低?；Y冷膠酸性凝膠的凝膠特性

陳 青，譚 力，馬慧婷，竺江南，張鴻雁

（浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江 杭州 310018）

低酰基結冷膠酸性凝膠的凝膠特性

陳 青，譚 力，馬慧婷，竺江南，張鴻雁

（浙江工商大學食品與生物工程學院，浙江 杭州 310018）

以葡萄糖酸-δ-內酯（glucono-δ-lactone，GDL）作為酸誘導劑，制備低?；Y冷膠（low acyl gellan gum，LA）酸性凝膠，考察基體質量濃度、GDL/LA復配比例以及酸液浸泡對酸性凝膠凝膠特性的影響。研究結果表明，GDL酸化為緩慢酸化，GDL/LA復配比例越高、體系的pH值越低，酸化速率越快。基體質量濃度和GDL/LA復配比例對酸性凝膠結構影響顯著，斷裂應力和保水性隨著GDL/LA復配比例的增大先升高后降低?；w質量濃度越高，斷裂應力和不透明性越大。GDL/LA復配比例增大，斷裂應變減小，不透明性增大。當酸液pH值為1時，酸液浸泡對GDL/LA復配比例為2∶1和4∶1的酸性凝膠強度無影響，但GDL/LA復配比例為1∶4、1∶2和1∶1時，凝膠強度隨浸泡時間的增加而增強，酸液浸泡可以促使酸性凝膠進行結構重建。

低?；Y冷膠；酸性凝膠；凝膠特性；斷裂應力；斷裂應變

“親水性膠體”是指自然界中儲量豐富的、自然形成的水溶性聚合物。目前親水性膠體廣泛應用于各個領域，尤其在食品工業中的應用最為廣泛，主要作為增稠劑、穩定劑等[1-3]。最常見的親水性膠體是一些天然多糖。與動植物多糖相比，微生物多糖由于具有生產周期短、品質穩定等特點應用更為廣泛。目前，在食品工業中使用較多的微生物多糖主要有黃原膠、結冷膠、短梗霉多糖等。結冷膠是繼黃原膠之后開發的另一種極具應用前景的微生物多糖，其具有安全無毒，在較低濃度下就能改變體系的黏彈性質，耐熱、耐酸、凝膠持水高、復配性強等獨特的理化特性，在食品、醫藥、化工以及日化等行業有著廣闊的應用前景，并已逐漸取代果膠、黃原膠和卡拉膠[4-9]。

結冷膠在食品工業中經常用作膠凝劑、成膜劑和質構改良劑。張慧旻等[10]發現結冷膠可作為脂肪代用品，能有效改善低脂肉糜類產品的品質，特別是和海藻酸鈉復配使用時，較低濃度的結冷膠（0.25%）就可以顯著降低肉糜凝膠的蒸煮損失，并能有效調控凝膠硬度。Lee等[11]制備了結冷膠和明膠的復合薄膜，發現增大結冷膠在復合膜中所占的比例會顯著增大薄膜的抗拉強度，降低斷裂伸長率。Xiao Gongnian等[12]發現在60～70 ℃的溫度條件下，添加0.08%的高?；Y冷膠可制備出性能優異的高?；Y冷膠/木薯淀粉復合薄膜。Florina等[13]利用旋轉中心組合原理優化了以低酰基結冷膠（low acyl gellan gum，LA）和高酰基結冷膠為原料的芒果條可食用涂膜的制備。發現涂膜可以提高芒果條的感官品質、穩定脫水收縮率、色澤和揮發分含量，提高了其在貯藏期間的商業價值。Dai Lin等[14]研究了金屬離子添加對LA凝膠溫度的影響，發現隨著離子濃度增加凝膠溫度也隨之增大，并采用臨界指數對凝膠結構進行分析，認為離子添加濃度越大結冷膠所形成的網絡結構越致密。Garcia等[15]通過添加鈉離子和鈣離子作為交聯劑制備了低質量分數（0.2%）的LA剪切凝膠，發現其在低剪切應力下具有很高的黏度和屈服應力，可以作為穩定劑用于食品工業中。

但目前關于結冷膠在酸性食品中的應用研究還非常匱乏，只有少數研究者研究了結冷膠在酸性乳飲料中的應用。孟岳成等[16]發現，在乳飲料中添加0.02%～0.03%的結冷膠能提高果粒的懸浮性，且隨結冷膠添加量的增加, 乳飲料的沉淀率、黏度、懸浮性也會相應提高。在加入結冷膠的基礎上再添加0.02%～0.04%的乳酸鈣，能提高果粒懸浮性。趙六永等[17]則認為對于普通果粒酸性含乳飲料，影響產品穩定性的關鍵因素為羧甲基纖維素鈉，同時結冷膠對果粒懸浮的作用也比較明顯。Kiani等[18]研究發現，質量分數為0.05%的結冷膠和質量分數為0.25%的高甲氧基果膠可以穩定酸奶的品質，并且不會影響酸奶的口感，結冷膠還可以有效延長酸性乳飲料的貨架期。但對于結冷膠在布丁、果凍等酸性凝膠類產品中的應用還鮮有報道，酸性凝膠可通過直接加酸[19]和酸誘導劑[20-21]的方式制備。

葡萄糖酸-δ-內酯（glucono-δ-lactone，GDL）是由葡萄糖氧化形成的葡萄糖酸環化而成，其易溶于水并會水解生成葡萄糖酸，在食品工業中經常將其作為酸化劑研究凝膠特性[22-24]。

為了進一步了解結冷膠在酸性條件下的食品加工基礎理論，本實驗以GDL為酸誘導劑，制備LA酸性凝膠，考察基體質量濃度、GDL/LA復配比例、酸液浸泡對LA酸性凝膠的凝膠特性的影響，以期為結冷膠在酸性食品中的加工應用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

LA（食品級） 美國Kelco公司；GDL（食品級）美國Sigma公司；鹽酸（分析純） 杭州化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

JZ78-1磁力攪拌器 杭州通用電子儀表廠；CR-400色差計 日本Konica Minolta Sensing股份有限公司；TA-XT 2i物性分析儀 英國SMS公司；Allegra X-30R型超高速離心機 美國Beckman公司；電子天平北京賽多利斯儀器系統有限公司；DELTA 320型pH測定儀 瑞士Mettler Toledo公司；HAAKE MARS Ⅲ旋轉流變儀 德國Thermos公司。

1.3 方法

1.3.1 酸性凝膠的制備

將適量LA粉末加入到去離子水中，室溫條件下溶脹24 h，于90 ℃進行磁力攪拌，直至粉末完全溶解形成澄清透明的溶液，并用90 ℃去離子水補償由于蒸發而損失的質量。降溫至70 ℃加入一定量的GDL，攪拌2 min使其完全溶解，分裝在Ф30 mm×20 mm模具和Ф35 mm×1.5 mm模具中，用15 ℃的冷水浴冷卻10 min，在4 ℃冰箱中放置36 h后脫模進行力學性能、光學性能、保水性和熱性能的分析。其中，用于力學性能、光學性能和保水性測試的凝膠模具為Ф30 mm×20 mm，進行熱性能測試的模具為Ф35 mm×1.5 mm，在進行相關性能測試前，凝膠試樣均在室溫條件下放置0.5 h進行平衡。

本實驗中所制備的酸化凝膠中LA的質量濃度為0.002、0.004、0.006、0.008、0.010 g/mL，GDL/LA復配比例（質量濃度比）分別為1∶4、1∶2、1∶1、2∶1和4∶1。

1.3.2 力學性能測試

采用TA-XT 2i物性分析儀進行測試，選用的夾具為P/45，測試模式為compression。具體測試參數為：下壓速率為1 mm/s，壓縮應變為80%直到凝膠破碎。根據得到的力-時間關系曲線，計算出相應參數。本研究中用于表征酸性凝膠力學性能的參數主要有斷裂應變和斷裂應力。

因為在壓縮測試中試樣的橫截面積會發生改變，因此我們將測得的數據進行了校正，將測得的力和形變轉化為Hencky應力（σH）和Hencky應變（εH）[25]，按式（1）、（2）計算。

式中：Ft是t時刻的應力/N；Ht是t時刻試樣的高度/mm；S0為試樣的初始橫截面積/mm2；H0是試樣的初始高度/mm。

斷裂應力和斷裂應變分別是所得曲線最高點所對應的應力和應變。本研究中每組實驗重復測定3 次，取平均值。

1.3.3 保水性測試

保水性（water holding capacity，WHC）測試采用超高速離心機測定。將按照1.3.1節方法制備的酸化凝膠脫模，在其中部切出尺寸為20 mm×20 mm×15 mm的樣品。在50 mL空離心管中加入切好的凝膠，12 000×g離心10 min，去除水，并記錄剩余凝膠的質量，根據式（3）計算WHC[26]。

式中：m0為離心管的質量/g；m1為離心前凝膠和離心管總質量/g；m2為離心后凝膠和離心管總質量/g。

每組實驗重復測定5 次，取平均值。

1.3.4 不透明性測試

將按照1.3.1節方法制備的酸化凝膠脫模，在其中部用課題組自制的切片工具切出厚度為2 mm的薄片，用色差計測樣品的明亮度L。L＝0表示黑色，L＝100表示白色。不透明性（opacity index，OI）計算見式（4）。

式中：Lw是樣品置于白色背景的明亮度；Lb是樣品置于黑色背景的明亮度。

每組實驗重復測定3 次，取平均值。

1.3.5 熱性能測試

采用HAAKE MARS 3旋轉流變儀進行流變測試。平行板模式，所用夾具為防打滑平行板，直徑為35 mm，間距為1.5 mm。動態溫度掃描的溫度范圍為4～90 ℃，升溫速率為3 ℃/min，應力為4 Pa，頻率為1 Hz。測試前先進行線性黏彈區域確定，保證測試均在線性黏彈區進行。測試前將暴露在空氣中的試樣表面涂一層甲基硅油，以防止測試過程中水分揮發。

1.3.6 酸液浸泡對酸性凝膠凝膠特性的影響

為考察酸性環境對含有LA的食品凝膠特性的影響，按照1.3.1方法制備的酸性凝膠脫模，將其在不同pH值的鹽酸溶液中浸泡一定時間后，按照1.3.2節中的方法測試力學性能。所用的鹽酸溶液的pH值分別為1、2、3、4，浸泡時間分別為1、2、3、4、5 h。LA質量濃度為0.006 g/mL。

2 結果與分析

2.1 酸化體系凝膠pH值隨時間的變化

圖10 .006 g/mL LA條件下酸化凝膠pH值隨時間的變化Fig. 1 Change in pH with time after GDL addition for 0.006 g/mL low acyl gellan gum gels

由圖1可知，隨著酸化時間的延長，凝膠pH值逐漸下降并逐漸趨于穩定，當酸化時間達到30 h之后，體系pH值則基本保持恒定。GDL/LA復配比例越高、體系pH值越低，酸化速率越快。在酸化時間為0 h時，不同體系的初始pH值不同，GDL/LA復配比例越高，pH值越小，這是因為GDL在水溶液中會水解生成葡萄糖酸，并以葡萄糖酸及其δ-內酯和γ-內酯的平衡狀態存在，因此凝膠的pH值隨著酸化時間的延長而下降。當體系內GDL水解完成之后，凝膠的pH值就達到最低值。根據凝膠pH值-酸化時間的關系特點，所有凝膠均酸化36 h后進行力學性能、保水性、透光性的測試。

2.2 酸性凝膠光學性能

表1 不同質量濃度LA酸化體系凝膠形成情況Table 1 Gel formation capacity of different mixtures of gellan gum and GDL

表1給出了不同質量濃度LA酸性體系凝膠的形成情況。結果表明，體系內LA含量越高，越容易形成凝膠，而當體系內LA含量較低且GDL/LA復配比例較小時，不能形成堅實的凝膠，無法進行壓縮行為的測定。

圖20.006 g/mL LA條件下酸化過程中宏觀形貌的變化Fig. 2 Effect of GDL/LA ratio on visual appearance of 0.006 g/mL LA gels

圖2 給出了在酸化過程中質量濃度為0.006 g/mL的LA酸化體系宏觀形貌的變化。不難看出，隨著酸化時間的延長，酸化體系逐漸形成凝膠，GDL/LA復配比例越大的體系形成凝膠的時間越短，當酸化時間為1.0 h時，只有GDL/LA復配比例為4∶1的體系形成凝膠，當酸化時間為2.0 h時，復配比例為4∶1、2∶1和1∶1的體系都形成了凝膠，當酸化時間延長至4.0 h時，所有體系均形成了凝膠。說明GDL/LA復配比例越大的體系形成凝膠的速率越快。

圖3 GDL/LA復配比例對酸性凝膠不透明度的影響Fig. 3 Effect of GDL/LA ratio on opacity index of gels

由圖3可見，當GDL/LA復配比例低于1∶1時，體系的不透明度隨著GDL/LA復配比例的增大而增大。當GDL/LA復配比例超過1∶1時，體系的不透明度基本保持恒定。LA含量越低，酸化凝膠不透明性越小。樣品不透明性的增加可能與凝膠中光散射區域的形成有關。Mao Runsheng等[26]在研究離子添加對結冷膠凝膠行為影響時發現，離子的添加會促進結冷膠分子形成雙螺旋構型，之后在降溫的過程中，雙螺旋構型會進一步聚集形成網絡結構。根據實驗結果推測，GDL在水中釋放的氫離子也會結合LA分子側鏈上的羧基，屏蔽靜電排斥作用，促進了LA分子雙螺旋結構的聚集。GDL/LA復配比例越高，體系酸化速率越快；pH值越低，形成的聚集區的數量和尺寸增大，故而使得樣品不透明性增大。Lau等[27]對結冷膠/果膠復合凝膠進行研究時發現，復合凝膠的不透明性會隨著鈣離子濃度的升高而增大，和本實驗結果類似。

2.3 酸性凝膠的力學性能

由圖4可見，GDL/LA復配比例對酸性凝膠斷裂應力影響顯著。在固定的基體質量濃度下，凝膠的斷裂應力隨著GDL/LA復配比例的升高出現先增大后減小的變化趨勢。當GDL/LA復配比例為1∶1時，凝膠的斷裂應力最大。Horinaka等[28]認為溶液pH值對結冷膠分子構象的影響可以分為2 種作用，一種是和陽離子類似的屏蔽作用，即GDL水解產生的質子屏蔽了羧基的靜電排斥作用；另一種則是pH值對結冷膠分子鏈上的弱酸性基團羧基的解離度有影響。體系中GDL/LA復配比例越大、體系pH值越低，會抑制羧基的解離，此時LA表現出的負電性會減弱，因而結冷膠分子之間的靜電排斥力會減小，更容易聚集凝膠。但Vilela等[29]發現凝膠速率慢形成凝膠的均一性越好。本實驗結果表明，對于LA酸化體系而言，GDL/LA復配比例為4∶1時，凝膠速率過快，因此不能形成均一致密的網絡結構，故而此時凝膠強度較小。當GDL/LA復配比例為1∶1時，由于凝膠速率適中且此時體系內部靜電排斥作用較小，相對于其他復配比例而言，體系內部形成了較為完善的網絡結構，此時形成的凝膠強度也最大。LA的含量越高，酸性凝膠斷裂應力越大。這是因為體系內部LA含量升高，單位體積內高分子的纏結增加，相互作用增強[30]，故而凝膠強度增大。

圖4 GDL/LA復配比例對酸性凝膠斷裂應力的影響Fig. 4 Effect of GDL/LA ratio on failure stress of gels

圖5 GDL/LA復配比例對酸性凝膠斷裂應變的影響Fig. 5 Effect of GDL/LA ratio on fracture strain of gels

由圖5可見，當LA質量濃度相同時，酸性凝膠的斷裂應變會隨著GDL/LA復配比例的升高而降低。當GDL/LA復配比例為1∶4時，酸性凝膠的斷裂應變為0.40～0.50，當GDL/LA復配比例增大到4∶1時，斷裂應變則下降到0.18～0.30。說明體系中GDL含量越低，形成的凝膠變形性越大。在每一復配比例下，凝膠的斷裂應變則隨著基體質量濃度的增大而減小，說明基體質量濃度越高，形成的酸化凝膠變形性越小，與本實驗對酸性凝膠宏觀形貌的觀察結果一致，基體質量濃度越小的酸性凝膠越軟。

2.4 酸性凝膠的保水性

圖6 GDL/LA復配比例對酸性凝膠保水性的影響Fig. 6 Effect of GDL/LA ratio on water holding capacity of gels

由圖6可見，酸性凝膠保水性隨著體系內GDL/LA復配比例的升高出現了先緩慢增大后迅速降低的變化趨勢。當GDL/LA復配比例小于1∶1時，保水性隨著GDL/LA復配比例的增大而緩慢升高，當GDL/LA復配比例為1∶1時，凝膠的保水性最大，之后保水性則隨著GDL/LA復配比例的進一步增大迅速下降。體系內LA含量越高，凝膠保水性越大。結冷膠在形成凝膠時，體系內部會形成海綿狀的三維網絡結構[26]，LA越高，形成的網絡結構越致密，獲得的酸性凝膠保水性也越好，這和前面斷裂應力的測試結果一致。

2.5 酸性凝膠的熱性能

圖7 酸性凝膠動態溫度掃描曲線Fig. 7 Dynamic temperature sweep curves of gels

由圖7可知，在升溫的過程中，酸性凝膠的儲能模量（G’）和損耗模量（G”）隨著溫度的升高基本保持恒定，且G’一直都大于G”，這是典型的類固體的特征，表明酸性凝膠在升溫過程中能一直保持凝膠的狀態，對熱非常穩定。此外還可發現，酸性凝膠G’隨著GDL/LA復配比例的增大出現先升高后降低的變化趨勢，G’越大，表明體系的彈性也越大，這和前面對酸性凝膠力學性能的影響結果一致。其他質量濃度的酸性凝膠溫度掃描曲線也表現出了類似的變化規律，所有的酸性凝膠在整個溫度掃描中均能保持凝膠狀態，對熱穩定。

2.6 酸性環境對酸性凝膠凝膠特性的影響

圖8酸液浸泡時間對酸性凝膠斷裂應力（a）和斷裂應變（b）的影響Fig. 8 Fracture stress (a) and fracture strain (b) of gels as a function of the time of exposure to an acidic environment

圖8 顯示了pH值為1的介質中，酸性凝膠斷裂應力和斷裂應變的變化曲線。由圖8a可見，當制備的酸性凝膠中GDL/LA復配比例小于1∶1時，隨著浸泡時間的延長，凝膠的斷裂應力出現先增大后趨于定值的變化趨勢。其中，當GDL/LA復配比例為1∶4和1∶2時，變化尤為明顯，當浸泡時間小于2 h時，斷裂應力隨著浸泡時間的延長而迅速增大，之后則趨于定值。而當GDL/LA復配比例為2∶1和4∶1時，浸泡時間對酸性凝膠斷裂應力基本無影響。當酸性凝膠在pH值為1的鹽酸溶液中浸泡5 h后，GDL/LA復配比例為1∶4、1∶2、1∶1、2∶1和4∶1的凝膠斷裂應力分別達到118.1、114.4、65.4、40.6、22.1 kPa。研究結果表明，酸液浸泡對酸性凝膠性能的影響主要取決于酸性凝膠在制備中形成的微觀結構，對于pH值較高的酸性凝膠而言，其在形成酸性凝膠的過程中，大分子鏈交聯不完善，因此酸液浸泡會進一步促進體系內部高分子的聚集，使其強度增強。對于pH值較低的酸性凝膠而言，在制備階段因為凝膠速率過快，多糖大分子鏈聚集程度較高、尺寸較大，進一步的酸液浸泡不能改變已經形成的聚集態結構，因此表現出酸液對其強度幾乎無影響。由圖8b可見，酸液浸泡對凝膠斷裂應變的影響與斷裂應力的變化規律類似。GDL/LA復配比例越大，酸液浸泡的影響越小，GDL/LA復配比例越低，酸液影響越大。

圖9浸泡酸液pH值對LA酸化凝膠斷裂應力的影響Fig. 9 Fracture stress of gels as a function of acid immersion time

圖9 顯示了pH值對酸性凝膠（GDL/LA復配比例為4∶1，基體質量濃度為0.006 g/mL）斷裂應力的影響。顯然，在pH值為1和2時，酸化凝膠斷裂應力與浸泡時間無顯著相關性，而在pH值為3和4時，酸化凝膠斷裂應力會隨著浸泡時間的延長出現先小幅下降后趨于穩定的變化趨勢，但浸泡酸液的pH值對酸性凝膠斷裂應力的影響很小。對于其他GDL/LA復配比例的酸性凝膠而言，也觀察到了類似的現象。隨著浸泡時間的延長，pH值為3和4的酸液會對酸性凝膠的斷裂應力稍有劣化，但影響很小。pH值為1和2的酸液對于GDL/LA復配比例為1∶1、2∶1和4∶1的酸性凝膠基本無影響，當GDL/LA復配比例為1∶4和1∶2時，酸液浸泡使得酸性凝膠的凝膠強度增強。這也說明了當酸性凝膠pH值較低時，酸液浸泡對其結構基本無影響。

3 結 論

本實驗研究了LA酸性凝膠的凝膠特性，結果表明，酸性凝膠的凝膠特性取決于制備時的LA質量濃度和GDL/LA復配比例。斷裂應力和保水性隨著GDL/LA復配比例的增大先升高后降低?；w質量濃度越高，斷裂應力和不透明性越大。GDL/LA復配比例增大，斷裂應變減小，不透明性增大。當GDL/LA復配比例為1∶1時，酸性凝膠斷裂應力和保水性具有最大值。酸液浸泡對酸性凝膠斷裂應力和斷裂應變影響顯著，且影響程度取決于酸性凝膠制備時的pH值。當浸泡酸液pH值為1時，酸液浸泡對GDL/LA復配比例為2∶1和4∶1的酸性凝膠強度無影響，GDL/LA復配比例為1∶4、1∶2和1∶1的凝膠強度則會增強。綜上所述，酸性凝膠的凝膠特性可以通過制備條件和酸液浸泡時間調控。

[1] 王恒禹, 劉玥, 姜猛, 等. 多糖在食品工業中的應用現狀[J]. 食品科學, 2013, 34(21): 431-438. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201321084.

[2] 李新新, 劉志勝, 鄔娟, 等. 高甲氧基果膠對酸性大豆蛋白體系的穩定機理[J]. 食品科學, 2015, 36(7): 41-44. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201507008.

[3] 胡志和, 韓寶麗, 賈嘉, 等. 富含海帶多糖的乳酸發酵飲料的研究[J].食品科學, 2007, 28(9): 364-368. DOI:10.3969/j.issn.11-5556/ TS.2014.01.004.

[4] CARMONA-MORAN C A, ZAVGORODNY A O, PENMAN A D, et al. Development of gellan gum containing formulations for transdermal drug delivery: component evaluation and controlled drug release using temperature responsive nanogels[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2016, 509(1/2): 465-476. DOI:10.1016/ j.ijpharm.2016.05.062.

[5] POSADOWSKA U, BRZYCHCZY-WLOCH M, DROZDZ A, et al. Injectable hybrid delivery system composed of gellan gum, nanoparticles and gentamicin for the localized treatment of bone infections[J]. Expert Opinion on Drug Delivery, 2016, 13(5): 613-620. DOI:10.1517/17425247.2016.1146673.

[6] VILELA J A P, DA CUNHA R L. High acyl gellan as an emulsion stabilizer[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 139: 115-124. DOI:10.1016/j.carbpol.2015.12.045.

[7] SOTO A M, KOIVISTO J T, PARRAGA J E, et al. Optical projection tomography technique for image texture and mass transport studies in hydrogels based on gellan gum[J]. Langmuir, 2016, 32: 5173-5182. DOI:10.1021/acs.langmuir.6b00554.

[8] PRAJAPATI V D, JANI G K, ZALA B S, et al. An insight into the emerging exopolysaccharide gellan gum as a novel polymer[J]. Carbohydrate Polymers, 2013, 93(2): 670-678. DOI:10.1016/ j.carbpol.2013.01.030.

[9] ZHANG Ning, XU Jiachao, GAO Xin, et al. Factors affecting water resistance of alginate/gellan blend fi lms on paper cups for hot drinks[J]. Carbohydrate Polymers, 2017, 156: 435-442. DOI:10.1016/ j.carbpol.2016.08.101.

[10] 張慧旻, 陳從貴, 聶興龍. 結冷膠與海藻酸鈉對低脂豬肉凝膠改性的影響[J]. 食品科學, 2007, 28(10): 80-83.

[11] LEE K Y, SHIM J, LEE H G. Mechanical properties of gellan and gelatin composite fi lms[J]. Carbohydrate Polymers, 2004, 56(2): 251-254. DOI:10.1016/j.carbpol.2003.04.001.

[12] XIAO Gongnian, ZHU Yinbang, WANG Liuxiong, et al. Production and storage of edible fi lm using gellan gum[J]. Procedia Environmental Sciences, 2011, 8: 756-763. DOI:10.1016/j.proenv.2011.10.115.

[13] FLORINA D, CLAUDIA Y C, VITOR D A, et al. Optimisation of gellan gum edible coating for ready-to-eat mango (Mangifera indica L.) bars[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 84: 43-53. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2015.11.079.

[14] DAI Lin, LIU Xinxing, TONG Zhen. Critical behavior at sol-gel transition in gellan gum aqueous solutions with KCl and CaCl2of different concentrations[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 81: 207-212. DOI:10.1016/j.carbpol.2010.02.013.

[15] GARCIA M C, ALFARO M C, MUNOZ J. Rheology of sheared gels based on low acyl-gellan gum[J]. Food Science and Technology International, 2016, 22(4): 325-332. DOI:10.1177/1082013215599296.

[16] 孟岳成, 程小華. 結冷膠在果粒酸性乳飲料中的應用研究[J]. 中國乳品工業, 2007, 35(11): 32-34.

[17] 趙六永, 劉華, 孫遠征, 等. 含果粒酸性含乳飲料的穩定性研究[J].飲料工業, 2014, 17(1): 5-10.

[18] KIANI H, MOUSAVI M E, RAZAVI H, et al, Effect of gellan, alone and incombination with high-methoxy pectin, on the structure and stability of doogh, ayogurt-based Iranian drink[J]. Food Hydrocolloids, 2010, 24: 744-754. DOI:10.1016/j.foodhyd.2010.03.016.

[19] LI Kangang, ZHONG Qixin. Aggregation and gelation properties of preheated whey protein and pectin mixtures at pH 1.0-4.0[J]. Food Hydrocolloids, 2016, 60: 11-20. DOI:10.1016/j.foodhyd.2016.03.009.

[20] 鄭嚴, 范大明, 劉小鳴, 等. 酸化處理對真鯛魚糜凝膠性能的影響[J]. 食品科學, 2015, 36(19): 12-17. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201519003.

[21] 于國萍, 安靜, 韓宗元. 熱處理及葡萄糖酸-δ-內酯對大豆分離蛋白凝膠特性的影響[J]. 食品科學, 2010, 31(15): 21-25.

[22] WENG Wuyin, ZHENG Wenxiang. Effect of setting temperature on glucono-delta-lactone-induced gelation of silver carp surimi[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2015, 95(7): 1528-1534. DOI:10.1002/jsfa.6857.

[23] M?KINEN O E, UNIACKE-LOWE T, O’MAHONY J A, et al. Physicochemical and acid gelation properties of commercial UHT-treated plant-based milk substitutes and lactose free bovine milk[J]. Food Chemistry, 2015, 168: 630-638. DOI:10.1016/ j.foodchem.2014.07.036.

[24] GRYGORCZYK A, CORREDIG M. Acid induced gelation of soymilk, comparison between gels prepared with lactic acid bacteria and glucono-delta-lactone[J]. Food Chemistry, 2013, 141(3): 1716-1721. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.03.096.

[25] MAO R, TANG J, SWANSON B G. Texture properties of high and low acyl mixed gellan gels[J]. Carbohydrate Polymers, 2000, 41(4): 331-338. DOI:10.1016/S0144-8617(99)00108-3.

[26] MAO Runsheng, TANG Juming, SWANSON B G. Water holding capacity and microstructure of gellan gels[J]. Carbohydrate Polymers, 2001, 46: 365-371. DOI:10.1016/S0144-8617(00)00337-4.

[27] LAU M H, TANG J, PAULSON A T. Texture pro fi le and turbidity of gellan/gelatin mixed gels[J]. Food Research International, 2000, 33: 665-671. DOI:10.1016/S0963-9969(00)00111-3.

[28] HORINAKA J, KANI K, HORI Y, et al. Effect of pH on the conformation of gellan chains in aqueous systems[J]. Biophysical Chemistry, 2004, 111: 223-227. DOI:10.1016/j.bpc.2004.06.003.

[29] VILELA J A P, CAVALLIERI A L F, DA CUNHA R L. The influence of gelation rate on the physical properties/structure of salt-induced gels of soy protein isolate gellan gum[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25: 1710-1718. DOI:10.1016/j.foodhyd.2011.03.012.

[30] SPOTTI M J, SANTIAGO L G, RUBIOLO A C, et al. Mechanical and microstructural properties of milk whey protein/espina corona gum mixed gels[J]. LWT-Food Science and Technology, 2012, 48: 69-74. DOI:10.1016/j.lwt.2012.02.023.

Acid Gelation Properties of Low Acyl Gellan Gum

CHEN Qing, TAN Li, MA Huiting, ZHU Jiangnan, ZHANG Hongyan
(School of Food Science and Biotechnology, Zhejiang Gongshang University, Hangzhou 310018, China)

The effects of low acyl (LA) gellan gum concentration, the ratio of glucono-δ-lactone (GDL) to LA and acid immersion on the properties of low acyl gellan gum gels formed by acidi fi cation with GDL were investigated. The gelation pro fi le of low acyl gellan gum after the addition of GDL showed a gradual decrease in pH, and the higher the GDL/LA ratio was, the lower the pH of the mixed system was and the higher the acidi fi cation rate. LA gellan gum concentration and GDL/LA ratio had a pronounced effect on the structure of the gels. Fracture stress and water-holding capacity increased fi rst and then declined with the increase in GDL/LA ratio. Higher LA gellan gum concentration led to larger fracture stress and opacity index. Moreover, the fracture strain decreased with the increase in GDL/LA ratio. The opacity index increased while fracture strain decreased with increasing GDL/LA ratio. Acid immersion at pH 1 had no impact on the strength of the gels with GDL/LA ratio of 2:1 and 4:1, while for those with GDL/LA ratio of 1:4, 1:2 and 1:1, the gel strength increased with increasing immersion time, suggesting restructuring of the gels.

low acyl gellan gum; acid gelation; gelling property; fracture stress; fracture strain

10.7506/spkx1002-6630-201715009

TS201.7

A

1002-6630（2017）15-0051-07

陳青, 譚力, 馬慧婷, 等. 低?；Y冷膠酸性凝膠的凝膠特性[J]. 食品科學, 2017, 38(15): 51-57. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715009. http://www.spkx.net.cn

CHEN Qing, TAN Li, MA Huiting, et al. Acid gelation properties of low acyl gellan gum[J]. Food Science, 2017, 38(15): 51-57. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201715009. http://www.spkx.net.cn

2016-07-17

國家自然科學基金青年科學基金項目（51103131）；食品科學與工程浙江省重中之重一級學科開放基金項目（JYTSP20142091）；浙江大學高分子合成與功能構造教育部重點實驗室項目（2015MSF002）

陳青（1976—），女，副教授，博士，研究方向為食品物性學。E-mail：qingchen@mail.zjgsu.edu.cn