitra dia mamorona gel amin'izao fotoana izao, ka manondro fa ny HPMC dia gel thermally induced. Ho an'ny vahaolana KGM, raha ny ampahany betsaka amin'ny rafitra dia 0,50% sy 0,75%, ny G'ary ny G amin'ny rafitra dia "mampiseho fironana mihena; rehefa mitombo ny ampahany betsaka, ny G' sy G” amin'ny vahaolana KGM dia mihena aloha ary avy eo mitombo be, izay manondro fa ny vahaolana KGM dia mampiseho toetra toy ny gel amin'ny ampahany betsaka sy ny mari-pana ambony.

Miaraka amin'ny fiakaran'ny mari-pana, ny G'ary G″Ny rafitra complex KGM/HPMC dia nihena voalohany ary avy eo nitombo be, ary G'ary G″Nipoitra ny sampanan-dalana, ary ny rafitra namorona gel. Rehefa ny molekiola HPMC dia amin'ny mari-pana ambany, ny hidrôzenina fatorana mitranga eo amin'ny hydrophilic vondrona eo amin'ny molekiola rojo sy ny rano molekiola, ary rehefa miakatra ny mari-pana, ny hafanana ampiharina manimba ny hidrôzenina fatorana niforona teo amin'ny HPMC sy ny rano molekiola, niteraka ny fananganana ny HPMC macromolecular. rojo. Mipoitra ny vondrona hydrophobic eny ambonin'ny tany, mipoitra ny fikambanan'ny hydrophobic, ary misy gel thermotropic. Ho an'ny rafitra ampahany kely faobe, ny votoatin'ny KGM bebe kokoa dia afaka mamorona gel; ho an'ny rafitra ampahany betsaka, ny votoatin'ny HPMC bebe kokoa dia afaka mamorona gel. Ao amin'ny rafitra ambany faobe ampahany (0,50%), ny fisian'ny KGM molekiola mampihena ny mety hisian'ny fananganana ny hydrogène fatorana eo amin'ny HPMC molekiola, ka mampitombo ny mety hisian'ny ny hydrophobic vondrona ao amin'ny HPMC molekiola, izay mahasoa ny fananganana ny thermotropic gels. Ao amin'ny rafitra ampahany betsaka, raha avo loatra ny votoatin'ny KGM, dia avo ny viscosity ny rafitra, izay tsy mifanaraka amin'ny fifandraisana hydrophobic eo amin'ny HPMC sy ny molekiola KGM, izay tsy mety amin'ny fananganana gel thermogenic.

3. Fehiny

Ato amin'ity taratasy ity, ny fitondran-tena rheolojika amin'ny rafitra fitambaran'ny KGM sy HPMC dia nodinihina. Ny vokatra dia mampiseho fa ny rafitra fitambaran'ny KGM/HPMC dia tsy Newtonian fluid, ary ny karazana fluide ny rafitra fitambaran'ny KGM/HPMC dia voafaritra amin'ny ankapobeny KGM. Ny fampitomboana ny ampahany betsaka amin'ny rafitra sy ny votoatin'ny KGM dia samy nampihena ny fikorianan'ny vahaolana mifangaro ary nampitombo ny viscosity. Ao amin'ny fanjakana sol, ny rojo molekiolan'ny KGM sy HPMC dia mamorona rafitra matevina kokoa amin'ny alàlan'ny fifandraisana hydrophobic. Ny rafitra ao amin'ny rafitra dia potika amin'ny alàlan'ny fanetezana ivelany, ka miteraka fihenam-bidy tampoka amin'ny modulus fitahirizana ny rafitra. Ny fampitomboana ny ampahany betsaka amin'ny rafitra sy ny votoatin'ny KGM dia mahasoa amin'ny fitazonana ny fahamarinan'ny rafitra matevina ary mampitombo ny sandan'ny frezy ivelany izay manimba ny rafitra. Ho an'ny rafitra faobe ambany kokoa, ny votoatin'ny KGM bebe kokoa dia manampy amin'ny fananganana gel; ho an'ny rafitra ampahany betsaka, ny votoatin'ny HPMC bebe kokoa dia mety amin'ny fananganana gel.