3種改性方法對(duì)瓊膠理化性質(zhì)的影響

王露楠 ，楊少玲，戚 勃，楊賢慶，李春生，馬海霞，胡 曉

（1. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306； 2. 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所/國家水產(chǎn)品加工技術(shù)研發(fā)中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部水產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510300）

瓊膠是一種天然的高分子多糖，存在于石花菜科、江蘺科等海洋藻類的細(xì)胞壁中[1]，其主鏈由1,3-β-D-半乳糖和 1,4-3,6 內(nèi)醚-α-L-半乳糖交替連接而成，同時(shí)含有少量的硫酸基、甲氧基和丙酮基等基團(tuán)[2]。瓊膠因其良好的凝膠性能、凝膠溫度滯后性和生物活性被廣泛應(yīng)用于食品、生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域[3]。然而，天然瓊膠存在分子量大，溶解性能、溶液澄清度和透明度不高等缺陷，應(yīng)用范圍受到很大限制。冷飲食品行業(yè)需要低溫速溶的瓊膠[4]；微生物檢驗(yàn)行業(yè)需要高透明、高澄清性能的瓊膠[5]；攪拌混合型物料加工中需要耐機(jī)械剪切性能的瓊膠[6]，但天然瓊膠并不具備應(yīng)用市場所需求的這些功能特性。因此，對(duì)瓊膠進(jìn)行適當(dāng)?shù)母男匝芯?，賦予其新的理化性能，是解決瓊膠應(yīng)用缺陷的主要方法[7]。

研究表明，通過化學(xué)改性取代瓊膠分子上的活性羥基，瓊膠的理化性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性會(huì)發(fā)生改善，從而具備更好的理化性質(zhì)和功能特性，以滿足不同行業(yè)對(duì)瓊膠的特殊需求[8-9]。近年來，許多學(xué)者對(duì)天然淀粉高分子的物理或化學(xué)改性做了大量研究，開發(fā)出不同理化特性的改性淀粉，并得到了廣泛應(yīng)用[10]。目前，瓊膠改性研究主要集中在對(duì)瓊膠進(jìn)行降解制備瓊膠寡糖方面，但實(shí)際得到有效應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)方面還基本處于空白，其他有關(guān)瓊膠改性的研究也相對(duì)較少[11]。

針對(duì)市場對(duì)瓊膠改性技術(shù)和不同應(yīng)用特性產(chǎn)品的需求，本文借鑒成熟的淀粉改性技術(shù) (羧甲基化、氧化和羥丙基化) 對(duì)天然瓊膠進(jìn)行改性研究，比較分析了3種改性方法對(duì)瓊膠理化性質(zhì)、凝膠特性、結(jié)構(gòu)特征和熱穩(wěn)定性的影響，以期為建立瓊膠改性新技術(shù)提供理論支撐，并為開發(fā)不同應(yīng)用特性的瓊膠新產(chǎn)品提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

瓊膠粉由汕頭市澄海區(qū)瓊膠廠提供；氯乙酸(北京百靈威科技有限公司)；30%過氧化氫、環(huán)氧丙烷、氫氧化鈉、無水乙醇等 (廣州化學(xué)試劑廠)，試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV2550紫外可見光光度計(jì) (日本島津公司)；IRAffinity-1紅外光譜儀 (日本島津公司)；CR-400色差儀 (日本Konica Minolta公司)；HH-4快速恒溫?cái)?shù)顯水浴鍋 (常州澳華儀器有限公司)；CT 3質(zhì)構(gòu)儀 (美國Brookfield公司)；BS224S分析天平(美國Sartorius公司)；DSC100差示掃描量熱儀(南京大展機(jī)電研究所)；其他均為實(shí)驗(yàn)室常用儀器設(shè)備。

1.3 方法

1.3.1 改性瓊膠制備方法 1) 羧甲基瓊膠。參考別蒙等[12]的方法，略作修改。稱取5 g瓊膠粉分散至50 mL、80% (體積分?jǐn)?shù)，下同) 的乙醇溶液中，40 ℃下攪拌溶脹0.5 h，加入0.5 g氫氧化鈉 (NaOH)，繼續(xù)攪拌堿化反應(yīng)2 h后，再向錐形瓶中加入1.16 g氯乙酸 (ClCH2COOH)，同時(shí)補(bǔ)充0.5 g NaOH。最終 n(瓊膠)∶n(ClCH2COOH)∶n(NaOH) 的摩爾比為1∶1.5∶0.75。封口后，在55 ℃下磁力攪拌5 h后結(jié)束反應(yīng)。自然冷卻至常溫，用1 mol·L?1冰醋酸 (CH3COOH) 溶液將體系調(diào)pH 至7.0，再用真空抽濾收集濾餅，濾餅用60%乙醇洗滌、抽濾，反復(fù)操作至濾液中無氯離子 (Cl?) 檢出，所得濾餅在60 ℃烘干，粉碎、過80目篩，得到羧甲基瓊膠(Carboxymethyl agar, CMA)。

2) 氧化瓊膠。參考Xiao等[13]的方法，略作修改。稱取25 g瓊膠粉分散至250 mL 45%乙醇溶液中，用1 mol·L?1NaOH溶液調(diào)pH至9.0，然后緩慢滴加11 mL 30%過氧化氫 (H2O2) 溶液，30 ℃保溫反應(yīng)3 h，然后用1 mol·L?1冰醋酸溶液調(diào)pH至7.0，真空抽濾收集濾餅，濾餅用60%乙醇溶液洗滌、抽濾，反復(fù)操作3次，最后將濾餅在60 ℃烘干，粉碎、過80目篩，得到氧化瓊膠 (Oxidized agar, OA)。

3) 羥丙基瓊膠。參考Zhang等[14]的方法，略作修改。稱取30 g瓊膠粉于錐形瓶中，加入210 mL去離子水和1 g無水硫酸鈉 (Na2SO4)，攪拌使其分散均勻，加入0.3 g NaOH，在恒溫水浴鍋中升溫至45 ℃，逐滴滴加30 mL的環(huán)氧丙烷 (C3H6O)，密封反應(yīng)12 h。反應(yīng)結(jié)束后，用1 mol·L?1的冰醋酸溶液將反應(yīng)液pH調(diào)至7.0，真空抽濾收集濾餅，濾餅再用60%的乙醇溶液洗滌、抽濾，反復(fù)操作3次，最后在60 ℃烘干，粉碎、過80目篩，得到羥丙基瓊膠 (Hydroxypropyl agar, HPA)。

1.3.2 瓊膠物理性質(zhì)測定[15]1) 溶解溫度測定。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的瓊膠溶液混合均勻后，置于50 ℃恒溫水浴鍋中，逐漸升溫，升溫速率為1 ℃·min?1，記錄瓊膠完全溶解時(shí)的溫度，即為瓊膠的溶解溫度。

2) 凝膠溫度測定。將步驟1) 溶解后的瓊膠溶液倒入25 mL試管至2/3，用帶溫度計(jì)的試管塞封住試管口 (溫度計(jì)水銀球浸入液面以下)，將試管放置在試管架自然冷卻凝膠，當(dāng)傾斜試管時(shí)，凝膠剛好不流動(dòng)時(shí)的溫度，即為瓊膠的凝膠溫度。

3) 凝膠再溶溫度測定。將步驟2) 凝膠的試管于4 ℃冰箱靜置4 h，然后在凝膠表面放置1粒直徑為5 mm的玻璃珠，同樣置于水浴鍋內(nèi)以1 ℃·min?1的升溫速率加熱，記錄玻璃珠下降到試管底部時(shí)的溫度，即為瓊膠凝膠的再溶溫度。

4) 瓊膠凝膠強(qiáng)度測定。參照《GB 1975—2010食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑瓊脂 (瓊膠)》附錄A.5中規(guī)定的方法制備瓊膠凝膠，凝膠在20 ℃條件下恒溫24 h，采用質(zhì)構(gòu)儀測定凝膠強(qiáng)度，測定探頭為1 cm2圓柱形探頭，測試速度為1.0 mm·s?1。

1.3.3 瓊膠色澤測定 瓊膠的顏色采用CR-400色彩色差儀在D65光源下測定，結(jié)果用CIE [ 亮度 (L*)，紅綠值 (a*)，黃藍(lán)值 (b*)] 表示，并通過亨特白度指數(shù)(WH)進(jìn)行比較，WH值越大，表示白度越高[16]。

1.3.4 凝膠透明度測定 參考杜建華等[17]的方法，略做修改。配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的瓊膠溶解液，趁熱轉(zhuǎn)移至1 cm具塞比色皿中，室溫放置過夜后，在波長700 nm處測定樣品透過率 (Transmittance, T)。

1.3.5 凝膠質(zhì)構(gòu)特性測定 用CT3質(zhì)構(gòu)儀測定。將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的瓊膠凝膠切割成直徑為1.5 cm、高1.5 cm的圓柱形小塊，置于樣品臺(tái)上，選擇TPA模式，選擇T11圓柱探頭，測試速度1.0 mm·s?1，觸發(fā)點(diǎn)載荷5 g，壓縮比30%，記錄瓊膠凝膠的硬度、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性[18]，測定3次取平均值。

1.3.6 凝膠析水率測定 參考李曉藝等[19]的方法，略作修改。將1.5%瓊膠凝膠切割成規(guī)則的2 cm×2 cm×2 cm立方體，置于帶蓋離心管中，稱質(zhì)量，分別在?18 ℃、?3 ℃、4 ℃和25 ℃下放置 24 h，解凍后以 6 000 r·min?1的轉(zhuǎn)速離心10 min，用濾紙吸去凝膠表面水分，再次稱質(zhì)量。析水率(%)按下式計(jì)算：

式中m1為凝膠初始質(zhì)量 (g)；m2為離心后凝膠質(zhì)量 (g)。

1.3.7 傅里葉紅外光譜 (Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR) 測定 采用FT-IR方法對(duì)瓊膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析。為了避免水分干擾，溴化鉀 (KBr) 在105 ℃干燥10 h，在紅外燈下與瓊膠混合研磨成粉，壓片后在4 000～400 cm?1的波長范圍內(nèi)測量。并用OMNIC 8.2軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.3.8 瓊膠熱穩(wěn)定性測定 參考《GB/T 22232—2008 化學(xué)物質(zhì)的熱穩(wěn)定性測定 差示掃描量熱法》規(guī)定的方法。加熱范圍為25～300 ℃，升溫速率為15 ℃·min?1，氣氛為氮?dú)猓玫綐悠返牟钍緬呙枇繜岱?(DSC) 曲線。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 21.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，每組試驗(yàn)做3次平行，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差 (X ±SD)”表示，用Origin 2018軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同改性方法對(duì)瓊膠物理性質(zhì)的影響

羧甲基化和羥丙基化改性可顯著降低瓊膠的溶解溫度、凝膠溫度、凝膠再溶溫度和瓊膠強(qiáng)度(P＜0.05)，氧化改性法可顯著降低瓊膠的溶解溫度、凝膠再溶溫度 (P＜0.05)，對(duì)瓊膠的凝膠溫度無顯著影響 (P＞0.05)，對(duì)瓊膠強(qiáng)度有顯著增強(qiáng)作用(P＜0.05)。其中羧甲基化對(duì)4項(xiàng)指標(biāo)降低最為明顯，羥丙基化次之，氧化法最弱 (表1)。改性瓊膠物理指標(biāo)下降的原因是由于NaOH或氧化劑的存在使瓊膠發(fā)生不同程度的降解、分子量降低；另外改性后的瓊膠分子上引入羧甲基或羥丙基基團(tuán)，這些基團(tuán)的親水性使得瓊膠更易溶脹，尤其是受熱時(shí)瓊膠分子鏈得到不同程度的伸展，而基團(tuán)間的相互排斥作用阻礙了瓊膠雙螺旋體聚集、抑制了凝膠形成，使得瓊膠的凝膠溫度和凝膠強(qiáng)度降低。此外，瓊膠分子結(jié)構(gòu)的改變也抑制了瓊膠分子三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成或使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更為疏散，水分子更容易進(jìn)入網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，凝膠在形態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)需要的能量也更低，因此瓊膠的溶解溫度和凝膠再溶溫度降低[20]。氧化瓊膠凝膠強(qiáng)度高達(dá)1 463 g·cm?2，較原瓊膠提高了48.7%。氧化瓊膠凝膠強(qiáng)度提高的主要原因是H2O2處理后硫酸鹽含量的減少和乙醇洗滌過程中去除了部分雜質(zhì)[21]。

表1 改性對(duì)瓊膠物理性質(zhì)的影響Table 1 Effects of modifications on physical properties of agar

2.2 不同改性方法對(duì)瓊膠色澤和凝膠透明度的影響

瓊膠作為常用的食品添加劑，在其發(fā)揮作用的同時(shí)應(yīng)盡量不改變食品原有的色澤[22]，因此瓊膠的色澤和凝膠透明度是瓊膠品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表2可知，經(jīng)過改性處理，羧甲基瓊膠的L*顯著降低(P＜0.05)，氧化瓊膠和羥丙基瓊膠L*顯著提高(P＜0.05)；羧甲基瓊膠的a*和b*顯著升高 (P＜0.05)，說明其顏色呈現(xiàn)偏黃的趨勢，而氧化瓊膠和羥丙基瓊膠的a*和b*顯著降低 (P＜0.05)，表明其顏色偏綠；氧化瓊膠和羥丙基化瓊膠的WH顯著增大(P＜0.05)，羧甲基化瓊膠白度WH顯著減小 (P＜0.05)。瓊膠白度提高可能是因?yàn)楦男赃^程中乙醇洗滌在去除試劑殘留的同時(shí)，也使葉綠素、類胡蘿卜素和藻膽素等有色物質(zhì)溶出[23]，羧甲基瓊膠白度降低 (感官顏色偏黃) 可能由反應(yīng)體系強(qiáng)堿環(huán)境所致[24]；透過率 (T) 的大小反映凝膠是否透明，T越大，凝膠越透明。羧甲基化、氧化和羥丙基化瓊膠的T較原瓊膠顯著提高 (P＜0.05)，分別為82.21%、55.70%和68.60%，是原瓊膠 (23.93%) 的3.4、2.3和2.9倍。瓊膠凝膠透明度直接反映瓊膠分子與水分子的親和力，瓊膠改性引入的負(fù)電荷基團(tuán)相互排斥，使得分子鏈間距增大，分子易舒展，水分子快速填充，光線發(fā)生透射程度高，反射程度低，因此改性瓊膠表現(xiàn)出良好的透明度[25]。

表2 改性對(duì)瓊膠色澤和凝膠透明度的影響Table 2 Effects of modifications on color and gel transparency of agar

2.3 不同改性方法對(duì)瓊膠凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

采用質(zhì)地多面剖析法 (Textural profile analysis,TPA) 對(duì)瓊膠進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，測定瓊膠凝膠硬度、內(nèi)聚性、彈性及咀嚼性表征其質(zhì)構(gòu)性能。由表3可見，與原瓊膠相比，羧甲基和羥丙基化瓊膠凝膠彈性和內(nèi)聚性顯著提高 (P＜0.05)，尤其是羧甲基化瓊膠最明顯，但凝膠的硬度和咀嚼性均顯著降低(P＜0.05)，表明羧甲基和羥丙基化后，瓊膠變得軟彈，抵抗外力作用的能力減弱，恢復(fù)原有形狀的能力增強(qiáng)，凝膠柔韌性增強(qiáng)。這可能是由于帶電基團(tuán)的相互斥力導(dǎo)致形成的凝膠結(jié)構(gòu)較松散[26]。氧化瓊膠的質(zhì)構(gòu)特性與原瓊膠相比無顯著變化 (P＞0.05)。通過改性可以得到不同質(zhì)構(gòu)特性的瓊膠，可為食品行業(yè)提供更多的選擇。

表3 改性對(duì)瓊膠凝膠質(zhì)構(gòu)的影響Table 3 Effects of modifications on gel texture properties of agar

2.4 不同改性方法對(duì)瓊膠凝膠析水率的影響

瓊膠持水能力的高低取決于其凝膠的析水率，析水率越低，瓊膠的持水能力越強(qiáng)。凝膠在不同溫度下的持水性反映了瓊膠凝膠對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性。4種瓊膠在?18 ℃析水率最高，?3 ℃析水率最低 (圖1)，說明適當(dāng)?shù)蜏赜欣诃偰z凝膠保持較好的持水能力。在?18 ℃冷凍環(huán)境下，氧化瓊膠的析水率高于原瓊膠，而羧甲基化和羥丙基化后瓊膠的析水率大幅降低，說明羧甲基瓊膠和羥丙基瓊膠具有較好的凍融穩(wěn)定性。這種現(xiàn)象可能是由于氧化瓊膠中硫酸基含量相對(duì)較低，在凝膠形成過程中，形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)也較長，表現(xiàn)為凝膠強(qiáng)度提高，但這種結(jié)構(gòu)在低溫下也容易被破壞，使結(jié)合的水分子析出[27]，因此析水率提高。相反，對(duì)于羧甲基化和羥丙基化瓊膠，因適量降解和帶電基團(tuán)的引入，形成的凝膠呈較短的雙螺旋結(jié)構(gòu)，移動(dòng)性好，結(jié)合水分子的能力增強(qiáng)，導(dǎo)致析水率減弱；另外經(jīng)羧甲基化和羥丙基化后，瓊膠分子上的羥基被取代而減少，導(dǎo)致瓊膠分子間氫鍵的形成變得困難，并且引入基團(tuán)間的排斥作用使瓊膠分子的空間位阻變大，使瓊膠能夠保持較好的持水能力[28]，導(dǎo)致析水率降低，表現(xiàn)出較好的凍融穩(wěn)定性。原瓊膠的析水率較高，可能由于其分子上的羥基在凝膠狀態(tài)下易形成氫鍵，這種氫鍵對(duì)瓊膠凝膠結(jié)合的水分子具有排擠作用。4種瓊膠中羧甲基化瓊膠在不同溫度下均表現(xiàn)出最低的析水率，表明羧甲基化能夠更有效地提高瓊膠凝膠的持水能力，這可能與羧甲基的親水性有關(guān)。

圖1 不同溫度下的析水率差異Figure 1 Difference of syneresis rate at different temperatures

2.5 傅里葉變換紅外光譜

原瓊膠的紅外光譜顯示在3 700～3 000 cm?1處出現(xiàn)較寬的伸縮振動(dòng)峰，是瓊膠上?OH分子內(nèi)和分子間氫鍵拉伸的結(jié)果（圖2）；在約2 900 cm?1出現(xiàn)吸收峰屬于C?H的對(duì)稱伸縮振動(dòng)特征峰，是典型的多糖特征吸收峰[29]；1 640 cm?1處出現(xiàn)C＝O鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰；1 250 cm?1處存在一較弱峰，由O＝S＝O不對(duì)稱伸縮振動(dòng)引起，表明瓊膠中存在著少量的硫酸基；1 070 cm?1處為內(nèi)醚環(huán)上C?O?C醚鍵的伸縮振動(dòng)；在921 cm?1和865 cm?1處的吸收峰是由于吡喃環(huán)上的?CH2伸縮振動(dòng)引起的[30]。瓊膠經(jīng)過改性后在3 700～3 000 cm?1處的吸收峰變?nèi)?，說明瓊膠分子上的羥基含量減少，這是?OH被取代的結(jié)果。改性后的瓊膠在1 150 cm?1和1 070 cm?1與原瓊膠有不同的吸收峰，這些峰和瓊膠骨架有關(guān)，表明改性處理的瓊膠空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。在羧甲基瓊膠的FT-IR圖譜中，1 600 cm?1出現(xiàn)羧酸鹽?COO?的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，1 420 cm?1附近出現(xiàn)次甲基?CH伸縮振動(dòng)弱吸收峰，表明羧甲基被成功地引入瓊膠分子中[31]。氧化瓊膠與原瓊膠的紅外光譜沒有明顯變化，氧化瓊膠在1 439 cm?1處的吸收峰略強(qiáng)于原瓊膠，說明瓊膠經(jīng)H2O2處理后，發(fā)生氧化的程度較低。瓊膠經(jīng)羥丙基化后在1 439 cm?1出現(xiàn)C?O單鍵的伸縮振動(dòng)吸收峰，可能由羥丙基與瓊膠上的活性羥基締合引起的，證明羥丙基被一定程度地加到了瓊膠分子骨架上。

圖2 瓊膠改性前后的FT-IR光譜對(duì)比Figure 2 Comparison of FT-IR spectra before and after modification of agar

2.6 不同改性方法對(duì)瓊膠熱穩(wěn)定性的影響

改性處理不同程度地影響著瓊膠的熱穩(wěn)定性，原瓊膠在約265 ℃出現(xiàn)瓊膠晶區(qū)熔融吸熱峰，起始溫度245 ℃，結(jié)束溫度290 ℃。羧甲基改性后，該吸熱峰出現(xiàn)在258 ℃處，熔融起始溫度230 ℃，結(jié)束溫度270 ℃，整體向左偏移 (圖3)，說明羧甲基化降低了瓊膠的熱穩(wěn)定性。這可能是由于羧甲基的引入，致使瓊膠分子間和分子內(nèi)氫鍵被破壞，作用力減弱，破壞了其原有的致密結(jié)構(gòu)。此外，羧甲基化過程中的強(qiáng)堿環(huán)境使得瓊膠分子鏈長度變短，熱穩(wěn)定性降低[32]。相反，經(jīng)過氧化和羥丙基化改性后，在約280 ℃出現(xiàn)瓊膠的熔融吸熱峰，在260 ℃開始熔融，結(jié)束溫度290 ℃，氧化和羥丙基化處理提高了瓊膠熱穩(wěn)定性。原因可能是氧化過程中H2O2的脫硫酸鹽作用和羥丙基化過程引入的羥丙基團(tuán)產(chǎn)生的空間位阻作用保護(hù)了苷鍵在高溫下斷裂。決定瓊膠熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱的本質(zhì)因素是瓊膠本身的結(jié)構(gòu)[33-34]。當(dāng)引入不同的基團(tuán)，瓊膠的熱穩(wěn)定性也隨之改變。

圖3 瓊膠改性前后的差示掃描量熱法對(duì)比Figure 3 Comparison of DSC before and after modification of agar

3 結(jié)論

本文比較了3種化學(xué)改性方法對(duì)天然瓊膠性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，3種改性方法對(duì)瓊膠的理化性質(zhì)、色澤、凝膠透明度、凝膠質(zhì)構(gòu)特性和熱穩(wěn)定性均有不同程度的改變。通過比較可以得出，羧甲基化后，瓊膠白度和熱穩(wěn)定性降低，可溶于約65 ℃的熱水，冷卻形成的凝膠質(zhì)地較為軟彈，透明度大幅提高，同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)秀的持水能力。羧甲基改性對(duì)瓊膠的理化性質(zhì)影響最大，宜作為制備低溶點(diǎn)速溶軟凝膠的方法。和天然瓊膠相比，氧化瓊膠在?18 ℃時(shí)的凍融穩(wěn)定性稍差，但其他理化性質(zhì)均優(yōu)于天然瓊膠，尤其是凝膠強(qiáng)度增加了48.7%。因此在適當(dāng)?shù)臏囟群蚿H下，過氧化氫處理是一種改良瓊膠整體品質(zhì)的有效手段。羥丙基化后，瓊膠的白度、熱穩(wěn)定性和溶解性能得到改善，制得的凝膠更透明，持水能力更強(qiáng)，但凝膠強(qiáng)度會(huì)隨著改性的程度增大而降低。瓊膠IR分析顯示，改性瓊膠均保持瓊膠的基本結(jié)構(gòu)，氧化瓊膠只發(fā)生輕微氧化作用，羧甲基化和羥丙基化瓊膠發(fā)生了羥基取代反應(yīng)。總體而言，本文的3種改性方法可制備出不同應(yīng)用特性的瓊膠，有望在食品、生物和醫(yī)藥等領(lǐng)域發(fā)揮特定的作用，也為進(jìn)一步深入研究瓊膠的改性機(jī)制及應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。