Abstract In this work, the gelling capacity of okra polysaccharides (OPs) and their interaction with the commonly used additive kappa-carrageenan in aqueous solution were studied. In rheology research, pure OPs solutions were found to always remain in liquid state, showing an elasticity performance during heating-cooling cycles. However, OPs formed stable synergistic gels with kappa-carrageenan in a wide range of pH values (5.0–9.0). OPs remarkably increased the texture parameters of the blend gels and influenced the water holding capacity (WHC) by altering the water distribution. The hardness and WHC of the OPs/kappa-carrageenan blend gels reached to the highest and lowest, respectively, at the ratios of 0.6/1.4 and 1.0/1.0. Dynamic rheology measurements and differential scanning calorimetry (DSC) revealed that the blend gels at ratios of 0.6/1.4 and 1.0/1.0 both exhibited higher sol/gel transition temperatures, gel/sol transition enthalpy (ΔH), critical gel strength (n) and fractal dimension (df) values than pure kappa-carrageenan and displayed similar trends of viscoelastic modulus (G′, G″) to those of kappa-carrageenan gel. Blend gels at the ratios of 0.6/1.4 or 1.0/1.0 also showed a sole endothermic peak in differential scanning calorimetry (DSC) spectra, representing melting temperatures at 62.3 °C and 56.1 °C, respectively. AFM observation confirmed that OPs and κ-carrageenan formed denser and irregular network structures in mixed solution, which is obviously different from the sparse meshwork formed by OPs self-assembly and could have contribute to the synergistic gelation of OPs with κ-carrageenan.

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秋葵多糖与κ-卡拉胶协同凝胶化及其对凝胶流变学、质构行为和微观结构的影响

摘要 在这项工作中，研究了秋葵多糖 (OPs) 的胶凝能力及其与常用添加剂 kappa-卡拉胶在水溶液中的相互作用。在流变学研究中，发现纯 OPs 溶液始终保持液态，在加热-冷却循环期间显示出弹性性能。然而，OPs 与κ-卡拉胶在很宽的pH 值范围内（5.0-9.0）形成稳定的协同凝胶。OP 显着增加了混合凝胶的质地参数，并通过改变水分布影响了持水能力 (WHC)。OPs/κ-卡拉胶共混凝胶的硬度和 WHC 分别达到最高和最低，比例分别为 0.6/1.4 和 1.0/1.0。动态流变测量和差示扫描量热法 (DSC) 表明共混物以 0.6/1 的比例凝胶。4 和 1.0/1.0 都表现出比纯 kappa-卡拉胶更高的溶胶/凝胶转变温度、凝胶/溶胶转变焓 (ΔH)、临界凝胶强度 (n) 和分形维数 (df) 值，并显示出类似的粘弹性模量 (G ′, G″) 到κ-角叉菜胶凝胶的那些。比例为 0.6/1.4 或 1.0/1.0 的共混凝胶在差示扫描量热 (DSC) 光谱中也显示出唯一的吸热峰，分别代表熔化温度为 62.3 °C 和 56.1 °C。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。凝胶/溶胶转变焓 (ΔH)、临界凝胶强度 (n) 和分形维数 (df) 值比纯 kappa-卡拉胶显示出与 kappa-卡拉胶凝胶相似的粘弹性模量 (G', G") 趋势。比例为 0.6/1.4 或 1.0/1.0 的共混凝胶在差示扫描量热 (DSC) 光谱中也显示出唯一的吸热峰，分别代表熔化温度为 62.3 °C 和 56.1 °C。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。凝胶 / 溶胶转变焓 (ΔH)、临界凝胶强度 (n) 和分形维数 (df) 值比纯 kappa-卡拉胶更显着，并且显示出与 kappa-卡拉胶凝胶相似的粘弹性模量 (G', G") 趋势。比例为 0.6/1.4 或 1.0/1.0 的共混凝胶在差示扫描量热 (DSC) 光谱中也显示出唯一的吸热峰，分别代表熔化温度为 62.3 °C 和 56.1 °C。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。临界凝胶强度 (n) 和分形维数 (df) 值比纯 kappa-卡拉胶显示出与 kappa-卡拉胶凝胶相似的粘弹性模量 (G', G") 趋势。比例为 0.6/1.4 或 1.0/1.0 的共混凝胶在差示扫描量热 (DSC) 光谱中也显示出唯一的吸热峰，分别代表熔化温度为 62.3 °C 和 56.1 °C。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。临界凝胶强度 (n) 和分形维数 (df) 值比纯 kappa-卡拉胶显示出与 kappa-卡拉胶凝胶相似的粘弹性模量 (G', G") 趋势。比例为 0.6/1.4 或 1.0/1.0 的共混凝胶在差示扫描量热 (DSC) 光谱中也显示出唯一的吸热峰，分别代表熔化温度为 62.3 °C 和 56.1 °C。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。分别代表 62.3 °C 和 56.1 °C 的熔化温度。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。分别代表 62.3 °C 和 56.1 °C 的熔化温度。AFM 观察证实 OPs 和 κ-卡拉胶在混合溶液中形成更密集和不规则的网络结构，这与 OPs 自组装形成的稀疏网状结构明显不同，可能有助于 OPs 与 κ-卡拉胶的协同凝胶化。