Iwadi lori ihuwasi rheological ti konjac glucomannan ati hydroxypropyl methylcellulose compound system

Eto agbopọ ti konjac glucomannan (KGM) ati hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) ni a mu bi ohun iwadi, ati rirẹ-ipin-ipin, igbohunsafẹfẹ ati awọn idanwo igba otutu ni a ṣe lori eto agbo nipasẹ rheometer iyipo. Ipa ti ida ibi-ojutu ati ipin ipin lori iki ati awọn ohun-ini rheological ti KGM/HPMC eto agbo ti a ṣe atupale. Awọn abajade fihan pe eto idapọ ti KGM/HPMC jẹ ito ti kii ṣe Newtonian, ati ilosoke ninu ida ibi-pupọ ati akoonu KGM ti eto naa dinku ṣiṣan omi ti ojutu yellow ati ki o mu iki sii. Ni ipinle sol, KGM ati awọn ẹwọn molikula HPMC ṣe agbekalẹ iwapọ diẹ sii nipasẹ awọn ibaraẹnisọrọ hydrophobic. Alekun ida ibi-eto ati akoonu KGM jẹ iwunilori si mimu iduroṣinṣin ti eto naa. Ninu eto ida ibi-kekere, jijẹ akoonu ti KGM jẹ anfani si dida awọn gels thermotropic; lakoko ti o wa ninu eto ida ibi-giga, jijẹ akoonu ti HPMC jẹ itara si dida awọn gels thermotropic.

Awọn ọrọ pataki:konjac glucomannan; hydroxypropyl methylcellulose; agbo; rheological ihuwasi

Awọn polysaccharides adayeba jẹ lilo pupọ ni ile-iṣẹ ounjẹ nitori iwuwo wọn, emulsifying ati awọn ohun-ini gelling. Konjac glucomannan (KGM) jẹ polysaccharide ọgbin adayeba, ti o jẹ ninuβ-D-glukosi atiβ-D-mannose ni ipin kan ti 1.6: 1, awọn meji ti wa ni ti sopọ nipasẹβ-1,4 glycosidic bonds, ni C- Iye kekere ti acetyl wa ni ipo 6 (isunmọ 1 acetyl fun gbogbo awọn iyokù 17). Bibẹẹkọ, iki giga ati omi ti ko dara ti ojutu olomi KGM ṣe opin ohun elo rẹ ni iṣelọpọ. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) jẹ propylene glycol ether ti methylcellulose, eyiti o jẹ ti ether cellulose ti kii-ionic. HPMC jẹ iṣelọpọ fiimu, omi-tiotuka, ati isọdọtun. HPMC ni o ni kekere iki ati jeli agbara ni kekere awọn iwọn otutu, ati ki o jo ko dara processing išẹ, ṣugbọn o le fẹlẹfẹlẹ kan ti jo viscous ri to-bi jeli ni ga awọn iwọn otutu, ki ọpọlọpọ awọn gbóògì ilana gbọdọ wa ni ti gbe jade ni ga awọn iwọn otutu, Abajade ni ga gbóògì agbara agbara. Awọn idiyele iṣelọpọ jẹ giga. Litireso naa fihan pe ẹyọ mannose ti ko rọpo lori ẹwọn molikula KGM le ṣe agbekalẹ agbegbe ẹgbẹ hydrophobic ti o ni asopọ alailagbara pẹlu ẹgbẹ hydrophobic lori pq molikula HPMC nipasẹ ibaraenisepo hydrophobic. Ẹya yii le ṣe idaduro ati ni apakan kan ṣe idiwọ gelation gbona ti HPMC ati dinku iwọn otutu jeli ti HPMC. Ni afikun, ni wiwo awọn ohun-ini viscosity kekere ti HPMC ni awọn iwọn otutu kekere diẹ, o jẹ asọtẹlẹ pe idapọ rẹ pẹlu KGM le mu awọn ohun-ini iki-giga ti KGM dara si ati ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe rẹ. Nitorinaa, iwe yii yoo kọ eto akojọpọ KGM/HPMC kan lati ṣawari ipa ti ida ibi-ojutu ati ipin ipin lori awọn ohun-ini rheological ti eto KGM/HPMC, ati pese itọkasi imọ-jinlẹ fun ohun elo ti eto idapọmọra KGM/HPMC ni ounje ile ise.

1. Awọn ohun elo ati awọn ọna

1.1 Awọn ohun elo ati awọn reagents

Hydroxypropyl methylcellulose, KIMA CHEMICAL CO., LTD, ida pupọ 2%, iki 6 mPa·s; ida ibi-methoxy 28% ~ 30%; ida ibi-iye hydroxypropyl 7.0% ~ 12%.

Konjac glucomannan, Wuhan Johnson Konjac Food Co., Ltd., 1 wt% olomi ojutu iki≥28 000 mPa·s.

1.2 Irinse ati ẹrọ itanna

MCR92 rotational rheometer, Anton Paar Co., Ltd., Austria; UPT-II-10T ultrapure omi ẹrọ, Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd .; AB-50 itanna analitikali iwontunwonsi, Swiss Mette ile; LHS-150HC ibakan otutu omi iwẹ, Wuxi Huaze Technology Co., Ltd .; JJ-1 Electric Stirrer, Jintan Medical Instrument Factory, Jiangsu Province.

1.3 Igbaradi ti yellow ojutu

Ṣe iwọn HPMC ati awọn powders KGM pẹlu ipin idapọpọ kan (ipin titobi: 0:10, 3:7, 5:5, 7:3, 10:0), fi wọn sii laiyara sinu omi deionized ni 60 kan.°C omi iwẹ, ati ki o aruwo fun 1.5 ~ 2 wakati lati jẹ ki o tuka boṣeyẹ, ki o si mura 5 iru ti gradient solusan pẹlu lapapọ ri to ibi-ida ti 0.50%, 0.75%, 1.00%, 1.25%, ati 1.50%, lẹsẹsẹ.

1.4 Igbeyewo ti rheological-ini ti yellow ojutu

Idanwo rirẹ-ipinlẹ ti o duro: Iwọn rheological ti KGM/HPMC ojutu yellow ni a wọn nipa lilo konu CP50 ati awo, aafo laarin awọn apẹrẹ oke ati isalẹ ti wa titi ni 0.1 mm, iwọn otutu iwọn jẹ 25.°C, ati iwọn oṣuwọn rirẹ jẹ 0.1 si 100 s-1.

Ṣiṣayẹwo igara (ipinnu ti agbegbe viscoelastic laini): Lo awo PP50 lati wiwọn agbegbe viscoelastic laini ati ofin iyipada modulus ti ojutu idapọ ti KGM/HPMC, ṣeto aaye si 1.000 mm, igbohunsafẹfẹ ti o wa titi si 1Hz, ati iwọn otutu wiwọn si 25°C. Iwọn igara jẹ 0.1% ~ 100%.

Yiyọ igbohunsafẹfẹ: Lo awo PP50 kan lati wiwọn iyipada modulus ati igbẹkẹle igbohunsafẹfẹ ti ojutu akojọpọ KGM/HPMC. A ṣeto aaye si 1.000 mm, igara jẹ 1%, iwọn otutu wiwọn jẹ 25°C, ati iwọn igbohunsafẹfẹ jẹ 0.1-100 Hz.

Ṣiṣayẹwo iwọn otutu: modulus ati igbẹkẹle iwọn otutu rẹ ti ojutu idapọ ti KGM/HPMC ni a wọn nipa lilo awo PP50, aye ti ṣeto si 1.000 mm, igbohunsafẹfẹ ti o wa titi jẹ 1 Hz, abuku jẹ 1%, ati iwọn otutu wa lati 25 si 90°C.

2. Awọn esi ati Analysis

2.1 Sisan ti tẹ igbekale ti KGM/HPMC agbo

Viscosity dipo awọn iyipo oṣuwọn rirẹ ti awọn ojutu KGM/HPMC pẹlu awọn ipin idapọ oriṣiriṣi ni oriṣiriṣi awọn ida ibi-iwọn. Awọn omi ti iki wọn jẹ iṣẹ laini ti oṣuwọn rirẹ ni a npe ni awọn omi-omi Newtonian, bibẹẹkọ wọn pe wọn ni awọn omi-omi ti kii ṣe Newtonian. O le rii lati ibi-atẹwe pe viscosity ti ojutu KGM ati ojutu idapọpọ KGM/HPMC dinku pẹlu ilosoke ti oṣuwọn rirẹ; akoonu KGM ti o ga julọ, ti o ga julọ ida ibi-eto, ati pe diẹ sii han gbangba lasan tinrin rirẹ ti ojutu. Eyi fihan pe KGM ati eto akojọpọ KGM/HPMC jẹ awọn omi-omi ti kii ṣe Newtonian, ati pe iru omi ti eto idapọmọra KGM/HPMC jẹ ipinnu nipataki nipasẹ KGM.

Lati atọka sisan ati alasọdipúpọ viscosity ti awọn ipinnu KGM/HPMC pẹlu oriṣiriṣi awọn ida ibi-ipin ati awọn ipin idapọ oriṣiriṣi, o le rii pe awọn iye n ti KGM, HPMC ati KGM/HPMC awọn ọna ṣiṣe agbo ni gbogbo wọn kere ju 1, ti o nfihan pe awọn ojutu jẹ gbogbo pseudoplastic fifa. Fun eto idapọmọra KGM/HPMC, ilosoke ti ida-pupọ ti eto naa yoo fa idawọle ati awọn ibaraenisepo miiran laarin awọn ẹwọn molikula HPMC ati KGM ninu ojutu, eyiti yoo dinku iṣipopada ti awọn ẹwọn molikula, nitorinaa dinku iye n ti eto. Ni akoko kanna, pẹlu ilosoke ti akoonu KGM, ibaraenisepo laarin awọn ẹwọn molikula KGM ninu eto KGM/HPMC ti ni ilọsiwaju, nitorinaa idinku iṣipopada rẹ ati abajade ni idinku ninu iye n. Ni ilodisi, iye K ti ojutu idapọpọ KGM/HPMC pọ si nigbagbogbo pẹlu ilosoke ti ida ibi-ojutu ati akoonu KGM, eyiti o jẹ pataki nitori ilosoke ti ida ibi-eto ati akoonu KGM, eyiti mejeeji mu akoonu pọ si ti awọn ẹgbẹ hydrophilic ninu eto. , jijẹ ibaraenisepo molikula laarin pq molikula ati laarin awọn ẹwọn, nitorinaa jijẹ radius hydrodynamic ti moleku naa, ti o jẹ ki o kere si ni iṣalaye labẹ iṣe ti agbara rirẹ ita ati jijẹ iki.

Iwọn imọ-jinlẹ ti viscosity odo-shear ti eto idapọmọra KGM/HPMC ni a le ṣe iṣiro ni ibamu si ilana akopọ logarithmic ti o wa loke, ati pe iye idanwo rẹ le ṣee gba nipasẹ Carren fitting extrapolation ti iwọn oṣuwọn viscosity-shear. Ti a ṣe afiwe iye ti a sọtẹlẹ ti viscosity odo-shear ti eto idapọmọra KGM/HPMC pẹlu oriṣiriṣi awọn ida ibi-pupọ ati awọn ipin idapọ oriṣiriṣi pẹlu iye idanwo, a le rii pe iye gangan ti viscosity odo-shear ti agbo-ara KGM/HPMC ojutu jẹ kere ju awọn tumq si iye. Eyi tọka pe apejọ tuntun kan pẹlu eto ipon ni a ṣẹda ninu eto eka ti KGM ati HPMC. Awọn ijinlẹ ti o wa tẹlẹ ti fihan pe awọn ẹya mannose ti ko ni rọpo lori ẹwọn molikula KGM le ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn ẹgbẹ hydrophobic lori pq molikula HPMC lati ṣe agbeka agbegbe ẹgbẹ hydrophobic ti o ni asopọ alailagbara. O ti wa ni speculated pe awọn titun ijọ be pẹlu kan jo ipon be wa ni o kun akoso nipasẹ hydrophobic ibaraenisepo. Nigbati ipin KGM ba lọ silẹ (HPMC> 50%), iye gangan ti viscosity odo-shear ti eto KGM/HPMC dinku ju iye imọ-jinlẹ, eyiti o tọka si pe ni akoonu KGM kekere, awọn ohun elo diẹ sii kopa ninu denser tuntun. igbekale. Ni didasilẹ, iki-irẹrẹ-odo ti eto naa dinku siwaju sii.

2.2 Atupalẹ ti igara gbigba ekoro ti KGM/HPMC agbo

Lati awọn iyipo ibatan ti modulus ati igara rirẹ ti awọn ojutu KGM/HPMC pẹlu awọn ida ibi-ori oriṣiriṣi ati awọn ipin idapọmọra oriṣiriṣi, o le rii pe nigbati igara rirẹ ba kere ju 10%, G naa"ati G″ti awọn yellow eto besikale ko ba mu pẹlu awọn rirẹ-kuru igara. Bibẹẹkọ, o fihan pe laarin iwọn igara rirẹ yii, eto idapọmọra le dahun si awọn itusilẹ ita nipasẹ iyipada ti conformation pq molikula, ati pe eto eto agbo ko bajẹ. Nigbati igara rirẹ jẹ> 10%, ita ita Labẹ iṣẹ ti agbara irẹrun, iyara disentanglement ti awọn ẹwọn molikula ninu eto eka naa tobi ju iyara isọdi lọ, G"ati G″bẹrẹ lati dinku, ati pe eto naa wọ inu agbegbe viscoelastic ti kii ṣe laini. Nitorinaa, ninu idanwo igbohunsafẹfẹ agbara ti o tẹle, a yan paramita igara rirẹ bi 1% fun idanwo.

2.3 Igbohunsafẹfẹ gbigba ti tẹ igbekale ti KGM/HPMC agbo

Awọn iyipo iyatọ ti modulus ibi ipamọ ati modulus isonu pẹlu igbohunsafẹfẹ fun awọn ojutu KGM/HPMC pẹlu awọn ipin idapọ oriṣiriṣi labẹ awọn ida ibi-ori oriṣiriṣi. modulus ibi ipamọ G' duro fun agbara ti o le gba pada lẹhin ibi ipamọ igba diẹ ninu idanwo naa, ati modulus isonu G” tumọ si agbara ti a beere fun sisan akọkọ, eyiti o jẹ pipadanu ti ko le yipada ati nikẹhin yipada si ooru rirẹ. O le rii pe, pẹlu Bi igbohunsafẹfẹ oscillation ṣe n pọ si, modulus isonu G″nigbagbogbo tobi ju modulus ipamọ G", afihan omi iwa. Ni iwọn igbohunsafẹfẹ idanwo, modulus ipamọ G' ati modulus isonu G” pọ si pẹlu ilosoke ti igbohunsafẹfẹ oscillation. Eyi jẹ nipataki nitori otitọ pe pẹlu ilosoke ti igbohunsafẹfẹ oscillation, awọn apa pq molikula ninu eto ko ni akoko lati gba pada si abuku ni igba diẹ Ipo iṣaaju, nitorinaa n ṣafihan lasan pe agbara diẹ sii le wa ni ipamọ ( ti o tobi G") tabi nilo lati padanu (G″).

Pẹlu ilosoke ti igbohunsafẹfẹ oscillation, modulus ipamọ ti eto naa lọ silẹ lojiji, ati pẹlu ilosoke ti ida ibi-ati akoonu KGM ti eto naa, aaye igbohunsafẹfẹ ti isubu lojiji maa n pọ si. Ilọ silẹ lojiji le jẹ nitori iparun ti ilana iwapọ ti a ṣẹda nipasẹ ẹgbẹ hydrophobic laarin KGM ati HPMC ninu eto nipasẹ irẹrun ita. Pẹlupẹlu, ilosoke ti ida ibi-eto ati akoonu KGM jẹ anfani lati ṣetọju iduroṣinṣin ti eto ipon, ati mu iye igbohunsafẹfẹ ita ti o pa eto naa run.

2.4 Itupalẹ iṣipopada iwọn otutu ti eto akojọpọ KGM/HPMC

Lati awọn iyipo ti modulus ipamọ ati isonu modulus ti awọn ipinnu KGM/HPMC pẹlu awọn ida ibi-ori oriṣiriṣi ati awọn ipin idapọmọra oriṣiriṣi, o le rii pe nigbati ida pupọ ti eto naa jẹ 0.50%, G naa."ati G″ti ojutu HPMC ko ni iyipada pẹlu iwọn otutu. , ati G″> G", iki ti eto naa jẹ gaba lori; nigbati ida ibi-iye ba pọ si, G"ti ojutu HPMC ni akọkọ ko yipada ati lẹhinna pọ si ni didasilẹ, ati G"ati G″intersect ni ayika 70°C (Iwọn aaye ikorita jẹ aaye gel), ati pe eto naa ṣe jeli ni akoko yii, nitorinaa o nfihan pe HPMC jẹ jeli ti o ni itunnu gbona. Fun ojutu KGM, nigbati ipin pupọ ti eto naa jẹ 0.50% ati 0.75%, G naa"ati G ti eto naa “ṣe afihan aṣa ti o dinku; nigbati ida ibi-iye ba pọ si, G' ati G” ti ojutu KGM kọkọ dinku ati lẹhinna pọ si ni pataki, eyiti o tọka si pe ojutu KGM ṣe afihan awọn ohun-ini gel-bii ni awọn ida ibi-giga ati awọn iwọn otutu giga.

Pẹlu iwọn otutu ti o pọ si, G"ati G″ti eto eka KGM/HPMC kọkọ dinku ati lẹhinna pọsi ni pataki, ati G"ati G″han ikorita ojuami, ati awọn eto akoso kan jeli. Nigbati awọn ohun elo HPMC ba wa ni iwọn otutu kekere, isunmọ hydrogen waye laarin awọn ẹgbẹ hydrophilic lori pq molikula ati awọn ohun elo omi, ati nigbati iwọn otutu ba dide, ooru ti a lo yoo run awọn ifunmọ hydrogen ti a ṣẹda laarin HPMC ati awọn ohun elo omi, ti o yorisi dida ti HPMC macromolecular awọn ẹwọn. Awọn ẹgbẹ hydrophobic ti o wa lori dada ti han, ẹgbẹ hydrophobic waye, ati gel thermotropic ti ṣẹda. Fun eto ida ibi-kekere, diẹ sii akoonu KGM le ṣe gel; fun eto ida ibi-giga, akoonu HPMC diẹ sii le dagba jeli. Ninu eto ida ibi-kekere (0.50%), wiwa awọn ohun elo KGM dinku iṣeeṣe ti ṣiṣẹda awọn ifunmọ hydrogen laarin awọn ohun elo HPMC, nitorinaa o pọ si iṣeeṣe ti ifihan ti awọn ẹgbẹ hydrophobic ni awọn ohun elo HPMC, eyiti o jẹ itọsi si dida awọn gels thermotropic. Ninu eto ida ibi-giga, ti akoonu ti KGM ba ga ju, iki ti eto naa ga, eyiti ko ṣe iranlọwọ si ẹgbẹ hydrophobic laarin awọn ohun elo HPMC ati awọn ohun elo KGM, eyiti ko ṣe iranlọwọ si dida gel thermogenic.

3. Ipari

Ninu iwe yii, ihuwasi rheological ti eto yellow ti KGM ati HPMC ti ṣe iwadi. Awọn abajade fihan pe eto idapọ ti KGM/HPMC jẹ ito ti kii ṣe Newtonian, ati iru omi ti eto akojọpọ ti KGM/HPMC jẹ ipinnu nipataki nipasẹ KGM. Pipọsi ida ibi-eto ati akoonu KGM mejeeji dinku ṣiṣan omi ti ojutu agbo ati pọsi iki rẹ. Ni ipinlẹ sol, awọn ẹwọn molikula ti KGM ati HPMC ṣe agbekalẹ ipo denser nipasẹ awọn ibaraẹnisọrọ hydrophobic. Eto ti o wa ninu eto naa ti bajẹ nipasẹ irẹrun ita, ti o fa idinku lojiji ni modulu ipamọ ti eto naa. Ilọsoke ti ida ibi-eto ati akoonu KGM jẹ anfani lati ṣetọju iduroṣinṣin ti eto ipon ati mu iye igbohunsafẹfẹ ita ti o pa eto run. Fun eto ida ibi-kekere, diẹ sii akoonu KGM jẹ itara si dida gel; fun eto ida ibi-giga, akoonu HPMC diẹ sii jẹ itara si dida gel.