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1、瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用摘 要: 综述了瓜尔豆胶的组成、结构、性质、制备和在食品工业中的应用现状 ,并对其作为植物籽胶多糖类食品 添加剂在我国的发展前景进行了分析。0 前 言瓜尔豆胶是目前国际上较为廉价而又广泛应用 的亲水胶体之一 ,来源于南亚干旱和半干旱地区广 泛栽培的一年生草本抗旱农作物 Cyam opsis tet ragonolobus 。自 1993 年瓜尔豆胶打入中国市场以 2 来 , 由于其优良的特性和较低廉的价格, 使其近年来 正逐渐成为中国食品工业中用量最大的增稠剂之 一。本文依据国内外文献报道和作者自己的研究应 用情况,综述了瓜尔豆胶的组成、结构、性质、制备在食
2、品工业中的应用情况 ,并对其作为植物籽胶多 糖类食品添加剂在我国的发展前景进行了分析。1 瓜尔豆胶的结构组成瓜尔豆胶中有功能作用的多糖是瓜尔 糖()()PD则由单个的血半乳糖以(1 -6)键与主键相连接。在主键上平均每两个甘露糖单位中有一个半乳糖单 位在C 6位与之相联，甘露糖对半乳糖之比为1 . 8 : 1 (约为2 : 1)，与其说在每两个甘露糖单位中的第二 个上有规律地分布有一个半乳糖侧键基团 ,倒不如2说半乳糖的分布是随意无规则的 ,因为在其主键的 有一些区段上并没有半乳糖 ,而在另一些部分则是 高取代区 ,尤其在离子强度很低的情况下 ,这种均匀 无分支的区段被认为能与黄原胶形成聚合物
3、 ,结果产生弱的粘度增效作用。与大多数相对分子质量较 高的聚合物一样 ,瓜尔豆胶及其衍生物呈假塑性的 流变性。但是 ,它们的假塑度没有象黄原胶那样大, 而这两种聚合物结合起来 ,就会有助于乳制品之类 产品的稳定。Guaran,其主键为 1-4 2 2 2甘露糖单位 , 侧键 26 272 瓜尔豆胶的物理化学特性瓜尔豆这种豆科植物主要生长在印度和巴基斯 坦等地的干旱和半干旱地区，果实一般含14 % 17 %的豆壳，35 %42 %的胚乳和43 %47 %的胚 芽。瓜尔豆胶系由瓜尔豆的种子去皮去胚芽后的胚 乳 部分经清理、干燥粉碎后加水、再进行加压水解后 用 20 %乙醇沉淀 ， 离心分离后干燥、
4、粉碎而得 。4 商品胶一般为白色至浅黄褐色自由流动的粉末 ，接 近无臭 ，也无其它任何异味 ，一般含 75 %85 %的 多糖 ，5 %6 %的蛋白质 ，2 %3 %的纤维及 1 %的 灰分。瓜尔豆胶是良好的增稠剂 ，根据其粒度和粘 度可分为不同的等级。瓜尔豆胶是中性多糖 ，相对分子质量约 2030 万 ，在冷水中就能充分水化（一般需 2 h） ，能分散在 热 水或冷水中形成粘稠液 ，1 %水溶液的粘度在 4 5 Pas之间，具体粘度取决于粒度、制备条件及温度, 为天然胶中粘度最高者。分散于冷水中约 2 h 后呈现较强粘度 ， 以后粘度继续逐渐增大 ，24 h 达 到最高点 ，粘稠力为淀粉糊的
5、 58 倍。加热则迅速 达到最高粘度 ，胶溶液的粘度随胶粉粒度直径的减 小而增加;水化速率则随温度的上升而加快 ，如果经 85 C制备,10 min即可充分水化达到最大粘度，但 长时间高温处理将导致瓜尔豆胶本身降解，使粘度下降。瓜尔豆胶溶液 p H 在 89 时可达最快水化 速度,然而大于10或小于4 则水化速度很慢 5。因 此，在应用时应等瓜尔豆胶充分水化后再调节溶液的p H 值。同样 ,溶液中有蔗糖等其它强需水剂存 在时 ,也 会导致瓜尔豆胶的水化速率下降。实际应 用中 ,也应等 瓜尔豆胶充分水化后再添加蔗糖。一 般而言 ,0 . 5 %以 上的瓜尔豆胶溶液已呈非牛顿流体 的假塑性流体特性
6、 , 具有搅稀作用。瓜尔豆胶的水 溶液为中性 ,p H 变化在 3. 510 范围内对胶溶液的 性状影响不很明显 ,一般 在 p H 3 . 5 6 . 0 范围内随 p H 降低粘度也有所降 低 ,p H 3 . 5 以下粘度又增大 ,在p H为68范围内其溶液粘度可达到最大值,p H 在10 以上则粘度迅速降低。 瓜尔豆胶是一种溶胀高聚物 ,对它来说水是唯 一的通用溶剂 ,不过也能以有限的溶解度溶解于与 水混溶的溶剂中 ,如乙醇液中。此外瓜尔豆胶具有 良好的无机盐类兼容性能 ,耐受一价金属盐 ,如食盐 等的浓度可高达 60 % ;但高价金属离子的存在可使 溶解度下降。在控制溶液 p H 的
7、条件下 ,瓜尔豆胶 能与交联剂 ,如硼酸盐、金属离子等反应 ,可生成稍 带弹性的粘质 ,瓜尔豆胶还能形成一定强度的水溶 性薄膜。与其他多糖类物质一样 ,瓜尔豆胶及其衍生物在p H 3或以下的酸性溶液中会降解，被水解的 是糖苷键 , 结果粘度急速丧失。在轻度偏碱的 p H 值下，链段还原末端佗位的切断反应，使链缓慢缩 短 ,这一过程比酸水解要慢。瓜尔豆胶加热至很高 温度时可导致热降解，瓜尔豆胶溶液加热至8095 C并持续一定时间，就可丧失粘度。瓜尔豆胶是直链大分子 ,链上的羟基可与某些 亲水胶体及淀粉形成氢健 ,瓜尔豆胶与小麦淀粉共 煮可达更高的粘度 ,瓜尔豆胶能与某些线型多糖 ,如 黄原胶、琼
8、脂糖和K2型卡拉胶相互作用而形成复合 体 ,瓜尔豆胶与黄原胶有一定程度的协同作用 ,但与 卡拉胶则无协同效应。这种相互作用比之槐豆胶则 相对较弱。在低离子强度下 ,与阴离子聚合物和阴 离子表面活性剂配合后有增强粘度的协同作用。这 些阴离子化合物被吸附在中性聚合物上 ,并因此而 扩大了瓜尔豆胶的分子。这是在所吸附的带阴离子 的功能基团之间发生相互排斥的结果。如加入电解 质 ,导入相反的离子则中和了阴离子电荷 ,并因而破 坏了协同作用。3 瓜尔豆胶在食品工业中的应用瓜尔豆胶与大量水的结合能力 ,使它在食品工 业中有着广泛的应用。在食品工业 ,瓜尔豆胶主要 用作增稠剂、持水剂 ,通常单独或与其它食用
9、胶复配 使用。用于色拉酱、肉汁中起增稠作用 ,用于冰淇淋 中使产品融化缓慢 ,面制品中增进口感 ,方便面里防 止吸油过多 ,烘焙制品中延长老化时间 ,肉制品内作 粘合剂 ,也用于奶酪中增加涂布性等。在几种常见 食品中的具体应用如下。冰淇淋:少量瓜尔豆胶不能明显地影响这种混 合物在制造时的粘度 ,但能赋予产品滑溜和糯性的 口感。另外一个好处是使产品缓慢融化 ,并提高产 品抗骤热的性能。用瓜尔豆胶稳定的冰淇淋可以避 免由于大冰晶生成而引起颗粒的存在。罐头食品:这类产品的特征是尽可能不含流动 态的水 ,瓜尔豆胶则可用于稠化产品中的水分 ,并使 肉菜固体部分表面包裹一层稠厚的肉汁。特殊的、 缓慢溶胀的
10、瓜尔豆胶有时还可以用于限制装罐时的 粘度。奶 酪: 在软奶酪加工中 ,瓜尔豆胶能控制产品 的稠度和扩散性质。由于胶能结合水的特性 ,使产 品能更均匀地涂敷奶酪 ,有可能带更多的水。调味汁和色拉调味品: 在调味汁和色拉调味品 中 ,利用了瓜尔豆胶在低浓度下产生高粘度这一基 本性质 ,使得这些产品的质构和流变等感官品质更 28优。况 , 粘度、水化速率、溶液透明度等特性。产品有离 子型的羧甲基瓜尔胶钠( CM G) 和非离子型的羟丙 基瓜尔胶( HP G) 等。瓜尔豆胶在食品生产加工领域被广泛使用 ,其 市场广阔。表 1 为美国食品药物管理条例规定的瓜 尔豆胶在食品生产中的应用实例及其最大添加量。
11、表 1 瓜尔豆胶在食品生产中的应用及添加量食品种类爪尔豆胶的最大添加量(g/ kg)牛奶制品6果酱和果子冻10烘焙食物3 . 5干酪8脂肪和油20肉汁和调味汁12加工的蔬菜和蔬菜汁20汤和汤的调制品8早餐面食12其它食品5目前 ,我国年需增稠剂 4 万多吨 ,而国内实际产 量只有 1 万多吨 ,天然植物胶的产量更少 ,这使得多 年来我国只能每年从国外进口大量的瓜尔豆胶等天 然植物胶来满足国内市场的需求。因此 ,我国每年 都花费大量的外汇。由于瓜尔豆主要种植在印度和 巴基斯坦的干旱和半干旱地区 ,“靠天吃饭”, 自 1993 年瓜尔豆胶进入我国市场以来 ,其供应量不很 稳定 ,导致市场价格的较大
12、波动。另外瓜尔豆胶作 为一种增稠剂 ,性能稍逊于黄原胶和结冷胶等微生 物胶体 ,如耐热性、耐酸性等性能不是十分理想 ,不 溶性杂质含量高 ,粘度和质量不很稳定等。这些问 题使得瓜尔豆胶在食品生产应用时有一定的局限 性 , 但是瑕不掩瑜 ,目前瓜尔豆胶的价格只有结冷胶 等胶体价格的约 1/ 10 ,显然在一般情况下 ,性价比 要明显高于它们 ,这也是瓜尔豆胶目前已成为中国 食品工业中用量最大的增稠剂之一的主要原因。此 外我国有关部门从 20 世纪 90 年代起 ,就从国外引 进瓜尔豆种子在我国部分地区试种 ,但因为气候差 异 , 管理不当等原因 ,大多没有获得成功。前不久海 南省传来好消息: 瓜
13、尔豆在琼山市灵山镇试种喜获 成功 ,该省有关农业专家乐观地认为 ,瓜尔豆今后可 以在海南全年大面积种植 ,成本低、效益好 ,有很好 的开发前景。无疑 ,这预示着瓜尔豆胶将在我国有 着更为广阔的发展前景。参考文献: 1 林少雯. 国际食品添加剂工业中多糖胶质的发展趋势 A . 第二 届中国国际食品添加剂学术交流会 C . 上海 ,1998 .2 TA KO M ,NA KAMULA S. Synergistic Interaction between Xan中外食品加工技术（原食品文摘）2003 年征订启事为了适应新的形势，食品文摘从2003年 起更名为中外食品加工技术，并实施全新改 版。在保留
14、食品文摘风格的基础上，融入原 商业部“全国食品情报中心站”内部刊物中外 食品信息的内容。工 食 业 重u包括四大板块，即导向性综合信息板块、 技术和加工工艺板块、译文和专利汇编板 块，以及读者服务专栏板块。增加了发展导向、网络世 界、企业天地、供求信息、高新技术、生物技术、功能 食品、新兴食品、特种加工等栏目，突出了农副产品探加 工和食品安全等热门领域。u办刊方向全面贴近农产品加工和食品 业的发展战略，增加海内外农副产品深加工和 品加工技术方面的信息量；以发表现代食 品工 领域的最新成果、加工技术信息和应用成果为点，是政府部门进行区域经济规划的决策参考，是 食品企业开拓商机、进行产业结构调整的
15、实用 南，也是科研机构、大专院校研发新产品、新技 的重要参考。u 2003年中外食品加工技术，以中国食 杂志社直接发行为主，杂志为月刊，每月8 号出版，大16开,2003年增加彩页数量。改版 后每期定价仍然10元，全年订价120元；每次 另加收挂号邮寄费2 . 5元，总费用150元。请 新老订户直接向中国食品杂志社订阅，漏订者 可与编辑部随时联系补订。文章出自：丰和食品添加剂（瓜尔豆胶、刺槐豆胶、海藻酸钠 http:/）魏华压滤机（压滤机、板框式压滤机、箱式压滤机 http:/ )All rights reserved. 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd.
