發布時間：2021-08-19所屬分類：免費文獻瀏覽：1次
摘 要： 食品與機械
《葫蘆巴膠改善吞咽障礙者飲水安全性的流變學研究》論文發表期刊：《食品與機械》；發表周期：2021年04期
《葫蘆巴膠改善吞咽障礙者飲水安全性的流變學研究》論文作者信息：作者簡介：郝路路，女，華中農業大學在讀碩士研究生。通信作者：王凌（1976—），女，華中農業大學副教授，碩士生導師，博士。
摘要：參照美國吞咽障礙膳食標準，以樣品的y50黏度為分類依據，將萌蘆巴膠制備成黏度分別為180 cP(花蜜型)、1 000 CP(蜂蜜型)和2 500 cP(布丁型)的增稠流體，對其流變學性質進行研究，并評價葫蘆巴膠用于改善吞咽障礙者的飲水安全性。結果表明，溶解溫度是葫蘆巴膠流變性質能否滿足改善飲水安全性要求的關鍵。80℃制備的葫蘆巴膠具有與黃原膠、結冷膠相似的流變學性質：明顯的剪切變稀行為且對增稠級別的依賴程度較小;具有G>G"和tano<1的弱凝膠彈性性質;在高增稠級別，相較于黃原膠和結冷膠，其具有更好的流動性。
關鍵詞：葫蘆巴膠;增稠劑;吞咽困難;流變學
Abstract：In this paper，according to the American Dysphagia Diet standard，based on the viscosity at 50 s-1，fenugreek gum was prepared into thickening fluids with viscosity of 180 cP(nectar)，1 000 cP(honey)and 2 500 cP(pudding)，that the rheological properties had been systematically studied to evaluate the potential of fenugreek gum in improving the safe drinking water of patients with dysphagia.And then the rheological properties of fenugreek gum prepared at different temperatures were furt her explored.The results showed that the dissolution temperature was the key to whether the rheological properties offenugreek gum meet the requirements of drinking water safety for people with dysphagia. Similar to xanthan gum and gellan gum.
fenugreek gum dissolved at 80 ℃ had the following properties: ithad a significant shear thinning behavior and less dependence on the thickening level; it had the weak gel elastic properties with G'>G"and tan <1.What's more，at high thickening level.
fenugreek gum dissolved at 80 ℃ had better fluidity than xanthan gum and gellan gum.Therefore，it will have a good application prospect in improving the safety of drinking water for people with swallowing disorders.
Keywords：fenugreek gum;thickener;dysphagia;rheology
吞咽功能障礙是指多種原因引起的與吞咽有關的神經、器官受損，難以將固體或液體食物由口腔安全輸送到胃等癥狀[1]。中國吞咽障礙的發病率在基本能夠生活自理的65歲及以上人群中占15%~20%，而在失能老年人群(如阿爾茲海默癥或中風等)中的發病率高達54%~80%。進食困難會導致老年人營養缺乏、脫水等，損害機體健康，嚴重者會因飲水嗆食，造成吸入性肺炎[-]。因此，如何提高吞咽障礙患者的飲水安全性已成為亟待解決的科學問題，而已有的研究[5-6表明，流體增稠是提高患者吞咽安全性的有效措施之一。
親水膠體常用于食品中以增加其黏度或改善其質構[7，以減緩食物在吞咽過程中的運動速度，給予吞咽功能障礙患者充足的反應時間遮蔽氣管入口，從而防止食物進入氣管。《中國吞咽障礙膳食營養管理專家共識
(2019版)》對有吞咽障礙風險患者的飲食進行了規范，要求保證食物能從口腔成功進入胃腔而非肺中且不在口腔中殘留。美國吞咽障礙膳食標準[3]規定，以750黏度為依據，將增稠流體稠度等級分為稀薄型(1~50 mPa.s)、花蜜型(51~350 mPa.s)、蜂蜜型(351~1 750 mPa.s)以及布丁型(>1 750 mPa.s)4類。因患者吞咽困難程度不同，輔助食品所需的增稠程度存在差異。目前市場上常見的增稠產品主要有黃原膠(XG)、結冷膠(GG)等，但是有關其在不同增稠級別的流變學特性研究有所欠缺。
葫蘆巴膠(fenugreek gum，FG)是從葫蘆巴籽中分離內胚乳提取得到的一種多糖膠體，由甘露糖和半乳糖組成，摩爾比值為1：1[0-1]，具有降血糖、降膽固醇、抗氧化[1]等藥理作用，還具有增稠、乳化、凝膠化、泡沫形成[1]等功能。葫蘆巴膠可以快速溶于冷水和熱水中，已有研究[3]表明不同溫度條件下制備的葫蘆巴溶膠，其黏度差異明顯。目前尚未見將葫蘆巴膠應用于改善吞咽困難者飲水安全方面的報道。
研究擬以美國吞咽障礙膳食標準為依據，以常用的增稠劑如黃原膠和結冷膠為參照，探究葫蘆巴溶膠在花蜜型、蜂蜜型以及布丁型3個不同增稠級別的流變特性，進一步探究不同溶解溫度下葫蘆巴膠的流變學性質，以期為葫蘆巴膠作為增稠劑以改善吞咽困難患者的飲水安全提供依據。
1材料與方法
1.1材料與儀器
1.1.1 材料與試劑
葫蘆巴膠、黃原膠：分析級，源葉生物科技有限公司;結冷膠：食品級，郵鄲財鑫糖業有限責任公司。
1.1.2儀器與設備
流變儀：AR2000x型，美國TA儀器公司;電動攪拌機：HD2010W型，上海司樂儀器有限公司;電子天平：ME204E型，梅特勒一托利多儀器(上海)有限公司;
集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：DF-101S型，武漢德力祥儀器設備有限公司。
1.2方法
1.2.1 樣品制備 取一定量葫蘆巴膠粉溶于水中，分別于25，80 ℃攪拌至完全溶解，配制成質量分數為2%的葫蘆巴溶膠;參照美國吞咽障礙膳食標準，以yso黏度為依據，將葫蘆巴膠(FG)分別于25，80 ℃制備成黏度分別為(180±50)，(1 000±100)，(2 500± 100)CP 3種增稠流體，黃原膠(XG)和結冷膠(GG)于25 ℃制備成3種增稠流體，250 r/min攪拌3 h，室溫放置1h使其水合完全。
1.2.2 流變學測試 采用直徑為4cm的平行板，間距0.5 mm，測試溫度25 ℃，測試前先將樣品轉移到平板上平衡5 min，每個樣品重復3次。
(1)穩態流動：參照臨床實踐中的流動條件[，剪切速率設置為0.1~100.0s-。
(2)振蕩測試：應變范圍為0.1%~1 000.0%，頻率為1Hz，通過動態應變掃描測試確定線性黏彈性區域
(L.VR)為1%，角頻率為0.62~62.30 rad/s.
1.2.3 數據處理采用Origin Pro 2020b軟件作圖。
2結果與分析
2.1不同增稠級別的葫蘆巴膠流變學性質研究[1]表明，性質為表觀黏度隨剪切速率的增加而逐漸降低的非牛頓流體在吞咽安全性中起重要作用。由圖1~圖3可知，當溫度為25，80 ℃時，不同增稠級別的葫蘆巴膠均表現為剪切變稀，但剪切變稀的程度不同。
在花蜜型、蜂蜜型及布丁型3種增稠級別中，80℃制備的葫蘆巴膠在0.62-62.83 rad/s內表現出彈性性質(G>
G")，與黃原膠和結冷膠的性質相似，其彈性性質并未隨增稠級別的增加而發生變化。在花蜜型級別中，25℃制備的葫蘆巴膠在0.62~6.28 rad/s內表現出黏性性質
(G'
G")，隨著增稠級別的增加，其由G'
由表1可知.25℃制備的葫蘆巴膠的流動行為指數(n)大于80℃制備的，表明80 ℃制備的葫蘆巴膠具有更明顯的剪切變稀行為，且其對增稠級別的依賴性較小。黃原膠和結冷膠也具有相似的流變學性質，即明顯的剪切變稀行為，且對增稠級別的依賴程度較小。對于吞咽困難患者，安全吞咽是第一考慮要素，其中稠度指數(K)是重要參數，較高的K可以顯著增加流體吞咽臨界流體體積的時間(第1 mL.液體輸送到食道的時間)，使流體從口腔進入到食道中的速率減慢，患者有充足的時間關閉氣管，減少流體在吞咽過程中誤吸的風險1。當增稠級別增加時，K值也隨之增加。但是過度增稠也會產生負面影響，例如降低適口性，流動性等。在布丁型增稠級別中，80 ℃溶解葫蘆巴膠的K值明顯低于黃原膠和結冷膠的，因此，相較于黃原膠和結冷膠，80 ℃溶解的葫蘆巴膠適口性和流動性更佳。
2.2制備溫度對葫蘆巴膠流變學性質的影響
由圖4(a)可知，25，80 ℃制備的葫蘆巴膠是非牛頓流體，隨著剪切速率的增加其表觀黏度減小，且二者黏度差異顯著，與文獻[18]的結論一致。這是因為葫蘆巴膠分子鏈隨剪切力的方向變得排列有序，聚合物之間的相互作用減小，黏度下降[5]。相較于25 ℃C，80℃制備的葫蘆巴膠表觀黏度更高，可能是因為高溫使分子鏈在水中的溶脹程度增加，膠液黏度提高[3]。對圖4(a)中兩條曲線分別進行冪律擬合，得到nsc=0.52，nsot=0.29，相同濃度下，80 ℃制備的葫蘆巴膠剪切變稀行為更明顯。有研究[20]證明，剪切變稀行為明顯的增稠流體有利于吞咽，減輕吞咽障礙者進食困難及嗆食風險，因此，80 ℃溶解的葫蘆巴膠更有利于吞咽，進一步驗證了溶解溫度是葫蘆巴膠用作改善吞咽困難增稠劑的關鍵。
由圖4(b)可知，25 ℃制備的葫蘆巴膠在0.60~6.28 rad/s內表現出黏性行為(G'
3結論
探究了葫蘆巴膠在花蜜型、蜂蜜型及布丁型3種增稠級別中的流變學性質，以及不同溫度制備的同一增稠級別下的流變學特性。結果表明，80℃制備的葫蘆巴膠具有與黃原膠、結冷膠相似的流變學性質：明顯的剪切變稀行為且對增稠級別的依賴程度較小;具有G'>G"和tan6<1的弱凝膠彈性性質，說明80℃制備的葫蘆巴膠在不同增稠級別具有普遍適用性，且具有更好的流動性。后續可對葫蘆巴膠與食物體系中其他組分的相互作用進行深入研究，以期發現其在吞咽困難輔助食品設計中的重要作用。
參考文獻
[1]MARTINO R，FOLEY N，BHOGAL S，et al.Dy sphagia after stroke[J].Journal of Cerebral Circulation，2005，36(12)：2 756-2 763.
[2]KAISER M.BANDINELLI S，LUNENFELD B.Frailty and the role of nutrition in older people：A review of the current literaturefJ.Acta Bio-Medica Atenei Parmensis，2010，81(Suppl 1)：37.
[3] KIKAWADA M.IWAMOTO T，TAKASAKI M.Aspiration and infection in the elderly[J].Drugs 8.Aging，
2005，22(2)：115-130.
[4]BARBON C E A，STEELE C M.Efficacy of thickened liquids for eliminating aspiration in head and neck cancer[J].Otolaryngology-Head and Neck Surgery，2014，152(2);211-218.
[5]CICHEROJ A Y.Adjustment of food textural properties for elderly patients[J].Journal of Texture Studies，2016，47(4)：277-283.
[6]PAINTER V，LE COUTEUR D，WAITE L.Texture-modified food and fluids in dementia and residential aged care fa-cilities[J7.Clinical Interventions in Aging，2017，12：1 193-1 203.
[7]王海鷗，高穎字，陳守江，等，增稠劑對杏鮑菇凍干粉品質的影響[J].食品與機械，2018，34(9)：211-215.
[8]陳建設，呂治宏，老年飲食障礙與老年食品：食品工業的挑戰與機遇[J].食品科學，2015，36(21)：310-315.
[9]SEBASTIEN G.AGUEDO M，PETRUT R，et al.Structure impact of two galactomannan fractions on their viscosity prop erties in dilute solution，unperturbed state and gel state[J].International Journal of Biological Macromolecules，2017，96：550-559
[10]DEA IC M，MORRISON A.Chemistry and interactions of seed galactomannans[J].Advances in Carbohydrate Chemistry&.Biochemistry，1975，31(8)：241-312.
[11]WANI S A.KUMAR P.Fenugreek：A review on its nutraceutical properties and utilization in various food products[J].Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences，2018，17(2)：97-106.
[12]WEI Yan-xia，LIN Yan-bin，XIE Rui，et al.The flow behavior，thixotropy and dynamical viscoelasticity of fenugreek gum[J].Journal of Food Engineering，2015，166：21-28.
[13]湯鳳霞，王忠敏，葫蘆巴膠溶液流變特性研究[J].食品信息與技術，2004，25(5)：46-52.
[14]O'LEARY M，HANSON B，SMITH C.Viscosity and nonnewtonian features of thickened fluids used for dysphagia therapy [J]. Journal of Food Science, 2010, 75 (6); E330-E338.
[15] WEl Yuan-yuan, GUO Yalong, LI Rui-qi, et al. Rheological characterization of polysaccharide thickeners oriented for dysphagia management: Carboxymethylated curdlan.konjac glucomannan and their mixtures compared to xant han gum[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 110: 106198.
[16] SEO C w, YOO B. Steady and dynamic shear rheological properties of gum-based food thickeners used for diet modification of patients with dysphagia: Effect of concentration [J].Dysphagia, 2013, 28(2): 205-211.
[17] RAO M A, DA SILVA J L.. Role of rheological behavior in sensory assessment of foods and swallowing [M]. [S.1.7Rheology of Fluid and Semisolid Foods, 2013: 391-414.
[18] VASANT G P, SYLVANA T, KHORAMETHA C, et al.Rheological characterization of fenug reek gum and compari-son with other galactomannans[J]. Interna tional Journal of Biological Macromolecules, 2018, 119: 486-495.
[19] MOSTAFA A, VAHID S. Studies on the steady shear flow behavior and chemical properties of water-soluble polysaccharide from Ziziphus lotus fruit[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2015, 72: 580-587.
[20] BAYARRI S, TAYLOR A J, HORT J. The role of fat in flavor perception: effect of partition and viscosity in model emulsions[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006, 54(23): 8 862-8 868.
[21] XU Jirlong , ZHANG Jing-cheng, LIU Yong, et al. Rheological properties of a polysaccharide from floral mushrooms cultivated in Huangshan mountain[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 139: 43-49.
[22] WU Yan, GUO Rui, CAO Nan-nan, et al. A systematical rheological study of polysaccharide from Sophora alopecuroides L. seeds [J]. Carbohydrate Polymers, 2017, 180:63-71.
