響應面試驗優化酪蛋白-魔芋葡甘聚糖共混溶膠制備工藝及其穩定性

樊 巧，陳厚榮，徐曉萍，田美玲，張甫生（西南大學食品科學學院，重慶　400715）

響應面試驗優化酪蛋白-魔芋葡甘聚糖共混溶膠制備工藝及其穩定性

樊 巧，陳厚榮，徐曉萍，田美玲，張甫生*
（西南大學食品科學學院，重慶400715）

為提高蛋白-多糖共混物的穩定性及拓寬其在食品領域的應用，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總質量濃度、共混比例、pH值、反應溫度對CS-KGM共混溶膠流變特性的影響，并以黏度為指標，用響應面法對共混比例、pH值、反應溫度進行共混工藝優化。在總質量濃度為1.2 g/100 mL的基礎上，響應面優化結果表明3 個因素對共混溶膠均有顯著的影響，其最佳優化工藝參數為：共混比例（KGM-CS質量比）6∶4、反應溫度60 ℃、pH 6.5；在此條件下，CS-KGM共混溶膠黏度的驗證值為33.63 Pa·s，與理論預測值35.12 Pa·s相近。同時，將優化前和優化后共混溶膠進行貯藏穩定性對比實驗，顯示優化前與優化后共混溶膠出現相分離現象時間分別為4 d和5 d，優化后穩定性顯著高于優化前共混溶膠。

魔芋葡甘聚糖；酪蛋白；流變性；響應面；穩定性

蛋白與多糖是最常見的食品高分子聚合物，是構建食品微結構的兩大重要基材，由于蛋白-多糖混合物在許多食品的結構、質地和穩定性方面起到了重要作用，蛋白-多糖已廣泛用于食品工業［1］。但二者共混體系具熱力學不穩定特征［2］，目前，改善多糖-蛋白共混物的穩定性，提升其性能的快捷途徑是對多糖-蛋白共混物進行共混工藝參數的調節，如共混物質量濃度、溶解反應溫度、pH值和溶質添加（如鹽或其他低分子質量的物質）等因素［3］。因此，為了開發食品新產品所需的性能，認識多糖-蛋白共混各因素對其影響、二者相互作用機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）作為目前所發現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、高黏度等優良特點，其與蛋白的共混物已廣泛應用于食品包裝膜［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，其分子具有雙親性，分子柔性好，具有優良的凝膠特性。研究證明，多糖能夠改善乳制品的質地，賦予產品穩定的液體狀態或是凝膠狀態［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共混研究卻鮮見報道，CS與KGM共混體系等方面的研究有待進一步深入。

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

1　材料與方法

1.1材料與試劑

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

1.2儀器與設備

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儀器有限公司；DHR-1動態流變儀 美國TA公司。

1.3方法

1.3.1CS-KGM復合溶膠的制備

稱取與實驗對應量的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，邊攪拌邊加入與實驗相對應量的KGM，在一定反應溫度條件下使CS和KGM充分溶脹并反應45 min，樣品在4 ℃條件下保存20 h待用。

1.3.2CS-KGM復合溶膠流變性能分析

采用TA流變儀對復合溶膠進行流變測試，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。樣品單點的表觀黏度是所得溶液測定表觀黏度的初始點值［11］。

1.3.3CS-KGM復合溶膠穩定性分析

根據優化前與優化后的實驗條件，制備兩組樣品，在4 ℃條件下保存過夜后將樣品置于25 ℃室溫，觀察兩組樣品隨時間變化的相分離情況。

1.3.4單因素試驗設計

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

1.3.5響應面試驗設計

在單因素試驗結果的基礎上，通過Design-Expert響應面軟件，選擇對試驗影響較大的共混比例、反應溫度、pH值為響應因素，以CS-KGM復合溶膠黏度為響應值，設計三因素三水平的響應面試驗。響應面試驗設計如表1所示。

表1　響應面試驗因素與水平Taabbllee 11 　FFaaccttoorrss aanndd lleevveellss uusseedd iinn rreessppoonnssee ssuurrffaaccee ddeessiiggnn

1.4數據統計與分析

實驗數據均用Origin 7.5與Design-Expert進行處理與分析，每次實驗均3次平行，結果以“±s”的形式標注于圖。

2　結果與分析

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在結構和成分，體系的黏彈性是其微觀結構及其內部基團間相互作用的宏觀表現，故常用流變黏度來表征共混分子之間相互作用的強弱［12-13］。通過對比單獨CS、單獨KGM以及共混CS和KGM時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 種溶液均表現出非牛頓流體行為，且均發生剪切變稀現象。同時由于CS的黏度遠低于KGM的黏度［14］，故CS的加入，使KGM黏度急劇下降；總質量濃度在1 g/100 mL基礎上，加入質量濃度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，高分子溶液流變學常用Ostwald冪律函數方程τ=k·γn來描述。依上述方程，經計算得出，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驗結果相似。其中，3 種流體中KGM的k值最高、CS-KGM次之、CS最低，體現出了KGM和CS-KGM具有的較高黏度。同時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的結果一致。

2.2單因素試驗結果

2.2.1總質量濃度對CS-KGM共混物黏度的影響

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

圖2　 總質量濃度對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狀，相互分離。當質量濃度增加到某臨界質量濃度后，大分子線團間相互發生穿插交疊，分子間相互作用增強，大分子由相互孤立運動狀態向相互纏結狀態轉變，進而可導致溶液的黏度顯著增加［15-16］。由圖2可知，隨著CS-KGM總質量濃度的增大，溶膠的黏度不斷升高，且上升的速率不斷增大，當總質量濃度大于1.2 g/100 mL時黏度增加幅度更明顯。原因可能是由于總質量濃度的增加可使蛋白和多糖相互作用位點增加，從而促進了兩者的靜電等相互作用，進而提高溶液黏度。此結論與閔雯等［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果一致。根據試驗結果，總質量濃度在1.2 g/100 mL時溶膠狀態較為理想，總質量濃度再增加時溶膠黏度過大接近凝膠，且流動性差。因此，選用共混溶膠總質量濃度為1.2 g/100 mL進行后期優化試驗。

2.2.2共混比例對CS-KGM共混物黏度的影響

在共混物總質量濃度、pH值一定的條件下，只有當蛋白和多糖的共混比例達到一定值時，二者才能發生更好的相互作用。故試驗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。總質量濃度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時共混物黏度性能，結果見圖3。由圖3可知，在總質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。當共混物共混比例由10∶0變為8∶2，黏度急劇下降，這是由于KGM具有很強的吸水溶脹性，較高黏度［14］，當用CS

代替一部分KGM時，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果一致。當共混比例由8∶2變為7∶3時，共混物黏度變化不明顯，可能是由于KGM與CS共混會出現一定的交互作用，在此區間內，兩者間達到了最大程度的結合；而當共混比例在7∶3之后時，黏度又開始急劇下降，可能是隨著KGM含量的降低，高黏度KGM貢獻作用減小，同時體系中單位體積內KGM

分子與CS顆粒之間的纏結和碰撞幾率減小，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果一致，在控制總質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共混比例來進行后期優化試驗。

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］研究發現CS在pH 6.0～8.0時溶解度顯著增加，隨后當pH值為9.0～12.0時溶解度減小；同時Kohyama等［21］觀察了pH值對KGM黏度等性質的影響，結果發現pH值在3.0～9.0時KGM黏度較穩定。故選擇pH值為6.0～8.0區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。試驗在共混比例7∶3、總質量濃度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時共混物黏度性能，結果見圖4。

由圖4可知，在pH 6.0～8.0范圍內，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（例如氨基和羧基）的離子化程度相關［22］，當pH 6.0時，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pH 7.0后CS完全溶解，二者間的交互作用更明顯，黏度達到峰值。而當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，進而導致黏度下降。此結論與林好等［11，23］對KGM-明膠復配膠液的研究結果一致。為此，選pH值為7.0左右來進行后期優化試驗。

2.2.4反應溫度對CS-KGM共混物黏度的影響

食物中的大分子物質在共混、交聯過程中，反應溫度會對CS與KGM的相互作用起到很大影響［24］。試驗固定共混比例7∶3、總質量濃度1.2 g/100 mL、pH 7.0、加熱時間45 min（由預實驗得）的條件下，探索反應溫度在25、40、50、60、70、80、90 ℃條件下的共混物黏度，結果見圖5。

圖 5　反應溫度對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，隨著反應溫度的升高，共混物黏度呈先增加后減小的趨勢，當反應溫度為60 ℃時，共混物黏度達到最大。當反應溫度處于25～60 ℃之間時，黏度緩慢增加，原因可能是反應溫度升高促進KGM分子溶脹，與蛋白質分子展開［25］，進而使二者相互作用加強，黏度增加。當反應溫度在70～90 ℃之間時，黏度迅速降低，分析原因是因為高溫引起CS中蛋白質分子的變性及KGM降解［26］，使其分子結構和特性發生變化，分子間相互作用減弱，體系黏度下降。為此，選擇反應溫度為60 ℃左右來進行后期優化試驗。

2.3響應面分析法優化CS-KGM共混溶膠制備工藝

2.3.1響應面試驗設計及結果

響應面分析為優化試驗中常用的優化方法，其原理為將體系的響應值作為一個或多個因素的函數，運用圖形技術將這種函數關系表示，以便直觀觀察試驗設計中的最優化條件。采用三因素三水平Box-Behnken試驗設計，綜合單因素試驗結果，以CS-KGM共混物黏度為響應值，選擇對共混物黏度影響較大的共混比例、pH值、反應溫度進行響應面分析，因素水平確定以單因素試驗分析結果為依據，響應面優化試驗方案及結果見表2。

表2　響應面試驗方案及結果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

利用Design-Expert軟件對表中的試驗數據進行二次多項回歸擬合，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值的方差分析（表3）及響應面（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（CV=4.0%）也說明整個試驗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指標的重要性，F值越大表明對試驗指標的影響越大，結合表3得出共混物黏度值影響程度的大小順序：pH值＞共混比例＞反應溫度。CS-KGM共混物黏度的響應面見圖6，也可以看出響應值隨著共混比例及pH值的變化幅度較大，而反應溫度對響應值的影響較小，且各因素間的交互作用均顯著：各因素固定水平為0水平，固定總質量濃度1.2 g/100 mL。從圖6a可以看出，當反應溫度固定，pH值較低水平時，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，反應溫度和共混比例的變化同步，當反應溫度和共混比例最大時出現黏度最大值，二者交互作用明顯；從圖6c可以看出，當共混比例固定時，隨pH值和反應溫度變化，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，此時的制備工藝參數為KGM-CS質量比6∶4、反應溫度60 ℃、pH 6.5。為了進一步驗證回歸方程的準確性和有效性，在最佳制備條件下CS-KGM共混溶膠，并進行黏度測定，測定值33.63 Pa·s與預測值35.12 Pa·s相近，可見回歸模型能很好地預測CS-KGM共混溶膠的黏度性能，優化結果可靠。

2.4CS-KGM共混溶膠穩定性實驗結果

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

圖 7　CS-KGM共混物響應面優化前后穩定性對比Fig.7　Stability comparison between optimized and original CS-KGM blend sol

從圖7可以看出，在實驗前1～3 d內，優化前、后共混物均未出現相分離現象；在實驗第4天，優化前共混物底部開始出現小范圍的分層現象，而此時優化后共混物并未出現肉眼能觀察的相分離現象；在實驗第5天，優化前共混物已經出現大范圍的絮狀物、分層現象，而優化后共混物僅底部出現小范圍的相分離現象。根據實驗結果顯示優化前溶膠在第4天時出現相分離，優化后溶膠在第5天時出現相分離，故推斷優化后共混物貯藏穩定性比優化前穩定性高。

33　結 論

采用單因素試驗及響應面分析法對CS-KGM共混物制備工藝條件進行優化，并建立擬合度良好的數學模型；其最佳優化工藝條件為：總質量濃度1.2 g/100 mL、KGM-CS共混比例6∶4、反應溫度60 ℃、pH 6.5。在優化工藝條件下制備共混物，其黏度的實際測定值33.63 Pa·s，與預測值35.12 Pa·s相近，模型預測效果良好。同時優化后CS-KGM共混物貯藏穩定性較優化前顯著提高。本研究將對提高可食性CS-KGM共混膜、高纖維型奶制品穩定性及多糖-蛋白共混原料的優化制備等方面為提供相關理論支持。此外，各制備因素對CS-KGM共混物黏度影響的機制以及CS-KGM相互作用力變化規律尚不明確，有待進一步研究，以期從分子層面反向調控CS-KGM共混物優化制備與提高穩定性。

［1］HEMAR Y， HALL C E， MIMRO P A， et al. Small and large deformation rheology and microstructure of k-carrageenan gels containing commercial milk protein products［J］. International Dairy Journal， 2002， 12（4）: 371-381.

［2］DICKINSON E. Interfacial structure and stability of food emulsions as affected by protein-polysaccharide interactions［J］. Soft Matter， 2008，4（5）: 932-942 .

［3］許朵霞， 許洪高， 毛立科， 等. 蛋白質多糖共價復合物的研究進展［J］.食品研究與開發， 2008， 29（11）: 186-189.

［4］黃明發， 張盛林. 魔芋葡甘聚糖的增稠特性及其在食品中的應用［J］.中國食品添加劑， 2008（6）: 127-131.

［5］KENNEDY J F， JIANG Q G. Quick dissolvable， edible and heatsealable blend films based on konjac glucomannan-gelatin［J］. Food Research International， 2006， 39（5）: 544-549.

［6］KOO B C. Evaluationof konjac blends soyprotein isolation and lean muscleasfat replacement sinlow-fat meat batters［J］. Dissertation Abstractional， 1998， 58（7）: 3385.

［7］張倩， 江萍. 李祖明， 等. 大豆蛋白與魔芋多糖復合凝膠對發酵型辣椒飲料澄清效果的研究［J］. 食品科學， 2004， 25（2）: 213-216.

［8］DICKINSON E. Stability and rheological implications ofelectrostatic milk protein-polysaccharide interactions［J］. Trends in Food Science and Technology， 1998， 9: 347-354.

［9］TROMP R H， KRUIF C G， EIJK M V， et al. On the mechanism of stabilisation of acidifi ed milk drinks by pectin［J］. Food Hydrocolloids，2004， 18: 565-572.

［10］ SPAGNUOLO P A， DALGLERSH D G， GOFF H D， et al. Kappacarrageenan interactions in systems containing casein micelles and polysaccharide stabilizers［J］. Food Hydrocolloids， 2005， 19: 371-377.

［11］ 林好， 汪秀妹， 龐杰， 等. 魔芋葡甘聚糖/明膠復配膠液表觀黏性研究［J］.糧食與油脂， 2013， 26（10）: 18-21.

［12］ 羅陶濤， 楊林， 何濤， 等. 黏度法研究接枝型高聚物與表面活性劑的相互作用［J］. 鉆井液與完井液， 2006， 23（2）: 15-16.

［13］ 王桂芳， 邱俊， 呂憲俊， 等. 溶劑體系對蒙脫石/烷基銨復合物凝膠黏度的影響［J］. 化工礦物與加工， 2009， 38（8）: 7-9.

［14］WANG C， XU M， Lü W， et al. Study on rheological behavior of konjac glucomannan［J］. Physics Procedia， 2012， 33: 25-30.

［15］ 陳均， 趙謀明. 蛋白質與多糖類交互作用研究進展［J］. 食品科學，2001， 22（4）: 90-93.

［16］ DESBRIERES J. Viscosity of semiflexible chitosan solutions: influence of concentration， temperature， and role of intermolecular interactions［J］. Biomacromolecules， 2002， 3（2）: 342-349.

［17］ 閔雯， 張麗平， 秦迪. 膠原蛋白/殼聚糖復合原液的流變性能研究［C］// 第32屆全國毛紡年會論文集. 北京: 中國紡織工程學會毛紡專業委員， 2012: 234-237.

［18］ 劉金金. 蛋清蛋白/魔芋膠復合體系功能特性及相行為研究［D］. 武漢: 華中農業大學， 2013.

［19］ 楊敏華， 張順花. 蠶絲蛋白/黏膠共混紡絲液的流變性能研究［J］. 浙江理工大學學報， 2009， 26（1）： 34-37.

［20］ LIU H N， ZHANG C， GUO H Y， et al. pH treatment as an effective tool to select the functional and structural properties of yak milk caseins［J］. Journal of Dairy Science， 2013， 96（9）: 5494-5500.

［21］ KOHYAMA K， NISHINARI K. Dependence of the specifi c volume of konjac glucomannan on pH［J］. Gums and Stabilisers for the Food Industry， 1990， 5: 459.

［22］ SCHMITT C， SANCHEZ C， DESOBRY-BANON S， et al. Structure and technofunctional properties of protein-polysaccharide complexes: a review［J］. Critical Reviews in Food Science and Nutrition， 1998，38（8）: 689-753.

［23］ 林好， 吳先輝， 汪秀妹， 等. 魔芋葡甘聚糖/明膠流變特性及其成膜研究［J］. 中國糧油學報， 2014， 29（10）: 28-34.

［24］ 齊軍茹， 楊曉泉， 彭志英. 蛋白-多糖復合物的制備及乳化性能的研究［J］. 食品科學， 2004， 25（11）: 34-37.

［25］ 楊楠， 梁琪， 楊敏， 等. 牦牛脫脂乳中酪蛋白受熱處理反應溫度及時間影響的研究［J］. 食品工業科技， 2013， 34（5）: 121-125.

［26］ ZHANG T， XUE Y， LI Z， et al. Effects of deacetylation of konjac glucomannan on Alaska Pollock surimi gels subjected to hightemperature （120 ℃） treatment［J］. Food Hydrocolloids， 2015， 43: 125-131.

［27］ CAKIR E， KHAN S A， FOEGEDING E A. The effect of pH on gel structures produced using protein-polysac charide phase separation and network inversion［J］. International Dairy Journal， 2012， 27（1/2）: 99-102.

［28］ SCHMITT C， TURGEON S L. Protein/polysaccharide complexes and coacervates in food systems［J］. Advances in Colloid and Interface Science， 2011， 167（1/2）: 63-70.

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

國家自然科學基金青年科學基金項目（31301599）；西南大學博士基金項目（SWU111067）

樊巧（1990—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學。E-mail：fanqiao1990@163.com

張甫生（1983—），男，講師，博士，研究方向為食品非熱加工。E-mail：zfsswu@163.com