葡萄糖漿在不同影響因素下的粘度特性研究*

李碧珠　徐正康　葉曉蕾　羅建勇

（廣州雙橋股份有限公司，廣東廣州510280）

葡萄糖漿是一種以淀粉為原料在酶或酸的作用下產生的一種淀粉糖漿，主要成分有葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、麥芽四糖及以上等。葡萄糖漿具有溫和適中的甜度，良好的抗結晶性，抗氧化性，適中的粘度，良好的化學穩定性，被廣泛應用于糖果、飲料、水果罐頭、面包糕點、餡料、果脯等產品的生產中。

粘度決定著流體的力學特征，是流體的重要物性參數之一，影響著流體的傳熱和傳質特性，反映著流體在流動過程中的內部阻力。常用的粘度指標包括動力粘度和運動粘度，本研究所指的粘度是動力粘度。

葡萄糖漿作為一種粘稠性液體，其粘度不僅影響生產、運輸時的泵送摩擦力，還與被加工產品的口感、粘度、成型均息息相關。目前關于葡萄糖漿粘度的研究報道很少，本文通過研究干物質含量、溫度、pH、糖種類等對葡萄糖漿粘度的影響，以期為葡萄糖漿的運輸、泵送、應用等方面提供理論數據。

1　材料與方法

1.1　材料與試劑

葡萄糖漿，廣州雙橋股份有限公司。

葡萄糖、蔗糖、HCl、NaOH，均為分析純，廣州化學試劑廠；D-果糖（≥99.0%）、麥芽糖（≥98.0%，HPLC），上海麥克林生化科技有限公司。

1.2　主要儀器設備

DV2T-RV型旋轉粘度計，美國博勒飛公司；Seven Compact型pH計；ML204型電子分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；高效液相色譜儀，美國Waters公司；DK-S28型數顯恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司；DR-A1型折光儀，愛拓中國分公司；C-MAG HP4型加熱板，德國艾卡公司。

1.3　試驗方法

1.3.1　干物質含量對葡萄糖漿粘度的影響

稱取一定量的葡萄糖漿，將其分別配制成干物質含量為60%～80%（梯度為1%） 的21組溶液，測定各溶液在35℃下的粘度。

1.3.2　溫度對葡萄糖漿粘度的影響

稱取一定量的葡萄糖漿，將其配制成干物質含量為75%的溶液，通過恒溫水浴系統，分別控制其溫度為15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，測定溶液在不同溫度下的粘度。

1.3.3　pH對葡萄糖粘度的影響

稱取一定量的糖漿，分別調節pH至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，調整各溶液的干物質為75%，并在35℃下測定其粘度。

1.3.4　添加糖種類對糖漿粘度的影響

稱取一定量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖，分別配制成干物質含量為30%的溶液，以葡萄糖漿質量為基準，按照0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的比例向葡萄糖漿中添加以上糖溶液，混合均勻后調整干物質含量為75%，測定各溶液在35℃下的粘度。

2　結果與討論

2.1　干物質含量對葡萄糖漿粘度的影響

在溫度為35℃時，不同干物質含量葡萄糖漿的粘度曲線如圖1所示。由圖1可知，隨著干物質含量的增大，葡萄糖漿粘度也在增大。粘度在干物質含量60%～65%范圍內的變化較小，在干物質含量65%～75%范圍內逐步增加，在干物質含量75%～80%范圍內由 1 228 mPa·s增大至 10 900 mPa·s，變化顯著。這是由于糖漿中干物質含量增加，分子間距離縮短，糖漿內部具有更強的分子內聚力，致使糖漿粘度發生了改變；當干物質含量達到75%后，粘度隨干物質含量的增加而顯著增加，表明當分子間距離縮短到一定程度后，分子間的內聚力會急劇大幅度增加。

2.2　溫度對葡萄糖漿粘度的影響

圖1　干物質含量對葡萄糖漿粘度的影響

在干物質含量為75%時，溫度與葡萄糖漿粘度的關系如圖2所示。由圖2可知，隨著溫度的增加，糖漿的粘度呈下降趨勢，15℃時糖漿粘度為9 220 mPa·s，60 ℃時糖漿粘度下降至 237.5 mPa·s。這是因為液體分子的粘度主要來源于分子間內聚力，當溫度升高時，體積膨脹，分子間距離增大，分子間的摩擦力減小，糖漿的流動性增大，表現為隨著溫度的升高，糖漿粘度下降。

圖2　溫度對葡萄糖漿粘度的影響

2.3　pH對葡萄糖漿粘度的影響

在干物質含量為75%，溫度為35℃時，pH與葡萄糖漿粘度的關系如圖3所示。由圖3可知，在不同pH下，葡萄糖漿的粘度相差不大，說明糖漿的pH對其粘度無顯著影響。pH變化會破壞溶液中的氫鍵，但氫鍵的作用力遠小于分子間的內聚力，而糖漿的粘度主要來源于分子間的內聚力，因此pH對糖漿的粘度幾乎無影響。

圖3　pH對葡萄糖漿粘度的影響

2.4　添加不同糖類對糖漿粘度的影響

在干物質含量為75%且溫度為35℃時，添加不同糖類對糖漿粘度的影響如圖4所示。由圖4可知，當添加的糖類為單糖（葡萄糖、果糖）時，糖漿粘度變化顯著，隨著添加比例的增加，糖漿粘度在不斷地減小；當添加的糖類為二糖（蔗糖、麥芽糖）時，糖漿粘度變化較小。由此可知，單糖對糖漿粘度的影響較二糖明顯，這是由于粘度本質是分子間的作用力，分子量越大，其粘度則越大。果糖的加入比葡萄糖更大程度地降低糖漿的粘度，這是由于果糖含有酮基，葡萄糖含有醛基，添加葡萄糖的糖漿溶液中含有更多的碳氫鍵，當溶液中碳氫鍵越多，其內部摩擦力也越大，則溶液的粘度也越大。因此同等條件下添加果糖的糖漿粘度比添加葡萄糖的更小。同理，添加麥芽糖的糖漿中含有更多的碳氫鍵，所以添加麥芽糖的糖漿溶液的粘度高于添加蔗糖的糖漿。綜合得出，添加不同糖類的糖漿粘度大小排序為：添加麥芽糖＞添加蔗糖＞添加葡萄糖＞添加果糖。

圖4　不同糖類對糖漿粘度的影響

3　結論

研究發現，葡萄糖漿粘度與干物質含量密切相關，干物質含量越高，糖漿粘度越大。提高溫度會增大分子間的距離，因此溫度的升高會導致葡萄糖漿粘度下降。pH變化會破壞糖漿中的氫鍵，但氫鍵的作用力遠小于分子間內聚力，因此pH對糖漿粘度幾乎無影響。不同糖類的添加，改變了糖漿組分構成，從而影響糖漿的粘度；添加麥芽糖會緩慢增加糖漿的粘度，加入蔗糖、果糖、葡萄糖均導致糖漿粘度下降，其中蔗糖導致糖漿粘度下降的幅度最小，果糖的幅度最大。以上研究結果可為葡萄糖漿的生產運輸和應用提供理論參考。

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