兩種不同質(zhì)地的蓮藕堿溶性果膠組分熱降解規(guī)律及流變學(xué)差異

段瑞冰，李 潔，劉紀(jì)紅，嚴(yán)守雷,3,4,*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，湖北 武漢 430070；3.湖北省水生蔬菜保鮮加工工程中心，湖北 武漢 430070；4.長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶大宗水生生物產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展教育部工程研究中心，湖北 武漢 430070）

蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn），屬于多年生蓮科植物，在中國、日本、印度等東方國家作為蔬菜食用，因其具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、功能特性和宜人的口感而受到消費(fèi)者青睞。通常將蓮藕分為粉藕和脆藕，粉藕質(zhì)地粉糯，在烹飪過程中較易煮爛，而脆藕口感較脆，在烹飪過程中較難煮爛。兩種藕具有不同食用方式且價(jià)格差異較大，研究它們?cè)谂腼冞^程中造成質(zhì)地差異的機(jī)制具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值[1-3]。

有研究表明細(xì)胞壁完整性是影響蓮藕質(zhì)地差異的重要因素[4]，但細(xì)胞壁成分復(fù)雜，較難明確是哪種化合物起重要作用，因此開始逐漸將細(xì)胞壁細(xì)化。許多研究表明作為細(xì)胞壁主要成分的果膠與果蔬的熱加工質(zhì)地有著密切關(guān)系[5-7]。果膠結(jié)構(gòu)在植物種類、成熟階段、不同組織甚至單一細(xì)胞壁內(nèi)都極具差異，目前研究發(fā)現(xiàn)果膠包含4 個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別是：由線性D-半乳糖醛酸通過α-1,4糖苷鍵連接組成的聚半乳糖醛酸區(qū)（homogalacturonan，HG），可在C-4處甲酯化，在O-2/O-3處發(fā)生乙?；鶕?jù)酯化度可分為高甲氧基果膠和低甲氧基果膠；由鼠李糖和半乳糖醛酸交替連接作為鼠李半乳糖醛酸一區(qū)（rhamnogalacturonan-I，RG-I）的主鏈，由阿拉伯聚糖、半乳聚和阿拉伯半乳聚糖作為側(cè)鏈；鼠李糖半乳糖醛酸二區(qū)作為最保守的區(qū)域，其側(cè)鏈的糖種類較多，有L-巖藻糖、L-鼠李糖、D-半乳糖和L-阿拉伯糖；還有由木聚糖半乳糖醛酸組成的木半乳糖醛酸區(qū)[8-9]。根據(jù)與細(xì)胞壁連接的緊密程度和萃取溶劑可以將提取的果膠分為水溶性果膠（water-soluble pectin fraction，WSF）、螯合態(tài)果膠（chelate-soluble pectin fraction，CSF）和堿溶性果膠（sodium carbonate-soluble pectin fraction，NSF）。WSF是與細(xì)胞壁連接松散的解聚果膠；CSF是與細(xì)胞壁通過鈣離子螯合連接的果膠；NSF是通過共價(jià)鍵與細(xì)胞壁連接最緊密的果膠。有研究顯示3種果膠中占比最大的NSF在果蔬軟化過程中發(fā)生了顯著變化[10-11]。流變學(xué)特性是果蔬質(zhì)構(gòu)研究中的重要分支，包括穩(wěn)態(tài)流變和動(dòng)態(tài)流變。通過穩(wěn)態(tài)流變學(xué)實(shí)驗(yàn)可以判定流體類型，通過動(dòng)態(tài)流變學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得流體的黏彈性特征參數(shù)。影響果膠結(jié)構(gòu)與其流變學(xué)特性之間關(guān)系的因素有很多，內(nèi)在因素如酯化度、塊狀度和分支度等，外界條件如pH值、鹽離子和溫度等。其中，溫度變化對(duì)果膠流變學(xué)特性影響的研究大多是在流變學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中升溫，雖然能與氫鍵、范德華力、離子鍵、果膠鏈熱遷移率、鏈長(zhǎng)和分支度等結(jié)合分析用于推測(cè)果膠結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[12-14]，但在這個(gè)過程中始終無法對(duì)果膠結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行可視化。

蘆林湖藕和沔城藕分別是典型的脆藕和粉藕。本實(shí)驗(yàn)選取這兩種蓮藕作為實(shí)驗(yàn)材料并提取其NSF。在流變學(xué)實(shí)驗(yàn)前先對(duì)NSF進(jìn)行不同溫度處理，然后通過測(cè)定單糖含量變化和傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectroscopy，F(xiàn)TIR）分析推測(cè)兩種藕NSF的一級(jí)結(jié)構(gòu)變化，再通過原子力顯微鏡對(duì)兩種NSF納米結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行可視化，最后對(duì)流變學(xué)實(shí)驗(yàn)與結(jié)構(gòu)測(cè)定結(jié)果結(jié)合分析加熱對(duì)兩種藕NSF結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)一步了解蘆林湖藕和沔城藕質(zhì)構(gòu)差異的分子機(jī)制，以期為探究細(xì)胞壁果膠影響果蔬熱加工質(zhì)地提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

兩種蓮藕（蘆林湖藕和沔城藕）于2020年12月在湖北省仙桃市采收。經(jīng)清洗、去皮、切片、打漿和除淀粉后置于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

間苯基苯酚、三氟乙酸、溴化鉀、四硼酸鈉、乙酸鈉、丙酮、氯濃硫酸（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、木糖、巖藻糖、半乳糖醛酸（均為色譜純）上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LGJ-30F真空冷凍干燥機(jī) 北京松原華興科技發(fā)展有限公司；BSA124S分析天平 德國賽多利斯集團(tuán)；R-210旋蒸蒸發(fā)儀 瑞士Buchi公司；E2695高效液相色譜儀 美國安捷倫科技公司；722型紫外-可見分光光度計(jì) 上海興茂儀器有限公司；Nicolet470 FTIR儀美國尼高力儀器公司；DHR-2流變儀 美國TA公司；Multimode8原子力顯微鏡 美國Bruker公司。

1.3 方法

1.3.1 NSF的提取

參考Liu Gongji等[15]通過分級(jí)提取的方法從蓮藕中分離純化NSF。加95%乙醇溶液于85 ℃水浴中加熱20 min除去可溶性糖，然后加入甲醇-氯仿溶液（1∶1，V/V）振蕩1 h除去脂類物質(zhì)。用丙酮清洗除去有機(jī)試劑后，置于45 ℃烘箱中干燥，獲得蓮藕醇不溶性固形物。

向蓮藕醇不溶性固形物中加入0.1 mol/L乙酸鈉溶液于沸水浴中加熱除去與細(xì)胞壁連接松散的WSF。加入環(huán)己二胺四乙酸在常溫下振蕩6 h除去與細(xì)胞壁通過離子鍵連接的CSF。加入0.05 mol/L碳酸鈉溶液（含有0.02 mol/L硼氫化鈉）在常溫下振蕩6 h。透析除去鹽離子，醇沉并凍干，得到NSF，于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 NSF的熱處理

將溶解于蒸餾水的蘆林湖藕NSF（LN）和沔城藕NSF（MN）等分成4 份，分別在60、80、100 ℃水浴1 h，另一組作為對(duì)照組。然后將處理組和對(duì)照組透析24 h除去小分子物質(zhì)，濃縮、醇沉并凍干后，得到8種待測(cè)樣品。

1.3.3 單糖測(cè)定

用三氟乙酸水解待測(cè)樣品，于110 ℃水解4 h，冷卻后加入甲醇，然后用氮吹儀將管中的三氟乙酸吹出，直到管中無酸味。用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮-甲醇溶液對(duì)水解后的樣品進(jìn)行衍生化[16]。

采用高效液相色譜儀測(cè)定。色譜條件：ZORBAX Carbohydrate色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相A為pH 6.8 0.1 mol/L磷酸鈉緩沖液，流動(dòng)相B為乙腈；等度洗脫：A∶B＝83∶17，流速為1 mL/min；檢測(cè)器：紫外可見吸收檢測(cè)器。按下式計(jì)算糖比值[17]：

1.3.4 果膠含量測(cè)定[18]

采用間苯基苯酚-硫酸法測(cè)定。將樣品溶于蒸餾水得到1 mL 0.1 mg/mL樣品液，加入6 mL硫酸-四硼酸鈉溶液（四硼酸鈉濃度為0.012 5 mol/L），混勻后置于沸水浴中加熱5 min。冷卻后加入間苯基苯酚溶液，振蕩混勻，在520 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。使用D-半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品，溶于蒸餾水，制備0、20、40、60、80、100 μg/mL系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定吸光度并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.5 FTIR測(cè)定

將3 mg待測(cè)樣品與300 mg KBr混合研磨，壓至半透明的薄片。每個(gè)樣品壓3 個(gè)片，在4 000～500 cm-1內(nèi)獲得紅外光譜，光譜分辨率為4。使用Origin 2018軟件作圖，校正基線、歸一化至2 940 cm-1。

1.3.6 原子力顯微鏡測(cè)定

樣品溶于蒸餾水，配置5 μg/mL的樣品稀釋液。向新切割的云母片上滴加5 μL樣品稀釋液，在常溫條件下自然干燥后待測(cè)。氮化硅懸臂力常數(shù)為40 N/m，采用Tapping模式測(cè)定，掃描速率為2 Hz。

使用NanoScope Analysis 1.9離線分析軟件處理圖像：首先采用三階多項(xiàng)式擬合進(jìn)行平滑處理，去除曲面的弓形效應(yīng)，使用同一組像素閾值；用“partical”模塊提取NSF的高度信息。將圖像導(dǎo)出為TIFF格式，使用Matlab 2018a軟件編碼并進(jìn)行骨架提取和鏈長(zhǎng)計(jì)算；為了保證鏈長(zhǎng)的可靠性，定義一條完整鏈的高度幾乎相同，確保沒有將多條鏈纏結(jié)的結(jié)果作為一條鏈計(jì)算[19]。

1.3.7 流變學(xué)特性測(cè)定

將待測(cè)樣品溶于蒸餾水中配制成30 mg/mL的待測(cè)液，于170 r/min常溫振蕩溶解。完全溶解后在4 ℃條件下過夜使溶液穩(wěn)定。使用DHR-2流變儀進(jìn)行流變學(xué)測(cè)試，選擇60 mm錐板作為夾具，在0.1～1 000 s-1范圍內(nèi)測(cè)定果膠的穩(wěn)態(tài)流變學(xué)行為，利用Ostwald-de Waele模型（式（3））計(jì)算K和n，公式如下：

式中：τ為剪切應(yīng)力/Pa；K為稠度系數(shù)/（Pa·sn）；γ為剪切速率/s-1；n為流動(dòng)指數(shù)。

根據(jù)n值可以將流體分為假塑型流體、膨脹型流體和牛頓流體：n＞1為剪切增稠（膨脹性）；n＜1為剪切稀釋（假塑性）；n＝1為牛頓流體[20]。

動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性測(cè)定：先進(jìn)行應(yīng)變掃描確定線性黏彈區(qū)，通過線性黏彈區(qū)選出合適的應(yīng)變（0.1%）進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，角頻率為0.1～200 rad/s，得到儲(chǔ)能模量（G’）和損耗模量（G’），計(jì)算損耗角正切tanδ。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱處理后NSF的化學(xué)組成變化

由表1、2可知，從兩種蓮藕中提取的NSF都富含半乳糖醛酸、阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖等果膠特征糖，且兩者經(jīng)加熱后單糖含量都發(fā)生了一定變化。如表1所示，MN總單糖絕對(duì)含量整體呈減小趨勢(shì)，而LN總單糖含量整體呈增大趨勢(shì)，這與表3中的果膠含量變化趨勢(shì)相似（標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y＝0.009 1x+0.013 1，R2＝0.998）。MN的總單糖含量整體呈減小趨勢(shì)可能是因?yàn)樘崛〉臉悠分蟹枪z組分如纖維素較果膠耐熱性更強(qiáng)[21]；因此，隨著溫度升高，MN果膠特征糖的總絕對(duì)含量減小。LN中葡萄糖絕對(duì)含量明顯高于MN，這可能是因?yàn)長(zhǎng)N中的果膠與纖維素連接更緊密，因?yàn)長(zhǎng)N中含有更多阿拉伯糖、半乳糖并且具有更多支鏈，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使提取過程中更多纖維素隨果膠被提取出來[22]。LN的總單糖含量整體呈增大趨勢(shì)也可能與果膠與纖維素的連接方式有關(guān)，但是具體原因還不清楚，但是可以確定的是與NSF中其他組分相比，加熱對(duì)LN中果膠組分的破壞程度小于MN。由表2可知，隨著溫度升高，LN和MN半乳糖醛酸的相對(duì)含量整體呈增加趨勢(shì)，阿拉伯糖、半乳糖等RG-I區(qū)特征糖的相對(duì)含量整體呈減小趨勢(shì)，說明RG-I區(qū)的水解程度大于HG區(qū)。表1顯示總果膠特征糖含量?jī)H占樣品總量的十分之一左右，這是因?yàn)槿宜釋?duì)果膠僅是部分酸水解，因此所測(cè)結(jié)果均偏低，但這并不影響其變化趨勢(shì)[22]。

表1 熱處理MN和LN的單糖絕對(duì)含量Table 1 Change in monosaccharide contents of NSF after heat treatment

表2 熱處理MN和LN的單糖相對(duì)含量Table 2 Change in monosaccharide proportions of NSF after heat treatment

表3 熱處理MN和LN的果膠相對(duì)含量Table 3 Change in pectin proportion of NSF after heat treatment

2.2 不同熱處理后NSF果膠組分FTIR分析

圖1 熱處理的MN（A）和LN（B）的紅外光譜圖Fig. 1 Infrared spectra of raw and heated NSF from mealy (A) and crunchy (B) lotus rhizome

將紅外光譜與單糖含量結(jié)合分析，進(jìn)一步表征溫度處理對(duì)LN、MN一級(jí)結(jié)構(gòu)的影響。如圖1所示，3 440 cm-1處為—OH的伸縮振動(dòng)，2 940 cm-1處為甲基和亞甲基的C—H伸縮振動(dòng)；在1 730 cm-1波數(shù)附近沒有出現(xiàn)峰，說明提取的NSF不含或者含有非常低的甲酯基，這可能因?yàn)轷セ贜SF提取過程中被皂化[23]；1 620 cm-1處為未酯化的羧基，1 340 cm-1處為C—H彎曲振動(dòng)，1 240 cm-1處為C—O伸縮振動(dòng)，1 140 cm-1附近為C—O—C伸縮運(yùn)動(dòng)，1 100 cm-1處為C—C和C—O伸縮運(yùn)動(dòng)[24-25]。前人研究觀察了不同化合物在1 000～1 200 cm-1區(qū)域的峰型，發(fā)現(xiàn)富含糖醛酸如半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸的樣品在1 100 cm-1和1 018cm-1處出現(xiàn)了兩個(gè)強(qiáng)烈峰，且NSF與其他組分相比在1 099 cm-1和1 018 cm-1處有明顯的峰[26]，這在本實(shí)驗(yàn)中也得到了證實(shí)。由圖1可知，1 015～1 100 cm-1或1 020～1 150 cm-1處的峰歸為游離半乳糖醛酸；950 cm-1處可能是RG-I分子的特征峰[27]。

由圖1可知，不同溫度處理后的LN和MN在指紋區(qū)的峰幾乎重合但是其吸收峰強(qiáng)度發(fā)生變化，這說明加熱沒有生成新的化合物但是對(duì)果膠化學(xué)組分含量的變化有影響。與LN的對(duì)照組相比，LN處理組在指紋區(qū)的吸光度明顯較大，但是MN與其相反，這可能說明加熱后LN中果膠絕對(duì)含量增加，而MN減小，這與表1和表3的結(jié)果一致。除此之外，MN在950 cm-1處的峰強(qiáng)度明顯高于LN，說明MN中RG-I區(qū)的相對(duì)含量多于LN。表2也顯示MN中的阿拉伯糖和半乳糖的相對(duì)含量比LN中多，這可能與流變學(xué)實(shí)驗(yàn)中MN經(jīng)加熱后假塑性增強(qiáng)而LN減弱有關(guān)。

2.3 不同熱處理后NSF果膠原子力顯微鏡圖像分析

圖2 熱處理的MN和LN的原子力顯微鏡圖Fig. 2 Atomic force micrographs of raw and heated NSF from mealy (A) and crunchy (B) lotus rhizome

圖3 不同骨架長(zhǎng)度果膠鏈/聚集體的相對(duì)含量Fig. 3 Relative contents of pectin chains/aggregates with different skeleton lengths in raw and heated NSF from mealy and crunchy lotus rhizome

圖4 MN（A）和LN（B）的鏈高比例Fig. 4 Proportions of chain height of raw and heated NSF from mealy (A) and crunchy (B) lotus rhizome

由圖2～4可知，與對(duì)照組比，處理組都出現(xiàn)了鏈長(zhǎng)變短、鏈高和分支度降低的現(xiàn)象。如圖2所示，NSF在云母片上形成分支結(jié)構(gòu)，這與已報(bào)道結(jié)果一致[28-30]。其中LN更類似于星型結(jié)構(gòu)（具有長(zhǎng)分支），而MN相對(duì)分支較少，多為直鏈結(jié)構(gòu)，結(jié)合單糖的相對(duì)含量猜測(cè)這些短直鏈可能不僅是聚半乳糖醛酸鏈，也有可能是中性糖鏈。LN和MN的鏈長(zhǎng)主要集中在50～100 nm之間（圖3）；LN最長(zhǎng)138 nm，最短16 nm；MN最長(zhǎng)130 nm，最短22 nm，這與已報(bào)道的結(jié)果接近[31]。圖4表明經(jīng)加熱后LN和MN的鏈高均降低，且LN的鏈高普遍比MN高；單個(gè)半乳糖醛酸分子的高度大約在（0.51±0.25）nm[32]，然而在LN和MN中均發(fā)現(xiàn)有高于1 nm的果膠鏈。有研究表明具有螺旋結(jié)構(gòu)的單一果膠鏈的鏈高在1 nm左右[33]，在圖5和圖2C1中均有兩條果膠鏈平行排列的現(xiàn)象，猜測(cè)可能是兩條鏈的疊加經(jīng)加熱后被分開，但是具體兩條鏈以何種方式結(jié)合尚不清楚。有許多研究顯示NSF具有規(guī)則的連接網(wǎng)絡(luò)[31]，但是在本實(shí)驗(yàn)中幾乎沒有觀察到，所有的果膠鏈都呈隨機(jī)分布，這為NSF的納米結(jié)構(gòu)提供了新觀點(diǎn)。除此之外，每張圖像上都存在一些聚集體，這些聚集體可能是由果膠鏈纏繞形成，這在櫻桃、草莓及未成熟番茄果皮的NSF中也觀察到[34-36]。

圖5 LN60原子力顯微鏡三維圖Fig. 5 Three-dimensional atomic force micrograph of NSF from crunchy lotus rhizome heated at 60 ℃

LN和MN隨著加熱溫度的升高都出現(xiàn)了鏈寬增大的現(xiàn)象（圖2），這可能是因?yàn)樘结樤鰧捫?yīng)，由于原子力顯微鏡的局限性，當(dāng)AFM尖端的半徑大于被測(cè)量分子的直徑時(shí)，分子的圖像與尖端輪廓易混淆，測(cè)定尺寸可能偏大[37]；也可能是經(jīng)加熱后果膠鏈結(jié)構(gòu)變松散的結(jié)果，例如雙果膠鏈的松散堆積。

2.4 不同熱處理后NSF果膠流變學(xué)特性分析

流變學(xué)性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)具有密切關(guān)系，同時(shí)也是果蔬質(zhì)構(gòu)研究的重要分支，通過測(cè)定流變學(xué)特性可以表征和驗(yàn)證結(jié)構(gòu)測(cè)定結(jié)果。如圖6A和表4所示，從穩(wěn)態(tài)流變學(xué)分析中可以看到所有樣品的黏度都隨剪切速率的增加而降低，流動(dòng)行為指數(shù)n均小于1，因此樣品都呈假塑性流體。n值越小表示假塑性越強(qiáng)，K值越小表示黏稠度越小。由表4可知，LN對(duì)照組的黏稠度大于MN對(duì)照組；圖3和圖4顯示LN的鏈長(zhǎng)和鏈高大于MN，且LN中100～200 nm的鏈長(zhǎng)占比大于MN；除此之外，MN的HG大于LN（表2）；因此，結(jié)合結(jié)構(gòu)分析認(rèn)為黏稠度與鏈長(zhǎng)、鏈高呈正相關(guān)，與HG呈負(fù)相關(guān)。Zdunek等[38]通過研究梨果皮細(xì)胞壁的NSF發(fā)現(xiàn)半乳糖醛酸含量與硬度呈負(fù)相關(guān)，這與本研究結(jié)果一致。這可能是β-消除反應(yīng)引起的鏈長(zhǎng)變短和游離羧基比重增加，導(dǎo)致分子間斥力增加，從而阻礙了果膠鏈之間的相互作用產(chǎn)生的結(jié)果[39]。由表4可知，經(jīng)加熱后兩者的黏稠度都明顯下降，令人意外的是MN的假塑性略有增加而LN的假塑性減小。結(jié)合結(jié)構(gòu)分析認(rèn)為L(zhǎng)N假塑性減小可能是LN鏈長(zhǎng)變短、分子質(zhì)量減小的結(jié)果，因?yàn)榉肿淤|(zhì)量越大其形變松弛時(shí)間越長(zhǎng)，較小的剪切導(dǎo)致的形變松弛來不及恢復(fù)，在更低的剪切速率下出現(xiàn)了剪切稀釋[39]；除此之外，也有可能是分支度減小的結(jié)果。MN假塑性增加可能是分子質(zhì)量分布變寬所致，有研究表明分子質(zhì)量分布越寬，假塑性越強(qiáng)[40]；由圖5也可以看到，MN除了含有大量短鏈外也包含數(shù)量較少的長(zhǎng)鏈，但是關(guān)于為何這些長(zhǎng)鏈在熱處理過程中沒有被水解為短鏈還需進(jìn)一步研究。

圖6 熱處理LN和MN的穩(wěn)態(tài)（A）和動(dòng)態(tài)（B～D）流變學(xué)行為Fig. 6 Steady (A) and dynamic (B, C and D) rheological behaviors of raw and heated NSF from mealy and crunchy lotus rhizome

表4 熱處理LN和MN的冪律模型參數(shù)Table 4 Power law model parameters of raw and heated NSF from mealy and crunchy lotus rhizome

圖6B、C、D均為動(dòng)態(tài)學(xué)流變行為，G’＞G’和tanδ＞1表示果膠呈黏性行為，G’＜G’和tanδ＜1表示果膠呈彈性行為[41]。由圖6B可知，所有樣品的tanδ值均隨角速率的增大而增大，說明在剪切行為下樣品均從彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)化為黏性狀態(tài)。MN100最為特殊，在低剪切速率下，其tanδ值很小，甚至小于MN對(duì)照組，但是隨著剪切速率增加，tanδ值又迅速增大并且是所有樣品中最大的tanδ值，這與MN100假塑性最強(qiáng)的分析結(jié)果一致。低剪切速率下，低tanδ可能是因?yàn)槭嵝畏肿樱ň哂卸讨ф湥┰龆?，?dāng)兩種分子的分子質(zhì)量接近時(shí)，短分支的分子在剪切作用下更易形成凝膠[42]；另一種可能是MN中同時(shí)含有較多的短直鏈與長(zhǎng)鏈（圖3），這一特殊現(xiàn)象有利于凝膠的形成，但是隨著剪切速率的增加，分子結(jié)構(gòu)受到的破壞大于相互作用，因此最終呈黏性狀態(tài)。此外，同樣鏈長(zhǎng)變短的LN卻沒有出現(xiàn)與MN100相似的現(xiàn)象，這是因?yàn)閮烧呓Y(jié)構(gòu)上存在差異；而從圖2D2中能夠看到LN100更接近一種聚集體而非長(zhǎng)鏈，這種聚集體不利于分子之間的相互作用，因此其始終呈黏性狀態(tài)。

3 結(jié) 論

通過系統(tǒng)研究熱處理對(duì)來自蘆林湖藕和沔城藕的NSF一級(jí)結(jié)構(gòu)、納米微觀結(jié)構(gòu)和流變學(xué)特性的影響，深入探討了不同溫度對(duì)LN和MN的結(jié)構(gòu)影響以及兩者之間的熱降解差異。結(jié)果表明，LN中果膠的RG-I區(qū)相對(duì)含量比MN高，從原子力顯微鏡圖像中也能看到LN具有較多的長(zhǎng)支鏈，而MN多為短直鏈，這一結(jié)構(gòu)差異可能是導(dǎo)致加熱后LN中果膠絕對(duì)含量增加而MN減小的重要原因；相同點(diǎn)是兩者的支鏈水解程度大于直鏈。LN和MN經(jīng)熱處理后均出現(xiàn)了鏈長(zhǎng)變短、鏈高降低、分支度減小的現(xiàn)象。結(jié)合流變學(xué)分析得到，鏈長(zhǎng)、鏈高、分支度與黏稠度密切相關(guān)。MN假塑性增強(qiáng)而LN減小，這可能與鏈長(zhǎng)分布和HG有關(guān)，鏈長(zhǎng)分布范圍越寬，假塑性越強(qiáng)，支鏈水解程度大于直鏈而導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)從星型狀轉(zhuǎn)化為梳狀也可能是重要原因。本研究為果蔬熱加工質(zhì)地差異和NSF結(jié)構(gòu)提供了一定理論依據(jù)。