棠梨果實多糖的流變性研究

陳玉琴 南海 崔亞巖

（1.三門峽職業(yè)技術學院 食品園林學院，河南 三門峽 472000；2.河南科技學院 食品學院，河南 新鄉(xiāng)453003）

棠 梨 （Pyrus betulaefolia Bunge） 屬 薔 薇 科（Rosaceae）梨屬（Pyrus L.）喬木，又稱杜梨，能斂肺澀腸、止咳止痢。常用于治療久咳、久瀉、久痢等?！侗静菥V目》記載棠梨“味酸、甘、澀、寒；無毒。燒熟食用，可治泄瀉痢疾”。根據文獻檢索，目前棠梨主要作為砧木、園林樹種以及重要的木材來源廣泛分布在我國的北部、東北部和中部各省，以黃河流域分布較多[1]。

關于棠梨的研究主要集中在種子萌發(fā)與幼苗生長的研究、幼苗根系生長狀況的研究以及作為砧木嫁接梨樹等方面[2]。對于棠梨果實多糖的提取及含量測定方面的研究還未見相關報道。自20世紀70年代以后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多糖在增強機體免疫功能及抗腫瘤、抗肝炎、抗?jié)?、調血脂、降血糖、抗衰老方面有作用。

本實驗通過考查濃度、剪切力、溫度、加熱時間、凍融變化、鹽離子濃度等因素對棠梨果實多糖粘度的影響，對其流變學性質進行研究。以期為以后棠梨果實多糖開發(fā)利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

棠梨：采于河南省三門峽市盧氏縣。

1.2 實驗儀器與試劑

SNB-1型數(shù)字式粘度計；RE-5299型旋轉蒸發(fā)器；HN-ZK2智能水浴鍋；WFJ7200型可見分光光度計；101-3EBS型電熱鼓風干燥箱；SHZ-D(III)循環(huán)水式真空泵；BCD-228CH型電冰箱；DW-40L138A型立體式低溫保存箱；BS124S型電子天秤；TDL-50B型臺式離心機；FW-400A傾斜式高速萬能粉碎機。

1.3 方法

1.3.1 多糖的提取與精制[3-7]

棠梨果實經清洗、干燥、粉碎后，過40目篩，取一定量棠梨果實干燥粉末，置索氏提取器，加入95%乙醇回流提取去除色素及脂溶性雜質，殘渣室溫揮干乙醇。取此干粉3份，每份10g，加入蒸餾水100mL，在80℃水浴中回流提取30min，過濾。濾渣采用同法再提取一次，合并兩次濾液及洗滌液，定容至200mL。減壓濃縮到約50mL，冷卻后攪拌下加入4倍體積的95%乙醇。靜置過夜，4000r/min條件下離心20min，收集沉淀。沉淀經無水乙醇、丙酮及乙醚多次洗滌后，干燥，得棠梨果實精制多糖。

1.3.2 棠梨果實多糖流變性的測定

1）濃度對溶液粘度的影響[8]：配制0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%（均為質量分數(shù)，下同）的多糖溶液，溶解，在60r/min下測定其粘度。

2）剪切力對溶液粘度的影響[8]：配制0.2%、1.0%的多糖溶液，分別在6，12，30，60r/min下測定其粘度。

3）溫度對溶液粘度的影響[9]：配制0.6%的多糖溶液分別在 30，40，50，60，70，80℃下攪拌 30min 后冷卻至室溫，然后在60r/min下測定其粘度。

4）加熱時間對溶液粘度的影響[10]：配制0.6%的多糖溶液在 60℃下分別加熱 0.5，1，1.5，2，2.5，3h 后冷卻至室溫，在60r/min下測定其粘度。

5）凍融變化對溶液粘度的影響[11]：配制0.3%溶液，在4℃和-20℃冷藏和冷凍24h，在室溫下解凍，后在60r/min下測定其粘度變化。

6）耐鹽性實驗[11]：在室溫下配制0.3%的多糖溶液，分別在溶液中加入固體NaCl，使溶液中NaCl的濃度分別為5%和11%。攪拌均勻，測定粘度。加入食鹽后，膠溶液體系不穩(wěn)定，粘度有波動，待其基本穩(wěn)定，再測定。然后隔一天測一次，直至粘度不再變化為止。

7）抗降解性能[11]：配制0.3%、1%的溶液。在室溫下放置 3、12、24、48、72、96h， 在 60r/min 下分別測定膠液粘度。

8）溶液透明度測定[11]：將質量分數(shù)為0.2%的溶液常溫下穩(wěn)定15min，以蒸餾水為空白（透光率為100%），用分光光度計在620nm處測定溶液的透光率。

2 結果與討論

2.1 濃度對溶液粘度的影響

多糖溶液具有明顯的增稠作用，不同濃度的多糖溶液，其粘度變化見圖1。

圖1 濃度對溶液粘度的影響

由圖1可知，棠梨多糖粘度隨著多糖濃度升高而升高。在濃度小于0.3%時，多糖粘度較小，且粘度隨多糖濃度上升不明顯；當濃度為0.3%時，其粘度為80mPa·s。濃度高于0.3%時，濃度對棠梨果實多糖溶液的粘度影響較大，多糖溶液粘度大幅度增加。當溶度為1.0%時，其粘度達到310mPa·s，其粘度約為濃度0.3%的4倍。

2.2 剪切力對溶液粘度的影響

剪切力對粘度的影響見圖2。

圖2 剪切力對溶液黏度的影響

由圖2可知，隨著切變速度的增加，棠梨果實多糖溶液的粘度降低，剪切力由6r/min增加至30r/min過程中，剪切力下降明顯，約下降了2/3，30r/min與60r/min之間差別變小，整體呈非線性關系。因此棠梨果實多糖溶液為“非牛頓流體”，溶液具有“假塑性”。

2.3 溫度對溶液粘度的影響

溫度對溶液粘度影響見圖3。

圖3 溫度對溶液黏度的影響

由圖3可知，在實驗溫度范圍內，當溫度小于60℃時，溶液粘度變化不大，當溫度大于60℃時，溶液粘度劇烈下降。其中60℃條件下粘度為250mPa·s，80℃條件下粘度為 83mPa·s，下降了 2/3。表明，此時棠梨果實多糖耐熱性較差。

2.4 加熱時間對粘度的影響

加熱時間對粘度的影響見圖4。

圖4 加熱時間對粘度的影響

由圖4可知，隨著加熱時間的變化，溶液的粘度呈下降趨勢，加熱3h后粘度降為初始時75%。在以后應用加工中應對加熱時間有所控制，不能時間過長。

2.5 凍融變化對溶液粘度的影響

凍融變化對溶液粘度的影響見圖5。

圖5 凍融變化對溶液粘度的影響

由圖5可知，多糖溶液經4℃冷藏后，其粘度較未處理前變化不大。-20℃冷凍消解后，濃度下降為未處理之前的一半。因此棠梨多糖不適宜凍藏。

2.6 耐鹽性實驗

耐鹽性實驗結果見圖6。

圖6 耐鹽性實驗結果

由圖6可知，加入NaCl后，溶液粘度上升，5%NaCl溶液與11%NaCl溶液上升的幅度大致相同。隨著樣品放置時間的推移，溶液粘度呈小幅下降趨勢，基本呈穩(wěn)定狀態(tài)，說明其耐鹽性較穩(wěn)定。

2.7 抗降解性能

多糖抗降解性能實驗結果見圖7。

圖7 抗降解性能實驗結果

由圖7可看知，多糖的粘度隨著放置時間的延長粘度幾乎不發(fā)生變化，說明其抗降解性能良好

2.8 溶液透明度測定

將質量分數(shù)為0.2%的溶液常溫下穩(wěn)定15min，以蒸餾水為空白（透光率為100%），用分光光度計在620nm處測定溶液的透光率，測得透光率為32%,說明棠梨多糖溶液的透明度較好。

3 結論

棠梨果實多糖溶液的粘度隨著濃度的增加而增加，溶液為“非牛頓流體”，具有良好的抗降解性能；60℃為多糖溶液的最佳加熱溫度，隨著加熱時間的延長，多糖溶液的粘度會下降，但下降幅度較小；冷藏（4℃）對該多糖溶液的粘度幾乎無影響，但經冷凍（-20℃）后，粘度有一定的下降；加鹽后，溶液的粘度有小幅的上升，隨著時間的推移，粘度變化很小，可用于高鹽食品中；0.2%的多糖溶液透明度較好。

實驗表明，棠梨果實多糖具有良好的流變學性能，由于棠梨果實具有抗腫瘤、抗肝炎、抗?jié)?、調血脂、降血糖、抗衰老等多種作用，因此可作為功能性食品添加劑廣泛應用于食品行業(yè)。

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