天然产物中功能因子的流变性质研究进展

云南化工

Yunnan Chemical Technology

Jan.2019Vol.46，No.l

doi：10.3969/j.issn.l004-275X.2019.01.008

天然产物中功能因子的流变性质研究进展

岳贤田$$杨继亮$$任军2$张日武2

(1.巢湖学院，安黴合肥238000+ 2.巢湖今辰药业有限公司，安黴合肥23800)

摘要：流变学是有关物质的形变和流动的科学，研究天然物质的流变特性对于天然产物的性能和

物性研究具有重要的意义。对于物质流变性在天然产物中功能因子的应用作了阐述，特别是在蛋白质、 多糖、果胶、色素、黄酮类等大分子化合物中的应用作了概括性说明，以便于广大科研工作者在研究物

质功能特性时提供参考。

关键词：天然产物；功能因子；流变学；进展中图分类号：TS201.7

文献标识码：

A 文章编号：1004-275X (2019) 01-024-04

Research Progress on the Rheological Properties of Functional Factors in Natural products

Yue Xian—tian1, Yang Ji—liang1, Ren Jun2+ Zhang Ri—wu2

(1.Chaohu University Hefei 23800; 2.Chaohu C-dragon Pharmaceutical CO.LTD Hefei 238000)

Abstract: Rheology is the science of the deformation and flow of matter,the research on the rheologi­cal properties of natural materials have great significance on the study of the properties and properties of natural products.This article describes the application of functional factors in the natural products for the material rheology,in particular,the application of macromolecular compounds such as proteins, polysaccha­rides, pectins, pigments and flavonoids is summarized,in order to provide a reference for the majority of research workers in the study of material properties.

Key words: Natural products; Functional factors;Rheology;Application

1

物质流变学研究简介

生

学方，可以物质在加工过程中

参考[4^。

流变特性变化的分提供 2

流变学是有关物质的形变和流动的科学，是

关于物质流动和变形发生、发展规律的科学。 1928 化学 提了流变学的概。近，流变学的研究 要重胶 、高分子的黏弹性、异常黏弹性和塑性流变等方 。流变学可以将物 工中的 的变化 的常 以 & 变化是

者 的化学变化研究的[1-3]。

于物质 的 性、特性，究物特性 方 研究 括了 有 流变特性的物质，以 合物质的特性对流变特性以研究， 合物质流变特性分、研究的 和方。 的研究 ，多研究者要 和 对物质的流变特性进进 研究， 在

的

， 对物质的流变特性

的研究 要

研究其流变特性，从实

物质 的

天然产物中物质与流变学之间协同研究的

分析

天然产物中物质流变学 的关

因天然产物中 高分子物质在工 生的。 天然产物高分子化合物是 重

要是

中衍

的性 的高分子化合物。目研究 多的天然高分子化合物要是蛋白、 多糖类化合物。于 中 的动 对于

天然高分子物质在工

发生变形，而物质在

关的

和

天然高分子物质 说，

验研究表明，天然高分子物质的剪切黏度受如下

因素的 ： 条件和生产工艺的 ，如温 度、压、剪切应 +物 及分的 +天然大分子 参的 ，如平均分子、分子分布、 支化度等[7-8]。 内在形

，有研究表明：当天然高分子物质在工过 中分子 剪切应的作用，分子段 扩 展开。时段发生取向作用，混合溶液 向异性，当 动突然变化时，天然大分子物质自化，形高弹压缩态，能够瞬时得以 回。分子能够恢到大 序态， 距离增大，以至流流动态发生膨胀，导致流变

类物质的流变特性； 对物质

的果和 本图形。

， 分 究

多 的分

的特性

物质分的 特性分，在

分的 分

以合。 研合的流变特性，

的 作用 的作用

2019年1月第46卷第1期

云南化工

Jan.2019

Yunnan Chemical Technology

行为的产生。从研究天然高分子化合物的流变意 义来看，对天然高分子物质的结构流变学的研究 能够对天然高分子物质凝聚态物理基础理论提高 一定的参考价值。科学和生产实践过程中，天然 高分子材料成型加工过程，外加推动力的作用能 够决定材料制品的质量，对于天然高分子材料链 的结构的研究，是决定了高分子制品的结构和性 能的一个重要环节[9-10]。3

天然产物中物质流变学研究现状

3.1 蛋白流变学研究及其应用

由于蛋白具有营养价值和显著的功能特性， 在食品行业中具有 的用。凝特性是蛋白 最重要的功能特性，能够 食品的质构性质。

对蛋白的流变特性研究要重在料的 理 下的研究。 理 下蛋白的流变 学研究研究要分为以下两步-首是蛋白的热 降和蛋白分子链 的变，然是蛋白

分子的重 合和 作用。在个过程中的外加 pH 子和 外力能够 物料特性和质构的变，从物料的性质和 。蛋白在外加 力的作用 下能够 物料生生物性质和物理性质的 变，有于加工 的 ， 力的作用能够 凝蛋白的凝特性， 力的作用 有 于 过 理和化学 理过的食品的性质和功能特性的

[11+12]。

在天然物蛋白中， 蛋白具有 的应用。由于 蛋白 的功能特性和成性， 在 和食品加工中有 的 用 。作为研究对，研究了

对蛋白流变特性和 结构的 ， -加一定量的 ， 蛋白 性

性

蛋白网络结构， 的加变

力口 [13]。王研 对定的蛋白质量 蛋白 的蛋白- 合凝的流变特性行了研究， 了在 化下合的 特性的变化，结 ：这

合凝蛋白 的能量和损耗量蛋 白 的力卩 幅加， 间的延长逐渐增 加，通过型分析数据显示 蛋白 的增 加，合 凝的黏性 性 [14]。汤晓智 对乳清蛋白-大米淀粉混合体系的动态 流变学特性进行了研究，研究结 ：i合 在升温过程中的能量和损耗量明显 于乳清蛋白，降温过程中却高于乳清蛋白， 表明蛋白质淀粉分子间的 作用的 对混合凝的特性有一定的协效用特性，化了成 的凝 他们研究 盐例子和蛋白质分子间的 作用阻碍了淀粉蛋白质分子间的

相互作用，化了成的凝胶结构网络[15]。3.2多糖流变学研究及其应用

食品加工和食品质构学的研究的需要，

多糖由于其生物容性、奇特的物理功能特性，

引起了很多研究者的兴趣。近年来，多糖的可溶 性片段的研究特别是基于 的提和加工方法对其流变性质的研究比 。研究 ，多糖的流变性质的研究要由于其分子链中可溶性片 段的存在。另外，由于多糖的其它优良的营养功 能性，从 食品的质构能够生显著的变化，常见的多糖的提加工方法通常有 理、光照、化学性和 理等温和的加工方法[16+17]。多糖具有降血糖、降血脂 免疫力、抗氧化、抗肿瘤以抗凝血多种功效，在食品加 工和医药行业具有 的用。特别是，多糖的 流变学对于食品加工成型技术、产品质量和力学 性质的研究起重要的作用[12]。陈慧 对白背毛木耳多糖溶液的流变学行了研究，重点考察 了 力、温 力卩 间、冻融变化、金属子 对溶液 的 ，结表明：多糖溶液的 成正关， 力成负关，多糖溶液是 流，温的升高 ， 加 间 冻融变化和金属 子对多糖溶液的 有 的 [19]。

人对

乳中的外多糖的流变学行

了研究，结表明：外多糖的溶液表为非

塑流特性，流动行为受外多糖的质

量 温 子和的 [23]。3.3果胶流变学研究及其应用

们生活水平的提高，对食品的需求量

的加和食品质量要求的提高。脂食品逐渐成 为一趋势。食品加工业多的关注低脂 糖 盐和 加产品的生产。脂 产品 料 和乳化产品 加

们的 。 作为一 食品 加能够降食品的脂、具有降血糖等功效，作

能够 食品的 和质构[21]。

是一多化 多糖，具有 的多

分子结构 。 关研究 ， 构成 的结构 要是 性多糖 链。 多糖 链的 物能 够 化， 以 据 化 的高 分为 和高 。 化 能够

的功能特性。 高 能够在高糖 环中 性 下 成 ， 的 特性是能够在多糖链之间成 。近年来的研究表

明， 研究者多数重 关注

的 成成 在

的结构理，以及外在的 的 对 功能

特性的 ，从为食品加工提理论参考和依 据^^。 通过 提 法提品，研究溶液的浓度和热处理温度对

品

-

25

-

2019年1月第46卷第1期

云南化工

Jan.2019

Yunnan Chemical Technology

的流变学性质的影响，并对其分子量、半乳糖醛 酸、单糖组成及酯化度等进行了分析，结果表 明：果胶是典型的剪切稀化型非牛顿流体！23]。李 洁等人采用传统酸法、纤维素酶法、超声辅助 法、微波辅助法提取苹果肉渣果胶并对其流变特 性进行了研究，考察了剪切速率、浓度、温度和 放置实践对果胶流变特性的影响，同时测定了分 子量来验证其流变学特点。结果 ：果胶浓度，稀化 明，典型的 流体行，温度果胶 表 度 ，放置时越久，果胶 表 度越小[24]。韩万友等人采用 柠酸-磷酸 同pH的酯苹果果胶胶， 了胶度及 度的数学模型，并 流变学测量了 量及量， 了同pH 的胶机理[25]。3.4色素流变学研究及其应用

素

分子化 ，其流变学

研究 分子化 的流变学研究。

素

分子体 ，

分子聚的流变学研究， 素的 胶特性 定的 变。 学的 度来

， 变分子

的结和性的 ，

分子 的 化学性 定的。

是 素

体 定

量后，

其度 [2^。

研究 的是 特 是

素 的 来 用。等人 对 素 化

用来

置 流变学和 进行了研究，结果表明： 置 引起流变学变， 处 状态， 素化 可以维持 流变学稳定，[28]。

3.5黄酮流变学研究及其应用有研究 ， 产 酮类化 具

有抗心律失常、

脂、增心肌 和抗衰老

等用[2/]，其流变学研究 集 流变学

研究。王秉文等人用沙棘总酮对鼠进行灌 胃研究，结果表明：连续灌胃161， 鼠切变 率全 度，对细胞电泳时、细胞 积、还原度及沉均 著性影响，结果提示

全 度可是其抗心绞痛 之一 [3°$。俞浩等人用滁菊总酮对糖尿病鼠 流变学进 行了研究，结果 ：滁菊总酮著延 长糖尿病鼠 时，结论是滁菊总酮 改善糖尿病大鼠血液流变学异常[31]。4

结语

随着 产的断深研究，信有更

多的

分子质在流变学领域有广泛的应用

—26

—

和研究。

食

工领域，可以针对某

食品

质进行流变特性的测量和分析成系统的 论，特要结 感官特性之的系以研究。对非均质和定形食的流变学可以结构 论采用计算 拟技 以研究。对

流变学仪器的研要结 产实际和成本加以 研发，开适实践的新型仪器和新方法。

总之，未来 产 流变学研究要不断拓展化 的 ，化有的论 型，对测结果要进行深 分析，ii 特性、 等特 ， 分类对应的食组分 用的型 其， 乳体系是杂的项组分的杂体系，其内部 结及流变特性对着同的特长度和时尺 度，所以有必要对乳的 性，如稳定 性、质特性要 研究，对乳液体系的研究 和用有要的 ，对 新技术的用，如超声波、 乳体系、微波等体系 乳的稳定性和质特性的研究也将是流变学 研究的热点。参考文献

[1] Liu H,Xu M, Guo SD. Comparison of full —fat and low —fat cheese analogues with or without pectin gel through microstruc— ture, texture, rheology, thermal and sensory analysis [J].Interna— tional Journal of Food science and Technology,2°°8,43:1581 — 1592.

[2] Wu BC, McClements DJ. Design of reduced-fat food emulsions: Manipulating microstructure and rheology through controlled aggregation of colloidal particles and biopolymers [J].Food Re— search International,2°15,76:777—786.

[3] Wagner CE，Barbati AC，Engmann J，et al.Quantifying the consis­tency and rheology of liquid foods using fractional calculus [J]. Food Hydrocolloids,2°17,69:242—254.[4] 杨晓清，王春光.果品静载流变特性的研究进展[J].农业工程学

报，2°°5,21 (9) :178-182.[5]刘 志东， .食品流变学的研究进展[J].食品研究与开发，

2°°6,27 (11) :211-215.

[6] Alberton C,Colman TAD,Souza JAD,et al.Thermal analysis,rhe— ology,X —ray diffrac to me try and atomic force microscopy in the evaluation of binary mixtures of starch—hydrocolloids [J].Journal of Microbiology Biotechnology and Food Sciences,2°17,4 (3): 305-309.[7] J贾红娇，李芳芳，谬玉莲，等.流变学在化妆品领域的应用与研

究进展[J].日用化学工业,2014,44 (8) _467-471.

[8] Nguyen BT,Chassenieux C,Nicolai T,et al.Effect of the Ph and NaCl on the microstructure and rheology of mixtures of whey protein isolate and casein micelles upon heating [J].Food Hy — drocolloids,2017,70:114—122.

[9] Fraeye I, Duvetter T, Moldenaers P. Influence of intrinsic and

2019年1月第46卷第1期

云南化工

Yunnan Chemical Technology

Jan.2019Vol.46，No.l

extrinsic factors on rheology of pectin-calcium gels[J].Food Hy—

drocolloids,2009,23：2069-2077.

[10] Torres MD. Rheology and modelling of aqueous gum solutions

commonly used in the food industry[J].International Journal of Food science and Technology,2015,50:2436-2442.

[11] Gao XQ, Zhang WG, Zhou GH .Emulsion stability thermo —

rheology and quality characteristics of ground pork patties prepared with soy protein isolate and carrageenan [J].Society of Chemical Industry,2014,95:2832—2837.

[12] Badii F，Atri H$ Dunstan DE.. The effect of sheer on the rheol­

ogy and structure of heat-induced whey protein gels [J].Inter— national Journal of Food and Technology.2016,51:1570—1577.[13] 李冰，范鹏辉，赵雷，等.黄原胶对面筋蛋白流变特性的影响

[J].现代食品科技，2016,32 (2) :33-39.[14] 王妍，杜先锋.大豆蛋白- [J].安

黴农业大学学报，2016,43 (1) :11-16.[15] 汤晓智，尹方平，扈战强，等. -大米淀粉混合体系动

态流变学特性研究[J].中国粮油学报，2016,31 (2) :28-31.[16] Goh KKT，Merino LM，Chiang JH，et al.The physico-chemical

properties of chia seed polysaccharide and its microgel disper— sion rheology [J].Carbohydrate Polymers，2016，149:297-307.[17] Niang PM，Huang ZW，Dulong V，et al.Thermo-controlled rhe—

ology of electro-assembled polyanionic polysaccharide (algi— nate) and polycationic thermo-sensitive polymers[J].Carbohy— drate Polymers，2016，139:67-74.

[18] Li J，Li B，Geng P，et al.Ultrasonic degradation kinetics and rhe­

ological profiles of a food polysaccharide (konjac glucoman—

2017，70:14-19.nan) in water [J].Food Hydrocollides，

[19] ，陈义勇. 糖的流变特性研究[J].食品工业，

2016,37 (2) :43-47.[20] 陈志娜，杨希娟，师俊玲.灵菇发酵乳胞外多糖的流变学

特性[J].食品科学，2016,37 (5) :1-5.[20] Fraeye I， Doungla E， Duvetter T，et al.Influence of intrinsic and

extrinsic factors on rheology of pectin -calcium gels [J].Food Hydrocolloids，2009,23:2069-2077.[21] 韩万友，董桂茹，屈玉玲，等.不同pH下低甲酯苹果果胶凝胶

模型建立及基于流变学的凝胶机理分析[J].中国农业科学，

2016.49 (13) :2603-2611.

[22] Huang T，Tu ZC，Wang H，et al.Pectin and enzyme complex

modified fish scales gelatin:Rheological behavior，gel properties

2017，156:294- and nanostructure [J].Carbohydrate Polymers，

302.

[23] 支梓銮，邹明明，李珊，等.柑橘果肉果胶的流变和结构特性[J].

高等学校化学学报，2016,37 (6) :1175-1181.[24] 李洁，郭玉蓉，窦姣，等.四种方法提取苹果肉渣果胶的流变学

特性研究[J].食品工业科技，2015,36 (12) :109-112.[25] 韩万友，桂茹，屈玉玲，等.不同pH下低甲酯苹果果胶凝胶

模型建立及基于流变学的凝胶机理分析[J].中国农业科学，2016.49 (13) :2603-2611.

[26] Marchante V，Benavente V，Marcilla A，et al. Ethylene Vinyl

Acetate/Nanoclay -Based Pigment Composites:Morphology， Rheology，and Mechanical，Thermal， and Colorimetric Properties [J].Journal of Applied Polymer Science，2013，130:2987-2994.[27] Malm V ， Walkensrom P. Influence of rheology modifiers and

coating parameters on the color -changing effects of textile coating with multi-layered mica pigments [J]. Textile Research Journal，2015，85 (9) :936-948.[28] 王志，杨卫新，张秀花，等.红花黄色素氯化钠注射液对髋关节

置换术患者血液流变学和凝血功能的影响[J].海南医学院学，2016，22 (15) :1684-1687.

[29] Yan X，Li H，Miao M.Effects of total flavonoids of radix llicis

pubescentis on cerebral ischemia reperfusion model [J].Saudi Journal of Biological Sciences，2017，24 (3) :595-596.[30] 王秉文，成华，袁秉祥，等.沙棘总黄酮对正常大鼠血液流变学

的影响[J].沙棘，2004，17 (1) :28-30.[31] 俞浩，周金星，马世堂，等. 总黄酮对糖尿病大鼠血液流变

学 影 [J]. 业 技，2013，34 (15) :351-354.2018-12-26

基金项目：巢湖学院2018年校级科研项目（项目编号：XLZ-201806)〇

作者简介：岳贤田（1980-)，男，安黴芜湖人，南京林业大学

收稿日期,

博士研究生，巢湖学院讲师，研究方向：天然药物化学。

(上接第23页）

[3] 杨峻，顾庆良.中国纺织产业技术和管理范式创新下的精益

化管理[J].纺织学报，2014,35 (06) :135-41.

[4] 陶华.论精益管理在企业创新型人才培养中的应用[J].中国

商贸，2010，（25) : 62-3.

[5] 罗斐，陆新莉.互联网视角下烟草企业精益管理模式对茶企

管理的启示[J].福建茶叶，2018,40 (08) :335.[6] 于中淼，乔刚山，举.煤炭企业实施全面精益管理模式的

探索与思考[J].中国煤炭，2017,43 (10) :137-40.[7] 冯立杰，贾依帛，岳俊举，等.知识图谱视角下精益研究现状

与发展趋势[J].中国科技论坛，2017，（01) :109-15+28.

[8] 余红伟，郑伟华，陈文津，等.质量管理视角下制造企业技术

创新效率及影响因素[J].中国科技论坛，2016,（10) :72-7.[9] 杨智龙，董韬.供电企业四维降本增效管理体系实践[J].企业

管理， 2016， (S2) : 262-3.

收稿日期％ 2018-12-09

作者简介：薛海鸥（1973-)，女，专科，主要研究方向：企业

管理

精益管理

通讯作者：蔡洁云（1984-)，女，硕士，工程师，主要研究方

烟草化学

精益管理