干熱條件下殼聚糖-葡萄糖的美拉德反應(yīng)

李艷龍，肖軍霞，黃國(guó)清，羅　曼

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266109）

干熱條件下殼聚糖-葡萄糖的美拉德反應(yīng)

李艷龍，肖軍霞*，黃國(guó)清，羅曼

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島266109）

殼聚糖含有豐富的氨基，可與葡萄糖發(fā)生美拉德反應(yīng)。本文就干熱條件下殼聚糖與葡萄糖發(fā)生美拉德反應(yīng)的可能性進(jìn)行了初步研究，確定了兩者發(fā)生美拉德反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件，并對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的熱性能和流變學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示，殼聚糖與葡萄糖在干熱條件下易于發(fā)生美拉德反應(yīng)，且最適的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度90℃、相對(duì)濕度61.0%、反應(yīng)時(shí)間6h、殼聚糖/葡萄糖混合比例1.5∶1。在此條件下制備的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的熱性能和流變學(xué)性質(zhì)均發(fā)生了明顯改變，進(jìn)一步證實(shí)了殼聚糖與葡萄糖之間發(fā)生了美拉德反應(yīng)。

葡萄糖，殼聚糖，美拉德反應(yīng)，改性

殼聚糖是由自然界中普遍存在的幾丁質(zhì)經(jīng)脫乙?；玫降囊环N帶正電荷的天然多糖［1］，具有無(wú)毒、生物相容、可降解及抗菌等多種功能性質(zhì)［2-7］，在食品、醫(yī)藥、環(huán)保及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域中已獲得廣泛應(yīng)用［8-14］。

然而，殼聚糖只溶解于酸性溶液，極大地限制了其應(yīng)用。為了解決該問(wèn)題，對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性是最普遍的做法。目前已報(bào)道的殼聚糖改性方法主要分為物理法和化學(xué)法。物理改性包括聚電解質(zhì)復(fù)合和小分子無(wú)機(jī)物填充等［15-17］；化學(xué)改性包括?；?、烷基化、羧基化、醚化、酯化、羥化反應(yīng)等［18-19］。研究表明，改性后殼聚糖的水溶性會(huì)明顯提升，且具有更好的抗氧化、抗菌性等功能性質(zhì)［20-22］。因此，改性后的殼聚糖具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

美拉德反應(yīng)是食品加工和貯藏過(guò)程中常見(jiàn)的反應(yīng)，美拉德反應(yīng)已被廣泛的用于蛋白質(zhì)的改性，以改善蛋白質(zhì)的乳化性、起泡性、溶解性等性質(zhì)［23-24］。殼聚糖含有豐富的氨基，因此也可與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)。目前，已報(bào)導(dǎo)的利用美拉德反應(yīng)改性殼聚糖的方法可分為濕熱法和半濕熱法。在濕熱法中，將殼聚糖和還原糖同時(shí)溶解在酸性溶液中，加熱回流一定時(shí)間即可使兩者發(fā)生美拉德反應(yīng)；半濕熱法是在濕熱法的基礎(chǔ)上，將殼聚糖和還原糖的混合溶液干燥后得到粉末，然后在一定溫度和濕度下使兩者進(jìn)行反應(yīng)。研究表明，美拉德反應(yīng)可顯著提高殼聚糖的溶解性、抗菌性、抗氧化性［25-27］。然而，這兩種美拉德反應(yīng)方法工藝繁瑣，涉及到溶解、加熱、回流和干燥等多個(gè)工序，且能耗較大，這限制了美拉德反應(yīng)在殼聚糖改性中的實(shí)際應(yīng)用。

為了簡(jiǎn)化工藝，本文以葡萄糖為還原糖，將其與殼聚糖粉末直接混合，控制一定的反應(yīng)溫度、相對(duì)濕度、時(shí)間和混合比例，研究在干熱條件下兩者發(fā)生美拉德反應(yīng)的可能性，并對(duì)所得產(chǎn)物的熱性質(zhì)和流變學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，以印證美拉德反應(yīng)是否發(fā)生。本文可為美拉德反應(yīng)在殼聚糖改性中的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

殼聚糖（脫乙酰度＞90.0%） 上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；葡萄糖（AR） 天津市北辰方正試劑廠；氯化鈉（AR） 天津市廣成化學(xué)試劑有限公司；乙酸、鹽酸、氫氧化鈉（AR） 萊陽(yáng)市康德化工有限公司；氯化鎂（AR） 天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；溴化鈉、碘化鉀（AR） 天津市巴斯夫化工有限公司；

302型電熱鼓風(fēng)干燥器龍口市先科儀器公司；UV-2000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)上海尤尼科儀器有限公司；Konica Minolta色彩色差計(jì)柯尼卡美能達(dá)投資有限公司；Delta320 pH計(jì)、DSC822差示掃描量熱儀、分析天平Mettler Toledo公司；MCR302界面流變儀Anton Paar股份有限公司；

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1干熱條件下殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物的制備準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的殼聚糖和葡萄糖，置于研缽中充分研碎混勻后過(guò)80目篩網(wǎng)，收集篩下物，然后取4.0g篩下混合物置于康威氏皿內(nèi)室中，在外室中加入飽和鹽溶液，由飽和鹽溶液控制相對(duì)濕度。蓋上玻璃板封口，在一定溫度的恒溫箱中反應(yīng)一定時(shí)間，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，冷卻，檢測(cè)美拉德反應(yīng)的程度。

1.2.2殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)條件的確定

1.2.2.1溫度對(duì)美拉德反應(yīng)的影響按重量比1∶1準(zhǔn)確稱(chēng)取殼聚糖與葡萄糖，將兩者于研缽中研碎混勻后取4.0g篩下混合物置于康威氏皿中，然后在飽和碘化鉀控制相對(duì)濕度（61.0%）下分別在60、70、80、90、100℃恒溫箱中反應(yīng)6h后，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，冷卻，檢測(cè)美拉德反應(yīng)的程度。

1.2.2.2相對(duì)濕度對(duì)美拉德反應(yīng)的影響按重量比1∶1準(zhǔn)確稱(chēng)取殼聚糖與葡萄糖，將兩者于研缽中研碎混勻后取4.0g篩下混合物置于康威氏皿中，分別在飽和氯化鎂溶液（對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度為26.1%）、飽和溴化鈉溶液（對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度為51.4%）、飽和碘化鉀溶液（對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度為61.0%）、飽和氯化鈉溶液（對(duì)應(yīng)相對(duì)濕度為73.9%）控制相對(duì)濕度的情況下，在90℃下反應(yīng)6h后，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，冷卻，檢測(cè)美拉德反應(yīng)的程度。

1.2.2.3反應(yīng)時(shí)間對(duì)美拉德反應(yīng)的影響按重量比1∶1準(zhǔn)確稱(chēng)取殼聚糖與葡萄糖，將兩者于研缽中研碎混勻后取4.0g篩下混合物置于康威氏皿中，然后在90℃和由飽和碘化鉀控制相對(duì)濕度（61.0%）的情況下分別反應(yīng)2、3、4、5、6、7、8h后，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，冷卻，檢測(cè)美拉德反應(yīng)的程度。

1.2.2.4混合比例對(duì)美拉德反應(yīng)的影響按重量比2∶1、1.5∶1、1∶1、1∶1.5和1∶2準(zhǔn)確稱(chēng)取殼聚糖和葡萄糖，將兩者于研缽中研碎混勻后取4.0g篩下混合物置于康威氏皿中，然后在90℃和由飽和碘化鉀控制相對(duì)濕度（61.0%）的條件下反應(yīng)6h，得到美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，冷卻，檢測(cè)美拉德反應(yīng)的程度。

1.2.3美拉德反應(yīng)程度的檢測(cè)

1.2.3.1比色法在美拉德反應(yīng)的中間階段和最終階段產(chǎn)生的物質(zhì)分別在290nm和420nm有吸收［28-29］，因此可用美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在這兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度來(lái)表征美拉德反應(yīng)的程度。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.25g產(chǎn)物，用1%乙酸溶液定容至50mL，待溶液澄清后，取上清液分別于290nm和420nm處比色，吸光度越大，表明反應(yīng)程度越高。

1.2.3.2色差法在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，美拉德反應(yīng)后期會(huì)形成不溶性的聚合物大分子，這導(dǎo)致比色法不能完全體現(xiàn)美拉德反應(yīng)的程度。由于美拉德反應(yīng)可使殼聚糖的色澤發(fā)生明顯變化，從顏色變化的角度也可以跟蹤美拉德反應(yīng)的進(jìn)程，因此，本文還測(cè)定了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的L*值。L*值越小，產(chǎn)物顏色越深，表明美拉德反應(yīng)程度越高。稱(chēng)取適量（＞3g）殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物，在研缽中研磨成粉末狀，過(guò)80目篩網(wǎng)，收集篩下物置于規(guī)格為4cm×5cm的真空袋內(nèi)，試樣要保證表面平整光滑，然后用色彩色差計(jì)測(cè)定其L*值，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定三次。

1.2.4美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的表征

1.2.4.1熱性能測(cè)定對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了DSC分析，研究美拉德反應(yīng)對(duì)殼聚糖熱性能的影響。分別稱(chēng)取5mg在最佳條件下反應(yīng)得到的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物置于鋁盤(pán)中，以空白鋁盤(pán)為參照。DSC的升溫速率為5℃/min，保護(hù)氣為氮?dú)狻Ｒ栽谙嗤瑮l件下單獨(dú)加熱的殼聚糖和葡萄糖的1.5∶1混合物（w/w）作為對(duì)照。

1.2.4.2流變學(xué)測(cè)定對(duì)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行動(dòng)態(tài)流變分析，研究美拉德反應(yīng)對(duì)殼聚糖溶液流變學(xué)特性的影響。分別稱(chēng)取0.25g在最佳條件下反應(yīng)的殼聚糖-葡萄糖反應(yīng)物，用1%乙酸溶解，并定容至50mL，搖勻，取適量溶液放在動(dòng)態(tài)流變儀上測(cè)定其流變性能。以相同條件下單獨(dú)加熱的殼聚糖和木糖的1.5∶1混合物（w/w）為對(duì)照。

1.3數(shù)據(jù)分析

每種樣品每次均測(cè)定3個(gè)平行，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，采用SPSS 17.0（美國(guó)SPSS公司）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。組間差異顯著性分析采用方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）中的Tukey HSD測(cè)試，顯著水平小于0.05時(shí)認(rèn)為差異顯著。

2　結(jié)果與分析

2.1溫度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)的影響

圖1　溫度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物吸光度的影響Fig.1　Effect of temperature on the absorbance of the chitosanglucose Maillard reaction product

由圖1可知，在60℃時(shí)290nm和420nm兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度均最小，表明殼聚糖與葡萄糖在較低溫度下不易發(fā)生美拉德反應(yīng)。在60～90℃的溫度范圍內(nèi)，290nm下的吸光度隨著溫度的升高顯著增加，當(dāng)溫度進(jìn)一步增加到100℃時(shí)吸光度無(wú)顯著變化；而420nm下的吸光度在60～90℃范圍內(nèi)也隨著溫度的增加而升高，但是在100℃時(shí)開(kāi)始急劇下降。

圖2　溫度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物色度值的影響Fig.2　Effect of temperature on the color measurements of the chitosan-glucose Maillard reaction product

溫度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)色度值的影響如圖2所示。隨著反應(yīng)溫度的逐漸升高，殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物的L*值逐漸減小。L*值越小，表示美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的顏色越深，反應(yīng)程度越高，該結(jié)果與吸光度的測(cè)定結(jié)果基本一致。當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)，L*值最小，表明此時(shí)美拉德反應(yīng)程度最高，這與吸光度的測(cè)定結(jié)果不一致。這可能是由于在高溫下美拉德反應(yīng)中的部分最終階段產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)生了聚合，其溶解度急劇下降，從而使得420nm下的吸光度降低。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)反應(yīng)溫度在90℃時(shí)產(chǎn)物在兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光值都較大，表明有較好的溶解性。因此，在隨后的研究中選擇90℃為最適反應(yīng)溫度。

2.2相對(duì)濕度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)的影響

圖3　相對(duì)濕度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物吸光度的影響Fig.3　Effect of humidity on the absorbance of the chitosanglucose Maillard reaction product

由圖3可以看出，相對(duì)濕度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)有重要影響。隨著相對(duì)濕度的增加，290nm和420nm下的吸光度都呈先增加后減小的趨勢(shì)，最大值都在相對(duì)濕度61%時(shí)出現(xiàn)。在相對(duì)濕度為26.1%時(shí)，兩個(gè)波長(zhǎng)下的吸光度均較小，表明美拉德反應(yīng)程度較低或者美拉德反應(yīng)到了后期形成了不溶性高分子聚合物導(dǎo)致溶解性降低。另外，實(shí)驗(yàn)中在290nm處的吸光度都大于相同濕度下420nm處的吸光度，表明殼聚糖與葡萄糖的美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物的量高于最終階段產(chǎn)物的量。

圖4　相對(duì)濕度對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物色度值的影響Fig.4　Effect of relative humidity on the color measurements of the chitosan-glucose Maillard reaction product

由圖4可知，隨著相對(duì)濕度的增加，殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的L*值先逐漸減小后趨于穩(wěn)定，表明在一定范圍內(nèi)相對(duì)濕度的增加有利于美拉德反應(yīng)的發(fā)生。由圖3可知，在相對(duì)濕度為26.1%的條件下L*值較大，吸光度較小是由于美拉德反應(yīng)程度較低所致。當(dāng)相對(duì)濕度由61%提高到73.9%時(shí)，L*值無(wú)顯著變化。綜合吸光度和L*值的變化，在隨后的實(shí)驗(yàn)中選擇61%為最適相對(duì)濕度。

2.3反應(yīng)時(shí)間對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)的影響

圖5　時(shí)間對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物吸光度的影響Fig.5　Effect of reaction duration on the absorbance of the chitosan-glucose Maillard reaction product

從圖5可以看出，在反應(yīng)時(shí)間為2～4h時(shí)，在290nm處的吸光度隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但是當(dāng)反應(yīng)時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)時(shí)，吸光度不再顯著變化。而在選定的時(shí)間范圍內(nèi)，420nm下的吸光度都小于290nm下的吸光度，表明美拉德反應(yīng)主要發(fā)生在中前期；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到6h時(shí)，290nm和420nm下的吸光值均變化不顯著。

由圖6可以看出，在2～7h內(nèi)，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的顏色隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著增加，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到7h時(shí)，L*值不再發(fā)生顯著變化，表明此時(shí)殼聚糖與葡萄糖之間的已完全發(fā)生了美拉德反應(yīng)，這與圖5中吸光度值6h后時(shí)不再顯著變化的結(jié)果有所推遲。這種差異可能是由于美拉德反應(yīng)產(chǎn)物溶解性的不同造成的?？紤]到溶解度是影響殼聚糖應(yīng)用的一個(gè)重要性質(zhì)，所以在隨后的研究中選擇6h為最適反應(yīng)時(shí)間。

2.4殼聚糖與葡萄糖的混合比例對(duì)美拉德反應(yīng)的影響

圖6　時(shí)間對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物色度值的影響Fig.6　Effect of reaction duration on the color measurements of the chitosan-glucose Maillard reaction product

圖7　配比對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物吸光度的影響Fig.7　Effect of chitosan to glucose ratio on the absorbance of the chitosan-glucose Maillard reaction product

圖8　配比對(duì)殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物色度值的影響Fig.8　Effectofchitosantoglucoseratioonthecolormeasurements of the chitosan-glucose Maillard reaction product

由圖7中可以看出，殼聚糖與葡萄糖的混合比例對(duì)殼聚糖-葡萄糖的美拉德反應(yīng)有顯著影響。在420nm處的吸光度，當(dāng)配比小于1∶1時(shí)，隨著配比的減小吸光度也隨之減小。在殼聚糖與葡萄糖配比為2∶1和1∶2時(shí)L*值都較大，說(shuō)明兩個(gè)配比下的美拉德反應(yīng)的程度都較低。當(dāng)殼聚糖與葡萄糖的配比為2∶1時(shí)有利于美拉德反應(yīng)最終階段的進(jìn)行，在殼聚糖與葡萄糖的配比為1∶2時(shí)有利于美拉德反應(yīng)的中間階段的進(jìn)行。當(dāng)配比為1∶1時(shí)，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在兩個(gè)波長(zhǎng)處的吸光度雖然也較低，但結(jié)合圖8可知，L*值較小說(shuō)明美拉德反應(yīng)的程度較高形成了不溶性高分子聚合物，溶解性降低導(dǎo)致吸光度較小。

殼聚糖與葡萄糖的配比為1.5∶1和1∶1.5時(shí)在290nm處的吸光度差別不大，而在配比為1.5∶1時(shí)在420nm處的吸光度較高，結(jié)合圖8可知，1.5∶1時(shí)L*值較大，說(shuō)明顏色較淺反應(yīng)程度較低，而溶解性較好，所以在以后的實(shí)驗(yàn)研究中選擇殼聚糖與葡萄糖為1.5∶1為最適配比。

2.5殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的性質(zhì)

2.5.1美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的熱性能如圖9所示，在80℃時(shí)對(duì)照曲線出現(xiàn)吸熱峰，可能是因?yàn)榻Y(jié)晶水分的蒸發(fā)，說(shuō)明對(duì)照樣品中含有一定量的水分。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到180℃時(shí)又出現(xiàn)了一個(gè)緩慢的吸收峰，可能是由于葡萄糖晶體結(jié)構(gòu)被破壞所致。當(dāng)溫度達(dá)到280℃時(shí)，出現(xiàn)放熱峰，殼聚糖被分解。殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)物在80℃時(shí)未出現(xiàn)吸熱峰，表明在美拉德反應(yīng)過(guò)程中殼聚糖中的結(jié)晶水已完全揮發(fā)或參與了美拉德反應(yīng)；該反應(yīng)物在140℃時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)明顯的吸熱峰，表明殼聚糖與葡萄糖通過(guò)美拉德反應(yīng)產(chǎn)物了易揮發(fā)的物質(zhì)；另外，反應(yīng)物放熱峰的溫度也高于對(duì)照，表明美拉德反應(yīng)物提高了殼聚糖的熱穩(wěn)定性。

圖9　殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的熱性質(zhì)Fig.9　DSC pattern of the chitosan-glucose Maillard reaction product

2.5.2美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的粘彈性由圖10和圖11可知，殼聚糖與葡萄糖的簡(jiǎn)單混合物及兩者的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物在溶液中的儲(chǔ)存模量均高于損失模量，均表現(xiàn)出膠體的彈性性質(zhì)。但是殼聚糖-葡萄糖的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的儲(chǔ)能模量和損失模量均明顯高于殼聚糖與葡萄糖簡(jiǎn)單混合物的模量值，表明美拉德反應(yīng)增加了殼聚糖分子間或分子內(nèi)的相互作用，使得分子之間的纏繞力增加，從而使得模量值增加。

2.5.3美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)黏度由圖13最適反應(yīng)物的剪切速率-黏度關(guān)系可以看出，反應(yīng)產(chǎn)物的表觀黏度隨剪切速率的增大而快速下降，然后逐漸趨向平緩，表明存在剪切稀釋現(xiàn)象，美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的流變曲線均凸向原點(diǎn)，表明屬于非牛頓假塑性流體。這是由于黏彈性凝膠體系受到剪切作用時(shí)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸解離，流層間的剪切應(yīng)力減小，流動(dòng)阻力減弱，表觀黏度降低，因而體系黏度隨剪切速率的增大而不斷下降。在極大剪切速率下，分散的產(chǎn)物分子來(lái)不及取向或已經(jīng)充分取向，表觀黏度就趨于一個(gè)常數(shù)。同時(shí)比較圖12和圖13可知，殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的初始黏度遠(yuǎn)高于兩者的簡(jiǎn)單混合物，表明美拉德反應(yīng)改變了殼聚糖分子的特性，從而使得所得產(chǎn)物在溶液中的分子間或分子內(nèi)的相互作用增加。

圖10　殼聚糖和葡萄糖簡(jiǎn)單混合物的頻率掃描曲線Fig.10　Frequency sweeping patterns of chitosan-glucose Maillard reaction product

圖11　殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的頻率掃描曲線Fig.11　Frequency sweeping patterns of chitosan-glucose Maillard reaction product

圖12　殼聚糖和葡萄糖的簡(jiǎn)單混合物的動(dòng)態(tài)黏度曲線Fig.12　Dynamic viscosity curve of the chitosan-glucose mixture

圖13　殼聚糖-葡萄糖美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的動(dòng)態(tài)黏度曲線Fig.13　Dynamic viscosity curve of the chitosan-glucose Maillard reaction product

3　結(jié)論

殼聚糖與葡萄糖在干熱條件下可發(fā)生美拉德反應(yīng)，且反應(yīng)的最適條件為反應(yīng)溫度90℃、相對(duì)濕度61.0%、反應(yīng)時(shí)間6h和殼聚糖/葡萄糖混合比例1.5∶1；在此條件下所得美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的模量值和初始黏度與殼聚糖和葡萄糖的同比例混合物相比明顯增加，表明美拉德反應(yīng)改變了殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)和流變學(xué)性質(zhì)；干熱法發(fā)生美拉德反應(yīng)，其產(chǎn)物在一定溫度下具有比較穩(wěn)定的熱穩(wěn)定性，工藝比濕熱法簡(jiǎn)單，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中具有重要的價(jià)值。

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Maillard reaction between chitosan and glucose in dry state

LI Yan-long，XIAO Jun-xia*，HUANG Guo-qing，LUO Man
（College of Food Science and Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China）

Chitosan contains abundant amino groups and hence the Maillard reaction could occur between chitosan and glucose.This paper explores the possibility of Maillard reaction between chitosan and glucose in dry state and the optimum conditions for the reaction.Meanwhile，the thermal behavior and rheological properties of the resultant Maillard reaction product were characterized as well.The results indicated that the optimum conditions were reaction temperature 90℃，relative humidity 61.0%，reaction duration 6h and chitosanglucose mixing ratio 1.5∶1.Under these conditions，the thermal behavior and rheological measurements of the Maillard reaction product displayed obvious changes，confirming the occurrence of the Maillard reaction between chitosan and glucose.

chitosan；glucose；Maillard reaction；modification

TS201.1

B

1002-0306（2015）14-0293-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.051

2014－10－27

李艷龍（1989-），男，碩士研究生，研究方向：天然大分子改性。

肖軍霞（1977-），女，博士，教授，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)與微囊化。

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31101391）；青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校高層次人才啟動(dòng)基金（631415）。