葡萄糖浆在不同影响因素下的粘度特性研究*

李碧珠　徐正康　叶晓蕾　罗建勇

（广州双桥股份有限公司，广东广州510280）

葡萄糖浆是一种以淀粉为原料在酶或酸的作用下产生的一种淀粉糖浆，主要成分有葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽四糖及以上等。葡萄糖浆具有温和适中的甜度，良好的抗结晶性，抗氧化性，适中的粘度，良好的化学稳定性，被广泛应用于糖果、饮料、水果罐头、面包糕点、馅料、果脯等产品的生产中。

粘度决定着流体的力学特征，是流体的重要物性参数之一，影响着流体的传热和传质特性，反映着流体在流动过程中的内部阻力。常用的粘度指标包括动力粘度和运动粘度，本研究所指的粘度是动力粘度。

葡萄糖浆作为一种粘稠性液体，其粘度不仅影响生产、运输时的泵送摩擦力，还与被加工产品的口感、粘度、成型均息息相关。目前关于葡萄糖浆粘度的研究报道很少，本文通过研究干物质含量、温度、pH、糖种类等对葡萄糖浆粘度的影响，以期为葡萄糖浆的运输、泵送、应用等方面提供理论数据。

1　材料与方法

1.1　材料与试剂

葡萄糖浆，广州双桥股份有限公司。

葡萄糖、蔗糖、HCl、NaOH，均为分析纯，广州化学试剂厂；D-果糖（≥99.0%）、麦芽糖（≥98.0%，HPLC），上海麦克林生化科技有限公司。

1.2　主要仪器设备

DV2T-RV型旋转粘度计，美国博勒飞公司；Seven Compact型pH计；ML204型电子分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；高效液相色谱仪，美国Waters公司；DK-S28型数显恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司；DR-A1型折光仪，爱拓中国分公司；C-MAG HP4型加热板，德国艾卡公司。

1.3　试验方法

1.3.1　干物质含量对葡萄糖浆粘度的影响

称取一定量的葡萄糖浆，将其分别配制成干物质含量为60%～80%（梯度为1%） 的21组溶液，测定各溶液在35℃下的粘度。

1.3.2　温度对葡萄糖浆粘度的影响

称取一定量的葡萄糖浆，将其配制成干物质含量为75%的溶液，通过恒温水浴系统，分别控制其温度为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，测定溶液在不同温度下的粘度。

1.3.3　pH对葡萄糖粘度的影响

称取一定量的糖浆，分别调节pH至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，调整各溶液的干物质为75%，并在35℃下测定其粘度。

1.3.4　添加糖种类对糖浆粘度的影响

称取一定量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖，分别配制成干物质含量为30%的溶液，以葡萄糖浆质量为基准，按照0.2、0.4、0.6、0.8、1.0的比例向葡萄糖浆中添加以上糖溶液，混合均匀后调整干物质含量为75%，测定各溶液在35℃下的粘度。

2　结果与讨论

2.1　干物质含量对葡萄糖浆粘度的影响

在温度为35℃时，不同干物质含量葡萄糖浆的粘度曲线如图1所示。由图1可知，随着干物质含量的增大，葡萄糖浆粘度也在增大。粘度在干物质含量60%～65%范围内的变化较小，在干物质含量65%～75%范围内逐步增加，在干物质含量75%～80%范围内由 1 228 mPa·s增大至 10 900 mPa·s，变化显著。这是由于糖浆中干物质含量增加，分子间距离缩短，糖浆内部具有更强的分子内聚力，致使糖浆粘度发生了改变；当干物质含量达到75%后，粘度随干物质含量的增加而显著增加，表明当分子间距离缩短到一定程度后，分子间的内聚力会急剧大幅度增加。

2.2　温度对葡萄糖浆粘度的影响

图1　干物质含量对葡萄糖浆粘度的影响

在干物质含量为75%时，温度与葡萄糖浆粘度的关系如图2所示。由图2可知，随着温度的增加，糖浆的粘度呈下降趋势，15℃时糖浆粘度为9 220 mPa·s，60 ℃时糖浆粘度下降至 237.5 mPa·s。这是因为液体分子的粘度主要来源于分子间内聚力，当温度升高时，体积膨胀，分子间距离增大，分子间的摩擦力减小，糖浆的流动性增大，表现为随着温度的升高，糖浆粘度下降。

图2　温度对葡萄糖浆粘度的影响

2.3　pH对葡萄糖浆粘度的影响

在干物质含量为75%，温度为35℃时，pH与葡萄糖浆粘度的关系如图3所示。由图3可知，在不同pH下，葡萄糖浆的粘度相差不大，说明糖浆的pH对其粘度无显著影响。pH变化会破坏溶液中的氢键，但氢键的作用力远小于分子间的内聚力，而糖浆的粘度主要来源于分子间的内聚力，因此pH对糖浆的粘度几乎无影响。

图3　pH对葡萄糖浆粘度的影响

2.4　添加不同糖类对糖浆粘度的影响

在干物质含量为75%且温度为35℃时，添加不同糖类对糖浆粘度的影响如图4所示。由图4可知，当添加的糖类为单糖（葡萄糖、果糖）时，糖浆粘度变化显著，随着添加比例的增加，糖浆粘度在不断地减小；当添加的糖类为二糖（蔗糖、麦芽糖）时，糖浆粘度变化较小。由此可知，单糖对糖浆粘度的影响较二糖明显，这是由于粘度本质是分子间的作用力，分子量越大，其粘度则越大。果糖的加入比葡萄糖更大程度地降低糖浆的粘度，这是由于果糖含有酮基，葡萄糖含有醛基，添加葡萄糖的糖浆溶液中含有更多的碳氢键，当溶液中碳氢键越多，其内部摩擦力也越大，则溶液的粘度也越大。因此同等条件下添加果糖的糖浆粘度比添加葡萄糖的更小。同理，添加麦芽糖的糖浆中含有更多的碳氢键，所以添加麦芽糖的糖浆溶液的粘度高于添加蔗糖的糖浆。综合得出，添加不同糖类的糖浆粘度大小排序为：添加麦芽糖＞添加蔗糖＞添加葡萄糖＞添加果糖。

图4　不同糖类对糖浆粘度的影响

3　结论

研究发现，葡萄糖浆粘度与干物质含量密切相关，干物质含量越高，糖浆粘度越大。提高温度会增大分子间的距离，因此温度的升高会导致葡萄糖浆粘度下降。pH变化会破坏糖浆中的氢键，但氢键的作用力远小于分子间内聚力，因此pH对糖浆粘度几乎无影响。不同糖类的添加，改变了糖浆组分构成，从而影响糖浆的粘度；添加麦芽糖会缓慢增加糖浆的粘度，加入蔗糖、果糖、葡萄糖均导致糖浆粘度下降，其中蔗糖导致糖浆粘度下降的幅度最小，果糖的幅度最大。以上研究结果可为葡萄糖浆的生产运输和应用提供理论参考。

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