【doc】酪蛋白酸钠流变特性的研究

【doc】酪蛋白酸钠流变特性的研究 酪蛋白酸钠流变特性的研究 《食品工业科技》ScienceandTechnologyofFoodIndustryVo1.22,No.6,2001 卢蓉蓉张国农林金资 (无锡轻工大学,无锡214036) 一?……一??n??^……_.?一?.???日??…,????.???……一一一??? 摘要研究了酪蛋白酸钠溶蔽的流变特性.醅蛋白酸钠届于假塑性流体,粘度与浓度成对数相关性,其流变 特性受温度,口H,盐种类及盐浓度等因素的影响 关键词酪蛋白酸钠流变特性粘度 AbstractTherheologiealpropertiesofsodiume~seinatewegeinvestigatedThesolutionexhi bitedpseudoplasticbehaviourand theviscositylogarithmicallyrelatedlnitsconcentrationThetheologicalpropertieswereaffe ctedbytemperature.pHvalue.sall typeandsaltconcentration Keywords:,,odiumeaseinate;rheologicalproperties;vi~osity 酪蛋白酸钠(SodiumCaseinate,简称SC),又称为 酪朊酸钠,干酪素钠.它是以鲜奶,脱脂奶粉或干酪 素等为原料,将不溶于水的酪蛋白转变为可溶性的盐 类.作为食品添加剂来说,酪蛋白酸钠是安全无害 的.酪蛋白酸钠具有很强的乳化,增稠作用,在食品 工业中应用广泛. 对增稠剂流变特性的研究主要有两方面.一方面 是增稠剂本身结构和流变特性的关系;另一方面是食 品加工中,不同环境对它的影响.这两个问题是紧密 联系在一起的一在实际生产中,后者是尤为重要的. 本文研究丁浓度,温度,pH值,盐种类及浓度对sc溶 液牯度的影响. 1材料与方法 1.1材料与设备 SC自制;NaCI,CaCI,Na}12PO,均为AR级试剂. HAAKE.RV.12型粘度仪德国. 1.2实验方法 1.2.1粘度测定方法用HAAKE粘度仪,选用 MVSTI号转子,转速为256r/rain,升温时问为1win, 工作时间为2rnin,采用MVI传感系统,IBM—PC机采 集流动数据,绘制流变曲线图,计算剪切速率为11 s时的粘度值. 1.2.2浓度对粘度的影响配制1%,20%间不同 浓度的sc溶液,25?下测定粘度. 1.2.3温度时粘度的影响将不同浓度的sc溶 液,升温至不同的温度,测定粘度. 1.2.4盐种类对粘度的影响在不同浓度的sc溶 液中,分别加人NaC1(O.5M),CaCh(10raM),NaHPO (0.5M),25?下测定粘度. 125盐浓度时粘度的影响配制10%的sc溶 液,调整CaC1,浓度为0,20raM,NaC1浓度为0, 1000ram,25?下测定粘度. 1.2.6pH对粘度的影响配制10%的sc溶液,调 节至不同的pH,25?下测定牯度. 2结果与讨论 2.1sc溶液的流变特性 8c溶液的观粘度随剪切速率发生变化的幅度 很大.在流动开始时,物料呈现较高的表观粘度.随 剪切速率的不断提高,表观粘度不断下降,即剪切变 稀.由此可以认为,sC溶液属于假塑性流体.从微 观角度,剪切速率很低时,布朗运动掩盖了与运 动有关的应力,所以分子能够保持它的无规则定向, 此时,粘度较高.在较高的剪切速率下,sc分子已经 充分取向,布朗运动的影响可以忽略,分子按照流线 方向排列得很整齐,因此,表现出较小的流滞阻力. 对于Sc这样的大分子,还要考虑分子缠结的影 响.在静置的溶液中,sc大分子链为无规则的线团, 彼此之间相互缠结,所以对流动产生较大的阻力,表 现出较大的粘度.但在高剪切速率下,溶液受到较大 的剪切作用,卷曲缠结的分子结构被拉直,缠结点减 少,分子定向排列,所以粘度下降. 2.2浓度与粘度的关系 图1反映出,sc的浓度在10%以下或15%以上 时,粘度的对数值与浓度成线性关系;而在10%, 15%之间,牯度的变化出现了一个转折点,粘度急剧 上升.一般认为粘度的增加主要是由于蛋白质的水 合作用,而蛋白质之间的相互作用在其次. 2.3温度与粘度的关系 sc溶液的粘度对温度是很敏感的,见图2.从图 中可以看出,不同浓度的物料,随温度的升高,粘度都 呈下降趋势.当温度由40?升高至45?时,粘度下 - 9- 《食品工业科技》sdeI?ce粕dTed1日0l0ofFoodInd~yVd.22.No.6.2001 旦 害 豳1维度与牯度的关系 降的幅度不太大(约lO%,15%);当温度升至5O, 55?时,粘度下降的幅度很大(40%,70%);继续升 高温度,粘度变化很小(小于10%).由此可见,5O, 55?是物料粘度的温度突变区域.在此范围以上,牯 度较低,这是喷雾干燥时料液温度的选择依据. —? ?广一l5% — ?2 图2温度对牯度的影响 在相同的温度下比较,浓度大于15%时,粘度值 远高于低浓度时的粘度值.在较低温度下,易形成凝 胶状液体,流动性很差.因此进行高浓度物料喷雾 时,必须加热保温,这也是喷雾工艺选择的依据. 2.4盐种类对粘度的影响 表1加入不同盐娄后对sc溶液粘度的影响 SC溶液的加^同盐娄后SC溶液的牯度对数值(MPa's) 浓度(%)CackNacJNaHPq 将表1与图2的数值相比,可以发现,增加低浓 度的盐类,对10%以下浓度的sc溶液影响不大,对 10%以上的溶液影响很大.从三种盐的影响效果来 看,NaP吐>NaCI>CaCh,对lO%以上溶液,牯度增 大的倍数分别为3倍,6倍,7倍. ? 2O? 2.5盐浓度对粘度的影响 图3,图4分别为[ca:,:Na]对粘度的影响一 言 戛 县 鲁 量 羹 窖 图4[Na一]浓度对粘度的影响 从图中可以看出,当c]>0.5OmM时,对粘度 的影响较大;而[?]>2oomM时,粘度急剧上升. 比较而言,sc对ca2是尤为敏感的. 2.6pH对粘度的影响【见图5) 言 罟 旦 世 8 图5pH对粘度的影响 从图中可以看出,在试验范围内,pH=7左右时 粘度较低.这与文献报道的情况是一致的. 3结论 通过研究,对sc溶液的流变特性,有如下结论: aSC溶液剪切变稀,属假塑性流体; b.当sc溶液浓度低于10%或高于l5%,粘度与 sc溶液浓度成对数相关性; c50,55?是sc溶液粘度的温度突变域; d.低浓度的盐类会增加sc溶液牯度. 参考文献 I扬湘庆.食品增稠剂的结构和漉变性的关系[JJ食品科学,1986 (6):1,4 2 一一 RP.~nsmceubit~d—oupm~es…n…1nak lJJ.JF,1991,56(2):556,559 3wDw.V…?叶0fdapT0due【Mj1992 4陈克复.食品谎变学丑其铡量[M北京:中国轻工业出版社,1989 5Klnsel1aJEnct】0T-8IP叫^%p~ins[J]cm.1蜘1(7): 3,2勰