酪蛋白-卡拉胶体系的流变特性及其相互作用研究

酪蛋白-卡拉胶体系的流变特性及其相互作用研究

刘安军，胡颖娜，刘彩红，滕安国，杨事维

（天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457）

摘要：本文研究了不同卡拉胶的添加量对酪蛋白-卡拉胶体系粒径以及流变学性质的影响，对维持体系的流变学特性与凝胶特性的分子间作用力进行了探究，揭示了酪蛋白与卡拉胶混合凝胶机理。结果表明：卡拉胶浓度的升高会导致体系粒径增大，浓度为0.5%时，粒径达到1096.8 nm，约为酪蛋白溶液分子粒径的5倍，表明卡拉胶与酪蛋白发生吸附作用；流变学测试表明体系呈现假塑性流体的特征，随着卡拉胶添加量的增加，流动指数n由0.9251下降到0.7270，稠度系数K由0.3796上升到3.4403；添加NaCl与尿素后，体系的凝胶强度有不同程度的下降，当二者浓度为1.0 mol/L时，体系凝胶强度的损失率分别为100%与32.4%，分子间作用力以静电作用为主；红外光谱显示反应前后酪蛋白的二级结构发生改变，进一步证明卡拉胶与酪蛋白分子之间发生交联反应。

关键词：卡拉胶；酪蛋白；流变性

文章篇号：1673-9078(2014)11-23-27 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2014.11.005 Study on the Rheology and Interactions of Casein-Carrageenan System

LIU An-jun, HU Ying-na, LIU Cai-hong, TENG An-guo,YANG Shi-wei

(College of Food Science and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China) Abstract: In this study, the effects of different amounts of carrageenan on the particle size and rheological properties of the casein-carrageenan system were studied. Furthermore, the intermolecular forces that contribute to the rheological and gel properties of the system were explored to reveal the gelation mechanism of the casein and carrageenan mixture. The results showed that increased concentrations of carrageenan resulted in an increased particle size of the system. When the concentration was 0.5%, the molecular size became 1096.8 nm, almost five times the molecular diameter of casein. This indicates that absorption occurred between carrageenan and casein. Rheological tests showed that the system exhibited pseudo-plastic fluid characteristics. With increasing amounts of carrageenan, the flow index, n, decreased from 0.9251 to 0.7270, and the consistency coefficient, K, increased from 0.3796 to 3.4403. Upon addition of NaCl and urea, the gelation streng th of the system decreased to various extents. When the concentrations of the two components were 1.0 mol/L, the loss ratios of the system gelation strength were 100% and 32.4%, respectively. The intermolecular interactions were mainly composed of electrostatic interactions. Infrared spectroscopy analysis showed that the secondary structure of casein changed after the reaction, which further proved that a cross-linking reaction took place between carrageenan and casein.

Key words: carrageenan; casein; rheology

蛋白质和多糖是天然的高分子聚合物，是食品体系中最重要的两类生物大分子物质，蛋白质具有乳化且稳定的能力，多糖具有增稠持水能力，两者之间常常通过聚合和凝胶作用影响食品的结构与功能[1~2]。酪蛋白作为牛乳中的主要成分，具有较高的营养价值与功能特性，在溶液中酪蛋白以多个单体聚集而成的胶束形式存在，酪蛋白胶束在加热、浓缩等加工过程中的变化很大程度上决定了产品的稳定性[3]。为了提高收稿日期：2014-05-13

基金项目：国家高技术研究发展计划（2013AA102204）；国家自然基金项目（31271975）；天津市科技型中小企业专项资金（周转资金）项目（11kqzznc280）

作者简介：刘安军，（1963-），男，教授，博士生导师，主要从事水产品、畜产（副产）品高附加值的开发利用及功能性食品研究等乳制品的热稳定性以及延长产品的货架期，需要添加亲水胶体作为稳定剂，而卡拉胶是从红藻中萃取的天然植物胶体，具有优良的热可逆凝胶化、抗蛋白凝结、亲水无毒等独特性能，作为一种典型的阴离子多糖卡拉胶可以与牛乳酪蛋白发生络合反应，防止牛奶发生凝聚沉淀[4]，在食品、化工和包装等方面应用广泛。目前，对于蛋白质-多糖之间的复合作用以及相行为的研究较多，而从流变学性质出发，进一步分析蛋白质二级结构的变化来探究反应机理的研究较少。本文以酪蛋白-卡拉胶（Casein-Carrageenan）体系作为研究对象，测定了其流变性能及凝胶特性并探究了二者之间分子作用力的主要形式，通过傅里叶红外光谱分析酪蛋白反应前后结构的变化，揭示酪蛋白与卡拉胶混合凝胶机理，为卡拉胶在乳制品中的应用提供理论依据。

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1 材料与方法

1.1 材料

酪蛋白（AR），购于西亚试剂公司；卡拉胶，由天津科技大学生物资源与功能食品研究室提供；NaCl、尿素、HCl、氨水、叠氮化钠，均为分析纯。

1.2 仪器

Mastersizer 2000粒度分布仪；BROOKFIELD流变仪；TA-XT plus质构仪；V ector22傅立叶变换红外光谱仪；METTLER-TOLEDO酸度计；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器等。

1.3 试验方法

1.3.1 Cas-Carr体系的制备

称取一定量的酪蛋白溶于去离子水中，加入少量氨水使溶液趋于弱碱性，复溶酪蛋白，在磁力搅拌器上搅拌溶解，配置成4wt%的酪蛋白溶液。称取卡拉胶加入酪蛋白溶液中，搅拌均匀，75 ℃水浴加热20 min[5]，制成卡拉胶浓度0.1%~0.5%，酪蛋白浓度4%的Cas-Carr体系，加入0.4 g/L的叠氮化钠防止微生物的生长。

1.3.2 Cas-Carr体系粒径的测定

将制备好的Cas-Carr体系与蒸馏水按照1:10的比例稀释[6]，水作分散剂，利用超声波震荡使样品分散均匀，用粒度分布仪测定粒径的大小，平行测量三次并记录数值，得到平均值即为粒径值。

1.3.3 Cas-Carr体系流变性的测定

将制备好的Cas-Carr体系样品放入旋转流变仪的样品杯中，75 ℃条件下进行测试，剪切速率由0.1 s-1上升到150 s-1记录体系流动曲线，数据运用Power law 模型数学[7]进行拟和分析。

1.3.4 凝胶强度的测定

将制备好的Cas-Carr体系于4 ℃条件下冷冻凝胶，放置16小时后，将凝胶体切成长宽高为2×2×2（cm）的小块，用质构仪测定其凝胶强度的大小。测定条件：探头P0.25s，测前速度1.0 mm/s，测定速度1.1 mm/s，测后速度10 mm/s，测定高度15 mm，触发力5.0 g。

1.3.5 红外光谱分析

分别称取干燥的酪蛋白粉末、经冷冻干燥的Cas-Carr体系破碎粉末与定量的KBr混合均匀，进行压片后，用傅立叶变换红外光谱仪进行图谱分析[8]，扫描范围为4000~400 cm-1。从波谱图分析蛋白质基团结构的变化，推测样品内部发生的反应。

1.3.6 数据分析

采用Excel 2003和SPSS13.0统计软件进行数据分析与处理，红外光谱图利用OMNIC图形处理软件进行图谱分析。

2 结果与讨论

2.1 Cas-Carr体系粒径的测定

图1 卡拉胶浓度对Cas-Carr体系粒径的影响

Fig.1 The effect of Carr concentration on casein micelle

diameter

酪蛋白溶液的分子粒径约为200 nm，由图1可以看出，加入卡拉胶后，体系的粒径逐渐增大，当卡拉胶浓度为0.5%时，粒径达到1096.8 nm，粒径增加了近5倍，表明卡拉胶与酪蛋白发生了吸附作用，随着卡拉胶浓度的增加，其与酪蛋白胶束吸附的可能性就越大，吸附量越高。出现这种现象的原因可能由于卡拉胶形成的空间网状结构将酪蛋白胶束包围，同时相邻的网络在剩余的卡拉胶的交联作用下相互络合，而这种吸附交联反应是何种作用力的结果需要进一步的探讨。

2.2 Cas-Carr体系流变学性质的测定

将制备好的Cas-Carr体系进行流变学测试结果如图2。

由图2可以看出，酪蛋白溶液添加卡拉胶后，会对其流变学特性产生一定的影响。随着卡拉胶浓度的升高，体系的表观黏度增大，可能原因是卡拉胶浓度的增大，造成体系中单位体积内卡拉胶分子与酪蛋白凝胶颗粒之间的缠结和碰撞几率增大，流动阻力增大，因此在相同剪切速率下所对应的表观黏度也越大；而随着剪切频率的增大，体系表观黏度逐渐下降，卡拉胶浓度越高，这种现象越明显。流动而导致缠绕密度减小，随着剪切速率的稳态增高，体系分子间的结构逐渐被破坏，当达到高剪切速率时，分子间结构已完

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全被破坏，导致表观黏度值降低，这种剪切变稀现象说明Cas-Carr体系为典型的假塑性流体。

K

0.10.37960.92510.9987

0.20.55690.90000.9962

0.3 1.35620.78630.9658

0.4 2.39970.74000.9921

0.5 3.44030.72700.9877

2.3 Cas-Carr体系结合作用力的研究

酪蛋白与卡拉胶形成凝胶可能是范德华力、氢键、

疏水作用、静电作用等多种作用协同的结果。二者均

属于高分子物质，所以分子间范德华力较小，可以忽

略不计。图4是添加不同浓度的NaCl和尿素与其所

形成的凝胶强度之间的关系，考察凝胶强度的变化，

分析其作用力的强弱。

4

要是削弱了静电作用力，也可能影响蛋白质的溶解度，

而添加尿素会干扰氢键和疏水作用，由损失率可以推

测，Cas-Carr体系相互作用力主要以静电作用为主，

氢键和疏水作用次之。

2.4 红外光谱分析结果

红外光谱（FT-IR）是探讨分子结构的有力手段，

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振动谱带的强度、宽度和峰的位置都对分子水平的高聚物构象及分子环境的改变很灵敏。将酪蛋白和Cas-Carr体系进行FTIR分析，图谱如下。

图5 酪蛋白红外光谱

Fig.5 FTIR infrared spectrogram of casein

图6 Cas-Carr体系波谱图

Fig.6 FTIR spectrum of the Cas-Carr system

由图5、图6看出，反应前后，酪蛋白的特征吸收峰没有明显的变化，这说明反应前后酪蛋白分子的空间结构没有发生展开等一些其它改性方法所导致的分子结构的变化,仅仅是在蛋白分子中共价结合了多糖链来改善其功能性质。酪蛋白中3307 cm-1处的吸收峰属于N-H键的伸缩振动吸收，在Cas-Carr体系中其向高波数移动至3430 cm-1处，这是由于共价交联反应N-H键变成＝N-H，键长缩短，伸缩振动引起波数增大[9]。Cas-Carr体系在2924 cm-1与1746 cm-1处出现两处新峰，2924 cm-1处的吸收峰为C-H键的伸缩振动吸收，1746 cm-1处的吸收峰是酰胺I带中C=O的伸缩振动吸收，表明酪蛋白与卡拉胶之间存在明显的交互作用，3430 cm-1处的羟基伸缩振动峰增强并且向低波数方向移动，频率降低，这可能是因为卡拉胶残基上有半酯式硫酸盐基团而成为一种阴离子型分子电解质有关，使得氢键作用增强，分子间相互作用力增大，表现为共混体系的凝胶化能力不断提高，凝胶强度不断增大。

利用OMNIC软件分析图5、图6中属于酰胺I 带特征峰的1600~1700 cm-1波段（用吸光度值表示），先校正基线，然后进行去卷积，再利用二阶导数法拟合，拟合完成后可根据各特征峰面积与总面积的比值计算出各二级结构的比率，结果如表3所示。

表3 蛋白质二级结构

Table 3 The protein secondary structure

类型β-折叠无规则卷曲α-螺旋β-转角

酪蛋白20.40%12.64%16.16%50.79% Cas-Carr体系23.20%10.96%18.25%41.59%

α-螺旋和β-折叠结构是蛋白质二级结构中的有序结构，结构的有序性与蛋白质的某些功能性质存在协同性[10]。由表3可以看出酪蛋白反应前后的二级结构中，α-螺旋由16.16%增加到18.25%，β-折叠由20.40%增加到23.20%，由于α-螺旋和β-折叠结构中存在较多的氢键，所以导致酪蛋白规则二级结构具有一定的刚性，增强了Cas-Carr体系的凝胶特性。无规则卷曲由12.64%减少到10.96%，β-转角由50.79%减少到41.59%变化最大，说明大量无规则结构转化为规则结构。卡拉胶是线型的聚合物，分子残基中存在交链扭结，在与酪蛋白加热形成凝胶的过程中，卡拉胶与酪蛋白胶束由于静电作用产生吸附，卡拉胶分子可在酪蛋白胶束中引入3,6-脱水氧桥结构，有助于消除扭结，使分子链伸直，形成双螺旋结构。而由于酪蛋白具有四种单体结构，结构复杂，具体变化机理及确切情况至今没有相关报道。

3 结论

本文以Cas-Carr体系为研究对象，通过其粒径的变化趋势确定卡拉胶与酪蛋白发生了不同程度的吸附结合；流变学测试表明体系为假塑性流体，呈明显的非线性变化规律，符合幂定律；体系所呈现的流变学特性与凝胶特性是由于酪蛋白与卡拉胶分子间产生了相互作用力，这种作用力以静电作用为主；红外光谱通过酪蛋白反应前后二级结构的变化进一步证明了酪蛋白与卡拉胶分子间发生了交联反应，揭示了卡拉胶与酪蛋白的反应机理。

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卡拉胶及其应用

【摘要】本文介绍了卡拉胶的结构及其在物理化学等方面的性能，阐述了国内卡拉胶常用的提取方法及其在食品工业中的应用，最后分析了卡拉胶的发展前景。 【关键词】卡拉胶；结构；性能；提取方法；应用 carrageenan and the application of carrageenan zhao jing-kun （college of chemical science and engineering， qingdao university， qingdao shandong， 266071， china） 0 引言 卡拉胶又名角叉菜胶、鹿角藻胶，是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖，具有极高的经济价值，是世界三大海藻胶工业产品（琼胶、卡拉胶、褐藻胶）之一。卡拉胶为食品添加剂，而食品级的卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽的半透明片状体或粉末状物，无臭无味，口感粘滑。卡拉胶形成的凝胶是热可逆性的，即加热融化成溶液，溶液放冷时，又形成凝胶。卡拉胶因具有良好的保水性、增稠性、乳化性、胶凝性和安全无毒等特点而广泛应用于食品工业中。 1 卡拉胶的结构 卡拉胶的化学结构是由d-半乳糖和3， 6-脱水-d-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。而根据半酯式硫酸基在半乳糖上所连接的位置不同，卡拉胶又可分为7种类型：k-卡拉胶、l-卡拉胶、r-卡拉胶、λ-卡拉胶、？谆-卡拉胶、φ-卡拉胶、ξ-卡拉胶。而目前生产和使用的有k-型、l-型和λ-型卡拉胶或它们的混合物，尤其以k-型多见。 2 卡拉胶的性能 2.1 凝胶性 卡拉胶的凝胶性能主要与其化学组成、结构和分子大小有关。卡拉胶凝胶的形成分为四个阶段：卡拉胶溶解在热水中时分子为不规则的卷曲状；温度下降的过程中其分子向螺旋化转化，形成单螺旋体；温度再下降，分子间形成双螺旋体，为立体网状结构。这时开始有凝固现象；温度再下降，双螺旋体聚集形成凝胶。 2.2 溶解性 卡拉胶都能溶解于70℃以上的温水中，一般硫酸根含量越多越易溶解。在水中卡拉胶首先形成胶粒，加入蔗糖、甘油等可以改善其分散性，或用高速搅拌器打破胶团达到分散效果。为促进卡拉胶的溶解，在食品工业生产中，一般使用80℃以上的热水对其进行溶解分散。 2.3 稳定性 在中性或碱性溶液中卡拉胶很稳定，ph值为9时最稳定，即使加热也不会发生水解。在酸性溶液中，尤其是ph=4以下时易发生酸催化水解，从而使凝冻强度和粘度下降。成凝冻状态下的卡拉胶比溶液状态时稳定性高，在室温下被酸水解的程度比溶液状态小得多。 2.4 反应性 卡拉胶与其它水溶性大分子相比最大的不同之处在于它可以和蛋白质反应。卡拉胶分子上的硫酸根具有极强的负电荷。而蛋白质是一种两性物质，在等电点以下氨基酸和卡拉胶因持相反电荷而结合产生沉淀，在等电点以上的条件下，二者持相同电荷，有多价阳离子作为胶联剂和卡拉胶结合形成亲水胶体，在等电点，由于多价阳离子为胶联剂与卡拉胶相结合而形成沉淀。 2.5 流变性 卡拉胶溶液粘度随浓度增大而呈指数规律增加，随温度升高呈指数规律下降。而在恒温状态下，随时间的增长，大分子开始解离，分子间缠绕减少，溶液粘度下降。卡拉胶溶液的粘度随ph的增大而增大，酸性增大促进卡拉胶分子解离并中和其电性，削弱了半酯化硫酸根

卡拉胶知识

全球知名的中国卡拉胶专业制造商 上海北连生物科技有限公司位于中国上海浦东开发区，是一家专业从事亲水胶体研发、生产和销售的科技型企业。公司的主要产品是卡拉胶、魔芋胶、琼脂及其复配产品。公司在上海拥有中国规模最大的直接面对国际市场的卡拉胶工厂和魔芋胶工厂。公司的卡拉胶工厂，直接采用菲律宾、印度尼西亚洁净海域的优质海藻，通过先进的加工工艺、完善的萃取技术生产出品质优异的产品，产品质量达到欧盟标准，除国内各大厂商外，直接销售到美国、欧洲、日本和东南亚等世界各地。 另外，公司也是中国魔芋园艺协会的理事单位，在魔芋产地建立了稳定的原料基地，并对魔芋胶市场应用进行了新的研究和开发，可以满足不同层次的市场需求。 公司作为中国科学院海洋研究所的研究基地，BLG拥有专业的研发机构及其团队，同时与国内外的一些大型科研机构和高等院校有着广泛而深入的合作与交流，生产的专业化和市场的国际化为我们赢得了客户的赞美和认同。 公司秉承一贯的社会责任感，坚持不断的创新和突破，追求产品的最高品质和完善服务，为国内外客户提供安全、健康、优质的系列产品。

上海北连生物科技有限公司重视产品质量管理和食品安全，将产品质量和安全问题贯穿于生产经营全过程，从原辅料的源头到成品的各环节进行严格管控，确保产品品质稳定和安全。 在质量管理方面，通过ISO9001:2000质量管理体系认证、ISO22000：2005和HACCP食品安全管理体系认证。 为适应不同地区消费习惯，取得了世界食品领域内的KOSHER认证(犹太食品认证)及HALAL认证(清真食品认证)。 卡拉胶在肉制品中的应用 一.卡拉胶的化学组成 卡拉胶是从麒麟菜、鹿角叉菜中提取的海藻多糖的统称，由于麒麟菜的种类与产地的不同以及加工工艺的区别，所得到的卡拉胶也不尽相同。因此卡拉胶只是一个广义的名称。商品卡拉胶相对分子量在10万道尔顿以上。目前已投入商业化生产的主要有：Kappa（卡帕）型卡拉胶、Iota（阿欧塔）型卡拉胶和Lambda （莱姆达）型卡拉胶。к-型卡拉胶由α（1→3）-D-半乳糖-4-硫酸盐和β（1→4）-3，6-脱水-D-半乳糖的部分硫酸酯基所组成，ι-型卡拉胶在所有D-半乳糖基上的4-位上衍生有硫酸酯基团，在3，6-脱水-D-半乳糖上衍生有2-硫酸酯基团。λ-型卡拉胶与其他两种不同的是，在β（1→4）-D-半乳糖上有两个硫酸酯。由于结构上的细小差别，使得卡拉胶本身性能和用途上有很大的不同。Kappa型卡拉胶在水中可以形成可逆的、硬的和脆的凝胶，Iota型卡拉胶可形成热可逆的、柔软的和有弹性的凝胶，Lambda型卡拉胶则不会形成凝胶，但有增稠作用。因此在肉制品中使用的卡拉胶多为Kappa型卡拉胶。 二.肉制品卡拉胶的凝胶保水作用 卡拉胶是肉制品中重要的保水成分，一般而言，淀粉吸水比例为1：2；大豆蛋白的吸水比例为1：4；而卡拉胶的吸水比例可达1：40-50；这完全归功于卡拉胶的特殊性能。其一，卡拉胶得分子结构中含有强阴离子性硫酸酯基团，能和游离水形成额外的氢键；其二，卡拉胶能和蛋白反应，形成强有力的三维空间结构—凝胶；结合这两点，卡拉胶就能牢牢的把游离水份“锁住”。卡拉胶形成的凝胶一般是热可逆凝胶，加热凝胶融化成溶液，冷却时又形成凝胶。卡帕型卡拉胶一般能完全溶解于70℃以上的热水中，冷却后形成结实但脆弱的可逆性凝胶，其凝胶强度、黏度和其他特性很大程度上取决于卡拉胶的类型和分子质量、体系

聚乙烯及其共混物改性沥青的微观结构与流变性能研究

聚乙烯及其共混物改性沥青的微观结构与流变性能研究 本文以聚乙烯及其共混物改性沥青为研究对象,通过改变聚乙烯分子量、共混物的比例等实验条件来调控相分离结构,使改性沥青具有高模量、高弹性的流变性能,从而改善其抗车辙性。在此基础上,研究废旧聚乙烯改性沥青,探索绿色环保改性沥青材料的制备与性能。 考察不同分子量的聚乙烯对沥青性能的影响。研究发现,随着分子量的增大,沥青的复合模量和复合黏度越高,相位角越低。 聚乙烯分子量较低时,其改性沥青体系会形成海-岛(分散相-基体相)结构,其中聚乙烯以滴液状分散相的形式分布在沥青基体中。对高分子量的聚乙烯改性沥青而言,相分离结构仍然表现为分散相-基体相的特征,但由聚乙烯组成的分散相外形并不规则,部分呈球状,部分呈长条状。 通过DSC测试发现分子量最高的聚乙烯的熔点温度最高,它改性的沥青稳定性好,且该体系在流变学测试中具有最高的复合模量和复合黏度,反映了较好的抗变形能力、及抗车辙能力。基于前一部分的研究结果,选择抗车辙性能最好的一种聚乙烯为沥青改性剂的一种,并添加热塑性弹性体SBS,采用PE/SBS共混来复合改性沥青,以望进一步提高沥青材料的弹性性能,即形变回复能力。 研究发现,当SBS占主要成分时,改性沥青体系对温度的依赖性更强。而当结晶性PE占主要成分时,由于PE具有较大的熔融焓变值,PE富集相晶态-非晶态的相转变,导致改性沥青在低于PE熔点温度的某个范围内出现流变稳定“平台”,改善了沥青的温度敏感性,增强其高温抗车辙性能。 基于以上研究,以废旧聚乙烯为主体,加入第三组份(聚乙烯相容剂,热塑性弹性体,胶粉)改性沥青。研究发现,随着第三组分含量增多,沥青的复合模量和复

卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用

卡拉胶的交互作用特性及其在食品工业中的应用 刘 芳,沈光林,彭志英 (华南理工大学食品与生物工程学院,广东广州 510640) 摘 要 对卡拉胶与电解质、食品胶和蛋白质等之间的交互作用特性进行了研究,同时对卡拉胶在食品工业中的研究进展进行了综述。关键词 卡拉胶;交互作用;应用 Abstract This paper rev iew s the interaction characteristics between Carrageenan and electrolyte,others food g els and protein.T he main applications and research advances of Carrag eenan in food industry are also intro duced in details here in order to provide references for making better use of Carrageenan.Key words carrageenan;interaction characteristics;application * 收稿日期:2000-06-18;修订日期:2000-06-28. 作者简介:刘芳(1971年生),女,云南宣威人,博士研究生,主攻食品生物技术. 0 前 言 食品胶是现代食品工业中不可缺少的食品添加剂,其主要来源有海藻、植物、动物和微生物。在食品加工中,食品胶在增稠、乳化稳定、凝胶、保水、组织结构和结晶控制、成膜等方面起着极为重要的作用。 卡拉胶是一类从红藻中提取出来的水溶性多糖,始于爱尔兰。在20世纪50年代,美国化学学会将它正式命名为Carrageenan 。20世纪60年代Rees 等人[1,2]对卡拉胶的组成和结构进行了深入的研究,证实卡拉胶是由1,3- -D-吡喃半乳糖和1,4- -D-吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖。根据半酯式硫酸基在半乳糖上连接的位置不同,可分为7种类型,分别用希腊字母 -、!-、?-、#-、?-、%-、&-来表示,目前在工业上生产和使用的卡拉胶主要为 -、?-和?-卡拉胶3种,其分子结构见图1。 图1 3种主要卡拉胶的结构式 卡拉胶的反应活性主要来自半乳糖残基上带有的 半酯式硫酸基(ROSO 3- ),它具有较强的阴离子活性,是一种典型的阴离子多糖。商品化卡拉胶的相对分子质量随着所用原料和生产工艺的不同而有显著性的差异,一般的相对分子质量在105~106之间[3],卡拉胶的相对分子质量对其性能和用途有显著的影响。 卡拉胶性能优良,表现出优异的凝胶特性和流变特性,同时与其它食品胶具有广泛的配伍性和协同增效作用,与蛋白质具有强烈的交互作用和乳化稳定作用。因此,卡拉胶在食品、医药、日化及其它科研领域有着极为重要的应用。虽然卡拉胶的生产历史比琼胶短,但目前卡拉胶的年产量已突破2.5万t,超过琼胶产量1倍多。目前卡拉胶的市场需求量每年仍以5%~10%的速度递增[4]。 1 电解质对卡拉胶流变特性的影响 各种电解质一方面中和了卡拉胶半酯式硫酸基的负电荷,降低了卡拉胶与电解质的相互作用力,减小了大分子的伸展性;另一方面加入的电解质降低了大分子的亲水性,使水化层变薄,导致水溶液的粘度下降,其中磷酸氢二钾和磷酸氢钙对水溶液的影响最大。 添加钾盐、铵盐、钙盐可大幅度提高卡拉胶的凝胶强度,而钠盐对该溶液的影响较小,只有高浓度的氯化钠和碳酸钠才能使卡拉胶的凝胶强度有一定程度的提高,而一些具有螯合作用的钠盐,如焦磷酸钠、六偏磷酸钠会螯合卡拉胶中的一些多价阳离子而降低卡拉胶的 食品添加剂冷饮与速冻食品工业2000(4)

茂金属低密度聚乙烯的流变性能

第24卷第7期高分子材料科学与工程 Vo l.24,No.7 2008年7月 POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jul.2008 茂金属低密度聚乙烯的流变性能 杨继萍,李 丽 (北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083) 摘要:利用RH 2000型双管挤出毛细管流变仪对mL L DPE 1018FA 进行流变性能测试,得到一系列流变曲线,发现mL LDP E 具有比较特殊的流变性能,如高的熔体表观黏度、高剪切速率下的黏度反转等。计算了这种聚乙烯树脂的粘流活化能和非牛顿指数,给出了二者与剪切速率的定量方程,考察了温度对其流变性能的影响,为这种树脂的加工提供了基础数据。 关键词:茂金属低密度聚乙烯;流变性能;表观黏度;粘流活化能;非牛顿指数 中图分类号:T Q 325.1+2 文献标识码:A 文章编号:1000 7555(2008)07 0129 03 收稿日期:2007 01 09;修订日期:2007 05 11 基金项目:留学回国人员科研启动基金资助 联系人:杨继萍,主要从事功能高分子和导电纤维研究, E mail:jyang@https://www.sodocs.net/doc/a05148732.html,. 随着茂金属催化聚乙烯的工业化,人们越来越关注茂金属催化聚乙烯如线形低密度聚乙烯(mLLDPE )的加工流变性能。mLLDPE 与传统线形低密度聚乙烯(LLDPE)不同,结构上相对分子量分布窄、共聚单体分布均匀,因此在相同分子量大小时,mLLDPE 具有比通用LLDPE 更好的物理和力学性能,但这一结构上的优越性也使得mLLDPE 的熔体黏度较大,导致mLLDPE 的加工性能不好,因此目前的研究主要集中在添加助剂[1,2]或与其它PE 共混[3~7]以改善m LLDPE 本身加工流变性能,很少有十分系统和详细的关于mLLDPE 本体流变和加工性能的研究。本文主要研究了EXXON 公司的新型茂金属催化线形低密度聚乙烯m LLDPE 1018FA 的流变性能,采用RH 2000型双管挤出毛细管流变仪测量其流变曲线,给出了其非牛顿指数和粘流活化能及二者与剪切速率的关系方程,实验结果对于mLLDPE 1018FA 的加工工艺具有指导意义。1 实验部分 1.1 实验原料 流变测试用树脂为茂金属催化线形低密度聚乙烯(mLLDPE 1018FA),美国EXXON 公司 生产,其熔融指数MI (g/10min)为1 0,密度为0 92g /cm 3 ,流动温度在100 ~110 之间,加工温度在140 ~200 之间。实验前,将待测样品置于烘箱中60 ~70 干燥48h 除去水分。1.2 流变性能测试 流变实验在RH 2000型双管挤出毛细管流变仪(英国Bohlin Instruments 公司生产)中进行,毛细管口模直径为1 0mm ,长径比(L /D )为16 1,测试温度范围为160 ~240 ,温度偏差!0.1 ,熔融时间为10m in,剪切速率范围为0s -1~3000s -1,入口进行Bagley 校正。 2 结果与讨论 Fig.1是mLLDPE 1018FA 在不同温度下的双对数坐标流动曲线图( a ~ )。可以发现:mLLPDPE 的熔体表观黏度非常高,最高时接近10000Pa ?s 。同一温度下,随剪切速率 的增加,mLLDPE 的表观黏度 a 降低,表现出典型的非牛顿型假塑性流体的流动特征,即切力变稀。 而值得注意的是,在低剪切速率(0s -1~

卡拉胶的生产及应用(综述)

提纲 1.简介 2.卡拉胶分类和物理化学性质 2.1卡拉胶的流变性能 2.2卡拉胶结构 3.质量标准 4.卡拉胶的3大性能 4.1卡拉胶的重要性质之一蛋白反应性4.2卡拉胶的重要性质之二凝胶性 4.2.1卡拉胶凝胶机理探讨 4.2.2卡拉胶和离子的作用 4.2.3卡拉胶和其他多糖的作用 5.卡拉胶应用以及生产工艺 5.1果冻 5.2软糖 5.3肉制品 5.4冰淇淋 5.5啤酒 5.6乳饮料 内容将分几天上传

2.卡拉胶简介 卡拉胶（Carrageenan）又名角叉菜胶、鹿角藻胶，是从红藻中提取的一种高分子亲水性多糖。其化学结构是由D-半乳糖和3，6-脱水-D-半乳糖残基所组成的线形多糖化合物。根据其半乳糖残基上硫酸酯基团的不同可分为κ-型、ι-型、λ-型、β-型、μ-型等13种，其中主要的是κ-型、ι-型、λ-型。μ-型通过碱处理，脱除6位上的硫酸酯形成内酯形成了κ-型，因此μ-型又称为κ-型的前体，同理，γ-型是ι-型的前体，λ-型是θ-型的前体，参见结构图。市售最多的应用也最广的是κ-型，如下文没有特别指出，一般为指κ-型精品。 一．卡拉胶物理化学性质 食品级卡拉胶为白色至淡黄褐色、表面皱缩、微有光泽、半透明片状体或粉末状物，无臭或有微臭，无味，口感粘滑，在冷水中膨胀，可溶于60℃以上的热水后形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液，但不溶于有机溶剂，在低于或等于它们的等电点（此概念貌似不正确，卡拉胶应该没有等电点）时，它们易与醇、甘油、丙二醇相溶，但与清洁剂、低分子量胺及蛋白质不相溶。由于卡拉胶大分子没有分支的结构及其具有强阴离子特性，它们可以形成高粘度溶液，其粘度取决于浓度、温度、卡拉胶类型以及是否有其他溶解物质存在等。另外，卡拉胶还可以在低温下在水中或奶基食品体系中形成多种不同的凝胶。 卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解。它在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不会水解，但在酸性溶液中（尤其pH≤4.0），卡拉胶易发生酸水解，凝胶强度和粘度下降。值得提出的是在中性条件下，若卡拉胶在高温长时加热时，也会水解，导致凝胶强度降低。所有类型的卡拉胶都能溶解于热水中、热牛奶中。溶于热水中能形成粘性透明或轻微乳白色的易流动溶液。卡拉胶在冷水中只能吸水膨胀而不能溶解。由于卡拉胶的特殊结构，其结构中的硫酸酯具有强阴离子性，加之空间结构，有特殊的蛋白反应性。卡拉胶在水中的溶解度受卡拉胶的类型、反离子的存在、其它溶质的存在、温度、pH值等这些因素的影响。 1.卡拉胶的类型：κ-型卡拉胶亲水型弱，所以难溶于水；λ-型卡拉胶在大部分条件下易溶于水；ι-型卡拉胶介于两者之间。κ-型卡拉胶在Na盐中可溶，但在K、Ca盐中不溶；ι-型在Na盐中可溶，Ca盐中形成触变分散体（摇溶）；λ-型卡拉胶在所有盐类中均可溶。 2.其它溶质：无机盐对卡拉胶的水合作用（溶解性）的影响最大。特别溶度为1.5—2%的KCl溶液阻止κ-型在常温下溶解；而溶度为4—4.6%或更高时的NaCl溶液才能达到。蔗糖的溶度对κ-型卡拉胶的水合作用影响很少。 3.温度：温度越高，溶解性越好。温度于溶解性成正比。 4.pH值：在酸性条件下，只能溶胀。（常温下） 二．卡拉胶分类及相关性能 卡拉胶加热溶解后，放冷时能形成半固体透明的凝胶。钾、铵、钙等阳离子能很大地提高其凝固性。κ-型卡拉胶对钾离子敏感，形成脆性凝胶，有泌水性；ι-型卡拉胶对钙离子敏感，形成柔性凝胶，不泌水；λ-型卡拉胶不能形成凝胶。一般市售卡拉胶以κ-型为主，如不严格标明，往往是κ-型为主，并有少量未分离的ι-型和λ-型。有些多糖对卡拉胶的凝固性也有影响。如：刺槐豆胶可明显提高κ-型卡拉胶的凝胶强度和弹性，玉米淀粉和小麦淀粉对其凝胶强度也有提高。卡拉胶形成的凝胶具有可逆性，即加热时凝胶融化成溶液，溶液放冷时又形成凝胶：凝胶←→溶胶，但一般强度有损伤。β-型类似琼脂，硫酸酯含量很低，在酸性饮料中可以使用。 卡拉胶根据工艺流程可以分为精品卡拉胶（Refined Carrageenan，E407）和粗品卡拉胶（Semi-refined Carrageenan，E407a） 三．κ-卡拉胶简单工艺流程 精品： 水洗浸泡-碱处理-洗涤-煮胶-过滤-凝胶-脱水-干燥-粉碎 粗品：

聚合物的流变性能

第四节聚合物的流变性能 一概述 注塑中把聚合物材料加热到熔融状态下进行加工。这时可把熔体看成连续介质，在机器某些部位上，如螺杆，料筒，喷嘴及模腔流道中形成流场。在流场中熔体受到应力，时间，温度的联合作用发生形变或流动。这样聚合物熔体的流动就和机器某些几何参数和工艺参数发生密切的联系。 处于层流状态下的聚合物熔体，依本身的分子结构和加工条件可分近似牛顿型和非牛顿型流体它们的流变特性暂不予祥细介绍。 1 关于流变性能 （1）剪切速率，剪切应力对粘度的影响 通常，剪切应力随剪切速率提高而增加，而粘度却随剪切速率或剪切应力的增加而下降。 剪切粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而讯速降低，这种聚合物称作剪性聚合物，这种剪切变稀的现象是聚合物固有的特征，但不同聚合物剪切变稀程度是不同的，了解这一点对注塑有重要意义。 （2）离模膨胀效应 当聚合物熔体离开流道口时，熔体流的直径，大于流道出口的直径，这种现象称为离模膨胀效应。 普遍认为这是由聚合物的粘弹效应所引起的膨胀效应，粘弹效应要影响膨胀比的大小，温度，剪切速率和流道几何形状等都能影响熔体的膨胀效应。所以膨胀效应是熔体流动过程中的弹性反映，这种行为与大分子沿流动方向的剪切应力作用和垂直于流动方向的法向应力作用有关。 在纯剪切流动中法向效应是较小的。粘弹性熔体的法向效应越大则离模膨胀效应越明显。流道的影响；假如流道长度很短，离模效应将受到入口效应的影响。这是因为进入浇口段的熔体要收剑流动，流动正处在速度重新分布的不稳定时期，如果浇口段很短，熔体料流会很快地出口，剪切应力的作用会突然消失，速度梯度也要消除，大分子发生蜷曲，产生弹性恢复，这会使离模膨胀效应加剧。如果流道足够长，则弹性应变能有足够的时间进行弹性松驰。这时影响离模膨胀效应的主要原因是稳定流动时的剪切弹性和法向效应的作用。 （3）剪切速率对不稳定流动的影响 剪切速率有三个流变区：低剪切速率区，在低剪切速率下被破坏的高分子链缠结能来得及恢复，所以表现出粘度不变的牛顿特性。中剪切区，随着剪切速率的提高，高分子链段缠结被顺开且来不及重新恢复。这样就助止了链段之间相对运动和内磨擦的减小。可使熔体粘度降低二至三个数量级，产生了剪切稀化作用。在高剪切区，当剪切速率很高粘度可降至最小，并且难以维持恒定，大分子链段缠结在高剪切下已全部被拉直，表现出牛顿流体的性质。如果剪切速率再提高，出现不稳定流动，这种不稳定流动形成弹性湍流熔体出现波纹，破裂现象是熔体不稳定的重要标志。 当剪切速率达到弹性湍流时，熔体不仅不会继续变稀，反而会变稠。这是因为熔体发生破裂。 （4）温度对粘度的影响

卡拉胶

卡拉胶 冰淇淋生产中的应用 在冰淇淋和雪糕的制作中，卡拉胶可使脂肪和其它固体成分分布均匀，防止乳成分分离和冰晶在制造与存放时增大，它能使冰淇淋和雪糕组织细腻，滑爽可口。在冰淇淋生产中，卡拉胶因可与牛奶中的阳离子发生作用，产生独特的胶凝特性，可增加冰淇淋的成型性和抗融性，提高冰淇淋在温度波动时的稳定性，放置时也不易融化。 在冰淇淋生产中，卡拉胶虽然不适合作为主稳定剂，但它在很低浓度下能作为很好的防止乳清分离的辅稳定剂使用。因为卡拉胶虽然会增加体系的黏度，但不能包容足够的胶以稳定体系。刺槐豆胶、瓜尔豆胶以及羧甲基纤维素单独使用或组合使用是较好的主稳定剂，然而它们具有相同的缺点，即在冰淇淋混合物中会导致乳清分离。所以加入卡拉胶能抑制这种现象的发生。 卡拉胶应用于冰淇淋中应注意：一是可以添加少量淀粉填充，数量多了就有粉质感，口感不佳；二是卡拉胶用量较少，多用于老化后凝冻过程中。

食品工业的应用 卡拉胶稳定性强，干粉长期放置不易降解。它在中性和碱性溶液中也很稳定，即使加热也不会水解，但在酸性溶液中（尤其是pH值≤4.0）卡拉胶易发生酸水解，凝胶强度和黏度下降。值得注意的是，在中性条件下，若卡拉胶在高温长时间加热，也会水解，导致凝胶强度降低。所有类型的卡拉胶都能溶解于热水与热牛奶中。溶于热水中能形成黏性透明或轻微乳白色的易流动溶液。卡拉胶在冷水中只能吸水膨胀而不能溶解。 基于卡拉胶具有的性质，在食品工业中通常将其用作增稠剂、胶凝剂、悬浮剂、乳化剂和稳定剂等。而这些卡拉胶的生产应用与其流变学特性有着较大的关系，因而准确掌握卡拉胶的流变学性能及其在各种条件下的变化规律对生产具有重要的意义。 品种 卡拉胶的种类繁多，大致可以分为三种主要的“理想”类型，分属于两大类： 凝胶型卡拉胶: 主要含kappa和iota成分的产品 增稠型卡拉胶: 主要含lamda成分的产品 钾离子可以特别促进kappa卡拉胶的成胶。在很低的浓度下便可促进凝胶的形成。由于水化时钾离子体积较小，可以嵌入卷曲结构并且中和部分硫酸基。这样，双链结构就可以聚合在一起，形成强度高，质地较脆的凝胶。

卡拉胶特性

卡拉胶特性 特性, 卡拉胶 卡拉胶(Carrageenan)最初起源于爱尔兰南部的卡拉根郡。18世纪开始工业化生产。目前主要的原料为红藻类海藻如麒麟菜及角叉藻、杉藻等。依其半乳糖残基上硫酸脂基团的不同,分为κ-型、ι-型、λ-型。 由硫酸基化的或非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖 通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成， 在1，3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基。 分子量为20万以上。 胶体化学特性 ● 溶解性：不溶于冷水,但可溶胀成胶块状,不溶于有机溶剂，易溶于热水成半透明的胶体溶液.(在70℃以上热水中溶解速度提高； ● 胶凝性：在钾离子存在下能生成热可逆凝胶； ● 增稠性：浓度低时形成低粘度的溶胶,接近牛顿流体，浓度升高形成高粘度溶胶，则呈非牛顿流体。 ● 协同性：与刺槐豆胶、魔芋胶、黄原胶等胶体产生协同作用，能提高凝胶的弹性和保水性； ● 健康价值：卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性，在体内降解后的卡拉胶能与血纤维蛋白形成可溶性的络合物。可被大肠细菌酵解成CO2、H2、沼气及甲酸、乙酸、丙酸等短链脂肪酸，成为益生菌的能量源。 在食品中的应用 冰淇淋(雪糕)：预防乳清分离、延缓溶化。甜果冻、羊羹：胶凝剂。 巧克力牛奶：悬浮，增加质感。果汁饮料：使细小果肉粒均匀，悬浮，增加口感。 胶脂牛乳：滑润，增加质感。软糖：优良胶凝剂。 炼乳：乳化稳定。面包：增加保水能力，延缓变硬 加工干酪：防止脱液收缩。馅饼：糊状效应，增加质感。 婴儿奶粉：防止脱脂和乳浆分离。调味品：悬浮剂，赋形剂，带来亮泽感觉。 牛奶布丁：胶凝剂，增加质感。罐装食品：胶凝，稳定脂肪。 冷冻发泡糕点：防止脂肪分离和脱液收缩现象，不易变形。肉食品：肪止脱液收缩，粘结剂。 奶昔：悬浮，增加质感。啤酒工业：澄清剂，稳定剂。 酸化乳品：增加质感，滑腻牙膏：粘结 卡拉胶（也称鹿角菜胶或鹿角藻胶）是从红藻中提起的天然多糖植物胶，广泛应用于食品工业、化学工业及生化、医学研究等领域中。卡拉胶具有形成亲水胶体，凝胶、增稠、

聚乙烯(PE)概述

聚乙烯（PE）概述 一、前言 聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无臭，无毒,手感似蜡,电绝缘性能优良，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，吸水性小，对有机蒸汽透过率则较大。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸。但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。 聚丙烯的用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。 二、特点 聚乙烯是半结晶热塑性材料，它们的化学结构、分子量、结晶度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决于聚合物的化学结构和加工条件。聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。 采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g／cm3）的产物。主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）等等。耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，化学交联、辐照交联改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性、伸长率、冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高、耐疲劳、耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。 聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 三、特性 1.物理性能 聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。 2.化学性能 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、

聚合物流变性能测试

聚合物流变性能测试-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

聚合物流变性能测试 一、实验目的 1、熟悉和了解RHEOGRAPH25型流变仪的工作原理及操作方法。 2、掌握将计算机输出流动曲线（σ-γ曲线）转换为其他形式流动曲线（lg σ-lgγ）、（lgη-lgγ）的方法。 3、掌握非牛顿指数n的计算方法。 4、掌握利用Arrhenius方程计算粘流活化能Eη的方法。 二、RHEOGRAPH25型流变仪工作原理 毛细管流变仪是目前发展得最成熟、应用最广的流变测量仪之一，其主要优点在于操作简单，测量准确，测量范围宽(剪切速率γ：10-2～105s-1 )。 毛细管流变仪测试聚合物流变性能基本原理：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可收缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为△P，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力σ和剪切速率γ与压力、熔体流率的关系。仪器通过自身软件计算出高聚物的表观粘度，并得到相应的剪切速率和剪切应力，表观粘度的关系曲线图。 三、实验仪器及材料 仪器：德国高特福RH25型毛细管流变仪、毛细管口模，长径比30：1，5：0.5，5：0.3；、活塞、转矩扳手、耐温润滑油、耐温手套、纯棉清洁布。 原料：PE、PP 四、实验内容 测定聚乙烯、聚丙烯树脂不同温度下流变性能，具体如下 第一组：PE，170℃，175℃，180℃，185℃。 第二组：PE，185℃，190℃，195℃，200℃。 第三组：PP，190℃，195℃，200℃，205℃。 第四组：PP，205℃，210℃，215℃，220℃。 五、操作步骤 1、开机 打开仪器，电脑，等候约一分钟，待初始化结束后，显示屏出现“Refere nce drive”； 2) 点击“Reference drive”进入操作界面。 2、程序设定 包括测试温度、熔融时间、活塞速度、毛细管的尺寸选择等参数的设置， 3、测试膛升温 编辑测试程序后，点击“parameter send”，开始升温，待温度达到测试温度并恒温10-15分钟； 4、毛细管安装 安装毛细管过程中，毛细管上的销钉必须在上方，安装时四个固定螺丝加抗磨糊后拧紧，再退回2圈，等候5-10分钟后再用扭矩扳手拧紧，扭矩扳手扭矩值设定为60N·m，PVT测试时设定为80 N.m； 5、压力传感器安装

牛排里的卡拉胶

牛排里的卡拉胶 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

牛排里的卡拉胶最近网上流传着一篇澳洲肉类市场存在“合成牛排”的文章，文中提到碎肉通过卡拉胶的黏合可以变成拼接牛排来出售。卡拉胶是什么？如何分辨原切牛排和拼接牛排，今天我们就来聊聊牛排里的卡拉胶吧。 牛排里放卡拉胶是起什么作用的？是化学合成的还 是从食物中提取的？ A：正统的原切牛排一般是牛里脊部位。一头牛只有两条里脊，其形状是圆柱形的，横切面符合牛排的圆形，一般只能做30多块牛排，因此数量不多，价格较贵。原切牛排是用牛的生鲜原料，国家标准规定是不能放卡拉胶的。 现在市场里放卡拉胶的不是生鲜牛肉，而是属于速冻调理肉制品所谓的“合成牛排”一类，按目前我国的《食品安全国家标准――食品添加剂使用标准》规定是允许用卡拉胶的。“合成牛排”是用形状不一的条块状牛肉加上卡拉胶等添加剂黏合，再充填到圆柱状的塑料膜中冷冻，冷冻后加以?M切包装，能做较多规格形状统一的类似原切牛排产品，一般价格也较便宜。卡拉胶在制作“合成牛排”时主要起黏合胶凝作用。 卡拉胶不是化学合成产品，而是从天然海洋红藻（包括角叉菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等）中提取出来的，具有形成凝胶和高黏度的特性，可作为食品添加剂用在食品加工中，起到增稠、胶凝等作用。 牛排中还会有哪些添加剂？在购买牛排时应注意

哪些信息？ A：正统的原切牛排不会有添加剂，而“合成牛排”除了卡拉胶外，还可能加黄原胶作为黏接剂，加入焦磷酸钠等磷酸盐提高制品的保水性及成品率，加入转谷氨酰胺酶提高凝胶质量，改善肉质的弹性、切片性和出品率，还会加些淀粉、香辛料和调味剂等。在购买牛排时应注意包装的标签和标注，尤其要看产品类别、配料表、生产厂商、生产日期和保质期等，还要看价格、保存条件等信息。 如何区分原切牛排和合成牛排？ A：首先可看牛排的产品品名、类别、配料表等包装标签。原切生鲜牛排品名可以直称牛排，是属于生鲜牛肉类别，包装标签上不会有卡拉胶等添加剂的名称。而“合成牛排”品名往往冠以“黑椒牛排”、“沙律牛排”等花样繁多的名称，产品类别往往标注为“速冻菜肴制品”、“速冻调理肉制品”，最明显的是配料表上有卡拉胶等较多添加剂名称，这说明它不是原切牛排。 此外，还有可以通过感官来辨?e，原切牛排具有生鲜牛肉应有的气味，牛肉颜色鲜红有光泽，纤维组织有弹性且连接紧密；而合成牛排往往可闻到有香辛料的气味，颜色较暗而不统一，纤维组织纹理也有拼接的痕迹，可看出不自然的地方。 卡拉胶还会在哪些食品中出现，食用后会对人体 产生哪些影响？食用过多会不会在人体中蓄积？ A：我国《食品安全国家标准――食品添加剂使用标准》规定卡拉胶可以用在稀奶油、黄油、生湿面制品（如面条、饺子皮、馄饨皮等）、

改性滑石粉填充聚丙烯高密度聚乙烯复合体系的流变性能

第20卷第1期高分子材料科学与工程 VO1.20 NO.1 2004年1月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jan.2004改性滑石粉填充聚丙烯/高密度聚乙烯 复合体系的流变性能 史铁钧1何涛2吴德峰1 (1.合肥工业大学化工学院安徽合肥23000992.中国科技大学安徽合肥230026) 摘要:研究了纯滑石粉和插层~偶联等方法改性处理的滑石粉填充聚丙烯/高密度聚乙烯(PP/HDPE)复合体系的流变性能探讨了含量~温度~切变速率等因素对复合体系粘度特性的影响G结果表明复合体系总体上有切力变稀的特性G体系表观切粘度随纯滑石粉和插层处理的有机滑石粉含量的升高而有不同程度的增加9随温度升高~切变速率升高而下降9理论上分析了复合体系中各组分之间的微观相作用G 关键词:聚丙烯9高密度聚乙烯9滑石粉9插层9流变9微观相作用 中图分类号:O631.2+1文献标识码:A文章编号:1000 7555(2004)01 0125 04 近年来针对聚丙烯(PP)低温耐冲击性能差人们对其进行了一系列的改性其技术已由最初刚性无机填料填充或增强PP~弹性体增韧 PP二元复合体系发展到用机械共混技术向体系中掺入弹性体粒子形成三元复合体系以达 到既增强又增韧的目的[1 2]G根据硬增硬原理 的需要本文采用了聚丙烯/高密度聚乙烯 (PP/HDPE)作为整个体系的复合基体G已有研究表明[3~5]:采用HDPE与PP共混时HDPE 的球晶对PP的球晶有插入~分割作用能达到细化PP晶粒作用起到增韧效果G 滑石粉是一种由层状硅酸盐晶体组成的矿 物晶体表面有较多羟基存在用钛酸酯偶联剂 进行表面偶联可增加无机相与有机相之间的 相容性9同时滑石粉晶体片层之间存在一定量的阳离子可采用有机金翁离子通过离子交换初步撑开片层通过机械加工使聚合物熔融插层制备聚合物插层复合体系G本研究利用该法制备了改性滑石粉/PP/HDPE复合体系分析了体系的流变性能揭示了体系的微观结构及其相互作用G虽然聚合物插层复合材料许多特殊性能已有不少报道[6~12]但从流变学角度对此种体系的关注甚少G本研究的一些重要结果为插层复合体系的成型加工提供了较重要的理论依据G 1实验部分 1.1实验原料 聚丙烯(1300):燕山石化产品9高密度聚乙烯(7006A):齐鲁石化公司产品9滑石粉(1300 mesh):国产9钛酸酯偶联剂NDZ101:南京曙光化工厂产品G 1.2仪器及设备 毛细管流变仪:DCS5000型日本岛津公司9双辊筒炼塑机:SK160B型上海橡胶厂产品G 1.3工艺流程 (1)纯滑石粉经有机化插层处理:有机滑石粉9(2)纯滑石粉经偶联剂处理:填料A9(3)有机滑石粉经偶联剂处理:填料B G(注:偶联剂用量为滑石粉的1%) 填料 + PP/HDPE f 助剂 -双辊塑炼 -造粒 -流变仪测试 收稿日期:2002 01 219修订日期:2002 05 14作者简介:史铁钧博士生导师教授.

酪蛋白-卡拉胶体系的流变特性及其相互作用研究

酪蛋白-卡拉胶体系的流变特性及其相互作用研究 刘安军，胡颖娜，刘彩红，滕安国，杨事维 （天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457） 摘要：本文研究了不同卡拉胶的添加量对酪蛋白-卡拉胶体系粒径以及流变学性质的影响，对维持体系的流变学特性与凝胶特性的分子间作用力进行了探究，揭示了酪蛋白与卡拉胶混合凝胶机理。结果表明：卡拉胶浓度的升高会导致体系粒径增大，浓度为0.5%时，粒径达到1096.8 nm，约为酪蛋白溶液分子粒径的5倍，表明卡拉胶与酪蛋白发生吸附作用；流变学测试表明体系呈现假塑性流体的特征，随着卡拉胶添加量的增加，流动指数n由0.9251下降到0.7270，稠度系数K由0.3796上升到3.4403；添加NaCl与尿素后，体系的凝胶强度有不同程度的下降，当二者浓度为1.0 mol/L时，体系凝胶强度的损失率分别为100%与32.4%，分子间作用力以静电作用为主；红外光谱显示反应前后酪蛋白的二级结构发生改变，进一步证明卡拉胶与酪蛋白分子之间发生交联反应。 关键词：卡拉胶；酪蛋白；流变性 文章篇号：1673-9078(2014)11-23-27 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2014.11.005 Study on the Rheology and Interactions of Casein-Carrageenan System LIU An-jun, HU Ying-na, LIU Cai-hong, TENG An-guo,YANG Shi-wei (College of Food Science and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China) Abstract: In this study, the effects of different amounts of carrageenan on the particle size and rheological properties of the casein-carrageenan system were studied. Furthermore, the intermolecular forces that contribute to the rheological and gel properties of the system were explored to reveal the gelation mechanism of the casein and carrageenan mixture. The results showed that increased concentrations of carrageenan resulted in an increased particle size of the system. When the concentration was 0.5%, the molecular size became 1096.8 nm, almost five times the molecular diameter of casein. This indicates that absorption occurred between carrageenan and casein. Rheological tests showed that the system exhibited pseudo-plastic fluid characteristics. With increasing amounts of carrageenan, the flow index, n, decreased from 0.9251 to 0.7270, and the consistency coefficient, K, increased from 0.3796 to 3.4403. Upon addition of NaCl and urea, the gelation streng th of the system decreased to various extents. When the concentrations of the two components were 1.0 mol/L, the loss ratios of the system gelation strength were 100% and 32.4%, respectively. The intermolecular interactions were mainly composed of electrostatic interactions. Infrared spectroscopy analysis showed that the secondary structure of casein changed after the reaction, which further proved that a cross-linking reaction took place between carrageenan and casein. Key words: carrageenan; casein; rheology 蛋白质和多糖是天然的高分子聚合物，是食品体系中最重要的两类生物大分子物质，蛋白质具有乳化且稳定的能力，多糖具有增稠持水能力，两者之间常常通过聚合和凝胶作用影响食品的结构与功能[1~2]。酪蛋白作为牛乳中的主要成分，具有较高的营养价值与功能特性，在溶液中酪蛋白以多个单体聚集而成的胶束形式存在，酪蛋白胶束在加热、浓缩等加工过程中的变化很大程度上决定了产品的稳定性[3]。为了提高收稿日期：2014-05-13 基金项目：国家高技术研究发展计划（2013AA102204）；国家自然基金项目（31271975）；天津市科技型中小企业专项资金（周转资金）项目（11kqzznc280） 作者简介：刘安军，（1963-），男，教授，博士生导师，主要从事水产品、畜产（副产）品高附加值的开发利用及功能性食品研究等乳制品的热稳定性以及延长产品的货架期，需要添加亲水胶体作为稳定剂，而卡拉胶是从红藻中萃取的天然植物胶体，具有优良的热可逆凝胶化、抗蛋白凝结、亲水无毒等独特性能，作为一种典型的阴离子多糖卡拉胶可以与牛乳酪蛋白发生络合反应，防止牛奶发生凝聚沉淀[4]，在食品、化工和包装等方面应用广泛。目前，对于蛋白质-多糖之间的复合作用以及相行为的研究较多，而从流变学性质出发，进一步分析蛋白质二级结构的变化来探究反应机理的研究较少。本文以酪蛋白-卡拉胶（Casein-Carrageenan）体系作为研究对象，测定了其流变性能及凝胶特性并探究了二者之间分子作用力的主要形式，通过傅里叶红外光谱分析酪蛋白反应前后结构的变化，揭示酪蛋白与卡拉胶混合凝胶机理，为卡拉胶在乳制品中的应用提供理论依据。 23