響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化酪蛋白-魔芋葡甘聚糖共混溶膠制備工藝及其穩(wěn)定性

樊 巧，陳厚榮，徐曉萍，田美玲，張甫生（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶　400715）

響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化酪蛋白-魔芋葡甘聚糖共混溶膠制備工藝及其穩(wěn)定性

樊 巧，陳厚榮，徐曉萍，田美玲，張甫生*
（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715）

為提高蛋白-多糖共混物的穩(wěn)定性及拓寬其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用，以酪蛋白（casein，CS）-魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）為研究對象，探究了共混溶膠制備過程中CS-KGM總質(zhì)量濃度、共混比例、pH值、反應(yīng)溫度對CS-KGM共混溶膠流變特性的影響，并以黏度為指標(biāo)，用響應(yīng)面法對共混比例、pH值、反應(yīng)溫度進(jìn)行共混工藝優(yōu)化。在總質(zhì)量濃度為1.2 g/100 mL的基礎(chǔ)上，響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明3 個(gè)因素對共混溶膠均有顯著的影響，其最佳優(yōu)化工藝參數(shù)為：共混比例（KGM-CS質(zhì)量比）6∶4、反應(yīng)溫度60 ℃、pH 6.5；在此條件下，CS-KGM共混溶膠黏度的驗(yàn)證值為33.63 Pa·s，與理論預(yù)測值35.12 Pa·s相近。同時(shí)，將優(yōu)化前和優(yōu)化后共混溶膠進(jìn)行貯藏穩(wěn)定性對比實(shí)驗(yàn)，顯示優(yōu)化前與優(yōu)化后共混溶膠出現(xiàn)相分離現(xiàn)象時(shí)間分別為4 d和5 d，優(yōu)化后穩(wěn)定性顯著高于優(yōu)化前共混溶膠。

魔芋葡甘聚糖；酪蛋白；流變性；響應(yīng)面；穩(wěn)定性

蛋白與多糖是最常見的食品高分子聚合物，是構(gòu)建食品微結(jié)構(gòu)的兩大重要基材，由于蛋白-多糖混合物在許多食品的結(jié)構(gòu)、質(zhì)地和穩(wěn)定性方面起到了重要作用，蛋白-多糖已廣泛用于食品工業(yè)［1］。但二者共混體系具熱力學(xué)不穩(wěn)定特征［2］，目前，改善多糖-蛋白共混物的穩(wěn)定性，提升其性能的快捷途徑是對多糖-蛋白共混物進(jìn)行共混工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，如共混物質(zhì)量濃度、溶解反應(yīng)溫度、pH值和溶質(zhì)添加（如鹽或其他低分子質(zhì)量的物質(zhì)）等因素［3］。因此，為了開發(fā)食品新產(chǎn)品所需的性能，認(rèn)識多糖-蛋白共混各因素對其影響、二者相互作用機(jī)制以及探索共混宏觀屬性等非常重要。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）作為目前所發(fā)現(xiàn)植物類水溶性食用膠中黏度最高的一種多糖［4］，因具有高吸水性、高膨脹性、高黏度等優(yōu)良特點(diǎn)，其與蛋白的共混物已廣泛應(yīng)用于食品包裝膜［5］、脂肪替代品［6］、澄清劑［7］等方面。酪蛋白（casein，CS）作為牛奶中的主要蛋白質(zhì)，其分子具有雙親性，分子柔性好，具有優(yōu)良的凝膠特性。研究證明，多糖能夠改善乳制品的質(zhì)地，賦予產(chǎn)品穩(wěn)定的液體狀態(tài)或是凝膠狀態(tài)［8］；且多糖能夠抑制乳清析出、乳脂分離，延長乳制品的貨架期［9-10］，國內(nèi)外對CS與多糖混合體系的研究也逐漸增多，但將資源豐富的KGM與CS共混研究卻鮮見報(bào)道，CS與KGM共混體系等方面的研究有待進(jìn)一步深入。

基于此，本實(shí)驗(yàn)以KGM與CS為研究對象，通過單因素試驗(yàn)、響應(yīng)面研究方法，探討共混溶膠制備過程中各因素對其性質(zhì)的影響規(guī)律，并依此得出最佳的制備工藝條件，同時(shí)對優(yōu)化前、后共混溶膠進(jìn)行貯藏穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，探究其穩(wěn)定性能的提升效果，以期為CS與KGM的應(yīng)用（共混膜的制備、奶制品加工等）提供理論性指導(dǎo)，及為后期研究CS與KGM之間的相互作用研究提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

CS美國Sigma公司；KGM（質(zhì)量分?jǐn)?shù)92%）上海北連生物科技有限公司；磷酸氫二鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%）、磷酸二氫鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%）重慶北碚化學(xué)試劑廠。

1.2儀器與設(shè)備

JJ-1精密增力電動攪拌器金壇市城東新瑞儀器廠；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋常州奧華儀器有限公司；SL602N高精顯電子天平上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司；DHR-1動態(tài)流變儀 美國TA公司。

1.3方法

1.3.1CS-KGM復(fù)合溶膠的制備

稱取與實(shí)驗(yàn)對應(yīng)量的CS，加入10 mL的磷酸鹽緩沖液，攪拌均勻，待CS溶解，加入90 mL蒸餾水，邊攪拌邊加入與實(shí)驗(yàn)相對應(yīng)量的KGM，在一定反應(yīng)溫度條件下使CS和KGM充分溶脹并反應(yīng)45 min，樣品在4 ℃條件下保存20 h待用。

1.3.2CS-KGM復(fù)合溶膠流變性能分析

采用TA流變儀對復(fù)合溶膠進(jìn)行流變測試，測試夾具，40 mm平行板；測試間距為500 μm，測試反應(yīng)溫度為25 ℃，上樣品后平衡5 min，頻率1 Hz，剪切頻率0.1～600 s－1。樣品單點(diǎn)的表觀黏度是所得溶液測定表觀黏度的初始點(diǎn)值［11］。

1.3.3CS-KGM復(fù)合溶膠穩(wěn)定性分析

根據(jù)優(yōu)化前與優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)條件，制備兩組樣品，在4 ℃條件下保存過夜后將樣品置于25 ℃室溫，觀察兩組樣品隨時(shí)間變化的相分離情況。

1.3.4單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取CS-KGM總質(zhì)量濃度0.5～1.6 g/100 mL、共混比例（KGM-CS質(zhì)量比）10∶0～2∶8、緩沖液pH 6～8和反應(yīng)溫度25～90 ℃為試驗(yàn)因素，研究這4 個(gè)因素對溶膠流變黏度的影響效果。

1.3.5響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過Design-Expert響應(yīng)面軟件，選擇對試驗(yàn)影響較大的共混比例、反應(yīng)溫度、pH值為響應(yīng)因素，以CS-KGM復(fù)合溶膠黏度為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)。響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。

表1　響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Taabbllee 11 　FFaaccttoorrss aanndd lleevveellss uusseedd iinn rreessppoonnssee ssuurrffaaccee ddeessiiggnn

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用Origin 7.5與Design-Expert進(jìn)行處理與分析，每次實(shí)驗(yàn)均3次平行，結(jié)果以“±s”的形式標(biāo)注于圖。

2　結(jié)果與分析

2.1CS對KGM流變性的影響

天然高分子材料的最終性能很大程度上取決于其內(nèi)在結(jié)構(gòu)和成分，體系的黏彈性是其微觀結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部基團(tuán)間相互作用的宏觀表現(xiàn)，故常用流變黏度來表征共混分子之間相互作用的強(qiáng)弱［12-13］。通過對比單獨(dú)CS、單獨(dú)KGM以及共混CS和KGM時(shí)黏度隨剪切速率變化的曲線，來觀察CS添加對KGM溶液黏度的影響。

圖 1 CS、KGM、CS-KGM共混溶膠剪切速率與黏度相關(guān)性曲線Fig.1　Relationship between shear rate and viscosity for CS， KGM and CS-KGM blend sol

由圖1可知，3 種溶液均表現(xiàn)出非牛頓流體行為，且均發(fā)生剪切變稀現(xiàn)象。同時(shí)由于CS的黏度遠(yuǎn)低于KGM的黏度［14］，故CS的加入，使KGM黏度急劇下降；總質(zhì)量濃度在1 g/100 mL基礎(chǔ)上，加入質(zhì)量濃度0.5 g/100 mL CS，黏度從59.22 Pa·s下降至7.05 Pa·s，略高于1 g/100 mL CS的黏度（0.12 Pa·s），黏度下降了88%。此外，高分子溶液流變學(xué)常用Ostwald冪律函數(shù)方程τ=k·γn來描述。依上述方程，經(jīng)計(jì)算得出，CS、KGM、CS-KGM的n值均小于1，可說明這3 種流體均為假塑性流體，與圖1中得出的黏度隨剪切速率的增加而降低的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。其中，3 種流體中KGM的k值最高、CS-KGM次之、CS最低，體現(xiàn)出了KGM和CS-KGM具有的較高黏度。同時(shí)CS-KGM為兩者的共混溶膠，其k、n值處于CS和KGM之間，也與圖1的結(jié)果一致。

2.2單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1總質(zhì)量濃度對CS-KGM共混物黏度的影響

CS-KGM共混物的總質(zhì)量濃度直接影響到溶膠狀態(tài)。在KGM-CS共混比例7∶3、緩沖液pH 7的條件下，考察總質(zhì)量濃度分別為0.5、0.7、1.0、1.2、1.4、1.6 g/100 mL時(shí)共混物黏度性能，結(jié)果見圖2。

圖2　 總質(zhì)量濃度對CS-KGM共混溶膠黏度的影響Fig.2　Effects of total substrate concentration on viscosity of CS-KGM blend sol

一般在稀溶液中，水溶膠大分子呈線團(tuán)狀，相互分離。當(dāng)質(zhì)量濃度增加到某臨界質(zhì)量濃度后，大分子線團(tuán)間相互發(fā)生穿插交疊，分子間相互作用增強(qiáng)，大分子由相互孤立運(yùn)動狀態(tài)向相互纏結(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而可導(dǎo)致溶液的黏度顯著增加［15-16］。由圖2可知，隨著CS-KGM總質(zhì)量濃度的增大，溶膠的黏度不斷升高，且上升的速率不斷增大，當(dāng)總質(zhì)量濃度大于1.2 g/100 mL時(shí)黏度增加幅度更明顯。原因可能是由于總質(zhì)量濃度的增加可使蛋白和多糖相互作用位點(diǎn)增加，從而促進(jìn)了兩者的靜電等相互作用，進(jìn)而提高溶液黏度。此結(jié)論與閔雯等［17］和劉金金等［18］對膠原蛋白-殼聚糖、蛋清蛋白-魔芋共混溶膠的研究結(jié)果一致。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，總質(zhì)量濃度在1.2 g/100 mL時(shí)溶膠狀態(tài)較為理想，總質(zhì)量濃度再增加時(shí)溶膠黏度過大接近凝膠，且流動性差。因此，選用共混溶膠總質(zhì)量濃度為1.2 g/100 mL進(jìn)行后期優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.2共混比例對CS-KGM共混物黏度的影響

在共混物總質(zhì)量濃度、pH值一定的條件下，只有當(dāng)?shù)鞍缀投嗵堑墓不毂壤_(dá)到一定值時(shí)，二者才能發(fā)生更好的相互作用。故試驗(yàn)通過對比不同共混比例條件下共混物的黏度，來分析共混比例對共混物黏度的影響?？傎|(zhì)量濃度1.2 g/100 mL、緩沖液pH 7的條件下，考察共混比例分別為10∶0、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、2∶8時(shí)共混物黏度性能，結(jié)果見圖3。由圖3可知，在總質(zhì)量濃度一定的條件下，隨著

圖 3　共混比例對CS-KGM共混溶膠黏度的影響Fig.3　Effects of KGM-CS ratio on viscosity of CS-KGM blend sol

KGM-CS共混比例的改變，共混物的黏度呈下降趨勢。當(dāng)共混物共混比例由10∶0變?yōu)?∶2，黏度急劇下降，這是由于KGM具有很強(qiáng)的吸水溶脹性，較高黏度［14］，當(dāng)用CS

代替一部分KGM時(shí)，黏度會受到很大的影響，這也與前面CS加入對KGM流變性影響的研究結(jié)果一致。當(dāng)共混比例由8∶2變?yōu)?∶3時(shí)，共混物黏度變化不明顯，可能是由于KGM與CS共混會出現(xiàn)一定的交互作用，在此區(qū)間內(nèi)，兩者間達(dá)到了最大程度的結(jié)合；而當(dāng)共混比例在7∶3之后時(shí)，黏度又開始急劇下降，可能是隨著KGM含量的降低，高黏度KGM貢獻(xiàn)作用減小，同時(shí)體系中單位體積內(nèi)KGM

分子與CS顆粒之間的纏結(jié)和碰撞幾率減小，體系中的大CSKGM顆粒變少等原因造成，因此黏度減小。這與楊敏華等［19］

對蠶絲蛋白-黏膠共混紡絲液的流變性能研究結(jié)果一致，在控制總質(zhì)量濃度一定的情況下，體系中隨著蛋白含量的增加，黏度逐漸減小。為此，依據(jù)黏度變化不顯著，且較高黏度的原則，選擇7∶3共混比例來進(jìn)行后期優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.3pH值對CS-KGM共混物黏度的影響

圖4　pH值對CS-KGM共混溶膠黏度的影響Fig.4　Effects of pH on viscosity of CS-KGM blend sol

CS不易溶解水溶液，Liu等［20］研究發(fā)現(xiàn)CS在pH 6.0～8.0時(shí)溶解度顯著增加，隨后當(dāng)pH值為9.0～12.0時(shí)溶解度減??；同時(shí)Kohyama等［21］觀察了pH值對KGM黏度等性質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)pH值在3.0～9.0時(shí)KGM黏度較穩(wěn)定。故選擇pH值為6.0～8.0區(qū)間的磷酸鹽緩沖液溶解CS，觀察pH值對CS-KGM共混物溶膠黏度的影響。試驗(yàn)在共混比例7∶3、總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL的條件下，考察pH值分別為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0時(shí)共混物黏度性能，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，在pH 6.0～8.0范圍內(nèi)，共混物黏度呈先增加后降低的趨勢，在pH值處于7.0～7.5時(shí)黏度為最大值。CS-KGM共混溶膠黏度變化，主要與CS的溶解度和兩共混物的大分子基團(tuán)（例如氨基和羧基）的離子化程度相關(guān)［22］，當(dāng)pH 6.0時(shí)，CS不完全溶解，CS-KGM共混溶膠有部分CS小顆粒，隨pH值的升高，CS的溶解度增大，到達(dá)pH 7.0后CS完全溶解，二者間的交互作用更明顯，黏度達(dá)到峰值。而當(dāng)pH值大于7.5后，黏度開始降低，這可能是隨著體系—OH的增加，膠液內(nèi)部分子所帶的凈電荷過多，分子鏈間排斥力增大，阻礙了CS與KGM的相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致黏度下降。此結(jié)論與林好等［11，23］對KGM-明膠復(fù)配膠液的研究結(jié)果一致。為此，選pH值為7.0左右來進(jìn)行后期優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2.4反應(yīng)溫度對CS-KGM共混物黏度的影響

食物中的大分子物質(zhì)在共混、交聯(lián)過程中，反應(yīng)溫度會對CS與KGM的相互作用起到很大影響［24］。試驗(yàn)固定共混比例7∶3、總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL、pH 7.0、加熱時(shí)間45 min（由預(yù)實(shí)驗(yàn)得）的條件下，探索反應(yīng)溫度在25、40、50、60、70、80、90 ℃條件下的共混物黏度，結(jié)果見圖5。

圖 5　反應(yīng)溫度對CS-KGM共混溶膠黏度的影響Fig.5　Effects of reaction temperatures on viscosity of CS-KGM blend sol

由圖5可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，共混物黏度呈先增加后減小的趨勢，當(dāng)反應(yīng)溫度為60 ℃時(shí)，共混物黏度達(dá)到最大。當(dāng)反應(yīng)溫度處于25～60 ℃之間時(shí)，黏度緩慢增加，原因可能是反應(yīng)溫度升高促進(jìn)KGM分子溶脹，與蛋白質(zhì)分子展開［25］，進(jìn)而使二者相互作用加強(qiáng)，黏度增加。當(dāng)反應(yīng)溫度在70～90 ℃之間時(shí)，黏度迅速降低，分析原因是因?yàn)楦邷匾餋S中蛋白質(zhì)分子的變性及KGM降解［26］，使其分子結(jié)構(gòu)和特性發(fā)生變化，分子間相互作用減弱，體系黏度下降。為此，選擇反應(yīng)溫度為60 ℃左右來進(jìn)行后期優(yōu)化試驗(yàn)。

2.3響應(yīng)面分析法優(yōu)化CS-KGM共混溶膠制備工藝

2.3.1響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

響應(yīng)面分析為優(yōu)化試驗(yàn)中常用的優(yōu)化方法，其原理為將體系的響應(yīng)值作為一個(gè)或多個(gè)因素的函數(shù)，運(yùn)用圖形技術(shù)將這種函數(shù)關(guān)系表示，以便直觀觀察試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的最優(yōu)化條件。采用三因素三水平Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，以CS-KGM共混物黏度為響應(yīng)值，選擇對共混物黏度影響較大的共混比例、pH值、反應(yīng)溫度進(jìn)行響應(yīng)面分析，因素水平確定以單因素試驗(yàn)分析結(jié)果為依據(jù)，響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)方案及結(jié)果見表2。

表2　響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果Taabbllee 22 　Table 2 Experimental design and results for response surface analysis

2.3.2回歸模型建立及顯著性檢驗(yàn)

利用Design-Expert軟件對表中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合，獲得CS-KGM共混溶膠黏度的回歸方程：

按此回歸方程建立響應(yīng)值的方差分析（表3）及響應(yīng)面（圖6）。從表3可以看出，該模型回歸極顯著（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P＞0.05），R2Adj為0.992 4，這表明該模型的擬合度較好，能很好地分析和預(yù)測CS-KGM共混物黏度隨制備條件的變化情況，較低的離散系數(shù)（CV=4.0%）也說明整個(gè)試驗(yàn)具有較好的精確度和可靠性；從各因素影響程度分析，各因素F值可反映出各因素對試驗(yàn)指標(biāo)的重要性，F(xiàn)值越大表明對試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大，結(jié)合表3得出共混物黏度值影響程度的大小順序：pH值＞共混比例＞反應(yīng)溫度。CS-KGM共混物黏度的響應(yīng)面見圖6，也可以看出響應(yīng)值隨著共混比例及pH值的變化幅度較大，而反應(yīng)溫度對響應(yīng)值的影響較小，且各因素間的交互作用均顯著：各因素固定水平為0水平，固定總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL。從圖6a可以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度固定，pH值較低水平時(shí)，隨KGM比例的增加共混物的黏度越來越大，二者交互作用明顯；從圖6b可以看出，pH值固定時(shí)，反應(yīng)溫度和共混比例的變化同步，當(dāng)反應(yīng)溫度和共混比例最大時(shí)出現(xiàn)黏度最大值，二者交互作用明顯；從圖6c可以看出，當(dāng)共混比例固定時(shí)，隨pH值和反應(yīng)溫度變化，共混物的黏度變化不大。

圖 6　各因素交互作用對CS-KGM共混物黏度的影響Fig.6　Effects of interaction between two factors on viscosity of CS-KGM blend sol

2.3.3回歸模型的驗(yàn)證

利用Design-Expert軟件，通過對回歸方程求解，得CS-KGM共混溶膠黏度的最大值為35.12 Pa·s，此時(shí)的制備工藝參數(shù)為KGM-CS質(zhì)量比6∶4、反應(yīng)溫度60 ℃、pH 6.5。為了進(jìn)一步驗(yàn)證回歸方程的準(zhǔn)確性和有效性，在最佳制備條件下CS-KGM共混溶膠，并進(jìn)行黏度測定，測定值33.63 Pa·s與預(yù)測值35.12 Pa·s相近，可見回歸模型能很好地預(yù)測CS-KGM共混溶膠的黏度性能，優(yōu)化結(jié)果可靠。

2.4CS-KGM共混溶膠穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

多糖-蛋白共混體系為常見的熱力學(xué)不相容體系，在加工與貯運(yùn)等實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)相分離現(xiàn)象，這阻礙了多糖-蛋白產(chǎn)品在食品、材料及藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用［2，27-28］。故通過對比在室溫25 ℃條件下響應(yīng)面優(yōu)化前、后共混物分層時(shí)間的先后情況來探討共混物的穩(wěn)定性。優(yōu)化前共混物制備條件（普通制備條件）：總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL、KGM-CS共混比例5∶5、pH 6、反應(yīng)溫度25 ℃；優(yōu)化后共混物制備條件：總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL、KGM-CS共混比例6∶4、pH 6.5、反應(yīng)溫度60 ℃。

圖 7　CS-KGM共混物響應(yīng)面優(yōu)化前后穩(wěn)定性對比Fig.7　Stability comparison between optimized and original CS-KGM blend sol

從圖7可以看出，在實(shí)驗(yàn)前1～3 d內(nèi)，優(yōu)化前、后共混物均未出現(xiàn)相分離現(xiàn)象；在實(shí)驗(yàn)第4天，優(yōu)化前共混物底部開始出現(xiàn)小范圍的分層現(xiàn)象，而此時(shí)優(yōu)化后共混物并未出現(xiàn)肉眼能觀察的相分離現(xiàn)象；在實(shí)驗(yàn)第5天，優(yōu)化前共混物已經(jīng)出現(xiàn)大范圍的絮狀物、分層現(xiàn)象，而優(yōu)化后共混物僅底部出現(xiàn)小范圍的相分離現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示優(yōu)化前溶膠在第4天時(shí)出現(xiàn)相分離，優(yōu)化后溶膠在第5天時(shí)出現(xiàn)相分離，故推斷優(yōu)化后共混物貯藏穩(wěn)定性比優(yōu)化前穩(wěn)定性高。

33　結(jié) 論

采用單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面分析法對CS-KGM共混物制備工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并建立擬合度良好的數(shù)學(xué)模型；其最佳優(yōu)化工藝條件為：總質(zhì)量濃度1.2 g/100 mL、KGM-CS共混比例6∶4、反應(yīng)溫度60 ℃、pH 6.5。在優(yōu)化工藝條件下制備共混物，其黏度的實(shí)際測定值33.63 Pa·s，與預(yù)測值35.12 Pa·s相近，模型預(yù)測效果良好。同時(shí)優(yōu)化后CS-KGM共混物貯藏穩(wěn)定性較優(yōu)化前顯著提高。本研究將對提高可食性CS-KGM共混膜、高纖維型奶制品穩(wěn)定性及多糖-蛋白共混原料的優(yōu)化制備等方面為提供相關(guān)理論支持。此外，各制備因素對CS-KGM共混物黏度影響的機(jī)制以及CS-KGM相互作用力變化規(guī)律尚不明確，有待進(jìn)一步研究，以期從分子層面反向調(diào)控CS-KGM共混物優(yōu)化制備與提高穩(wěn)定性。

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Optimization of Preparation Process for Casein-Konjac Glucomannan Blend Sol and Its Stability

FAN Qiao， CHEN Hourong， XU Xiaoping， TIAN Meiling， ZHANG Fusheng*
（College of Food Science， Southwest University， Chongqing400715， China）

With the aim to improve the stability of protein-polysaccharide blends and to broaden their application in the food industry， we investigated the effects of the preparation parameters （substrate concentration， blending proportion， pH and temperature） on rheological characteristics of casein-konjac glucomannan （CS-KGM） blend sol and optimized blending proportion， pH and temperature based on sol viscosity by using response surface analysis. The results of response surface analysis showed that when the total substrate concentration was 1.2 g/100 mL， all three selected parameters had signifi cant effects on sol viscosity and were optimized as follows: a KGM-CS ratio of 6:4， 60 ℃ and pH 6.5. Experiments conducted under these conditions gave a viscosity value of 33.63 Pa·s， which was closed to the predictive value （35.12 Pa·s）. In addition， a comparative study of storage stability was also carried out， and the results showed that the phase separation times of the optimized and original samples were 4 and 5 days， respectively. This study indicated that the stability of optimized sol was signifi cantly higher than that of the original one.

konjac glucomannan； casein； rheology； response surface methodology； stability

TS219

A

1002-6630（2015）24-0010-06

10.7506/spkx1002-6630-201524002

2015-04-09

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31301599）；西南大學(xué)博士基金項(xiàng)目（SWU111067）

樊巧（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)。E-mail：fanqiao1990@163.com

張甫生（1983—），男，講師，博士，研究方向?yàn)槭称贩菬峒庸ぁ-mail：zfsswu@163.com