瓜尔胶讲解学习

瓜尔胶

天然增稠剂之————瓜尔胶

1958年8月25日，日清食品公司的创始人安藤百福（已故，原名吴百福，日籍台湾人）销售了全球第一袋方便面——袋装“鸡汤拉面”以后，方便面得到了极大的发展，2007年方便面的全球销售量大约为979亿包，全世界平均每人消费15包。公司预测，如果消费量继续保持增长，10年后方便面的全球销量有望翻一番，达到2000亿包。目前消费方便面最多的国家是中国，其后依次为印度尼西亚、日本和美国。速食方便面给我们的生活带来了极大的方便，其中的配料也是数不胜数，本篇文章主要介绍其中的食品添加剂之一，公认的天然增稠剂之一——瓜尔胶

瓜尔胶：瓜尔胶从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆（瓜尔豆在民间，其果实作为缓泻剂，并使用于因胆汁而引起的疾病。叶子可治夜盲症；煮熟的种子作成膏药用于治疗头胀痛、肝大以及骨折而引起的肿胀。瓜尔豆全草烧成灰，与油混合，调匀涂敷治疗烫伤。）种子的胚乳中提取得到，主要成分为半乳甘露聚糖，我们通常所说的瓜尔胶指的是瓜尔糖，其结构是由D甘露糖通过β-1,4甙键连接形成主链,在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1,6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖，从整个分子来看，半乳糖在主链上呈无规分布，但以两个或三个一组居多。这种基本呈线形而具有分支的结构决定了瓜尔胶的特性与那些无分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明显的不同。因来源不同，瓜尔胶的分子量及单糖比例不同于其它的半乳甘露聚糖。瓜尔胶的分子量约为100万~200万，甘露糖与半乳糖之比约为1.5一2/1。

瓜尔胶的主要成分：

瓜尔胶的性质

瓜尔胶为白色或浅黄色，可自由流动的粉末，略微带有豆腥味，易吸潮。瓜尔胶在水溶液中表现出典型的缠绕生物聚合物的性质，一般而言，0.5%以上的瓜尔胶溶液已呈非牛顿流体的假塑性流体特性，没有屈服应力。瓜尔胶在冷水中就能充分水化（一般需要2h），能分散在热水或冷水中形成粘稠液，具体粘度取决于粒度、制备条件及温度，瓜尔胶为天然胶中粘度最高者。

瓜尔胶是一种溶胀高聚物，水是它的通用溶剂，不过也能以有限的溶解度溶解于与水混溶的溶剂中，如乙醇溶液中。此外由于瓜尔胶的无机盐类兼容性能，其水溶液能够对大多数一价盐离子（Na+、K+、Cl-等）表现出较强的耐受性，如食盐的浓度可高达60%；但高价金属离子的存在可使溶解度下降。

瓜尔胶分子主链上每个糖残基都有两个顺式羟基，在控制溶液pH值的条件下，将会通过极性键和配位键与游离的硼酸盐、金属离子进行交联，生成具有一定弹性的水凝胶，此外还能形成一定强度的水溶性薄膜。瓜尔胶与大多数合成的或天然的多糖具有很好的配伍和协同增效作用，如瓜尔胶与黄原胶、海藻酸

钠、魔芋胶和淀粉等都能混溶产生协同效应，使混合胶的粘度大大提高，甚至形成凝胶。这种增效作用通常与温度、pH值和金属离子等有关。

瓜尔胶水溶液的热稳定性较差，短时间内加热到40℃，很快就能获得最高粘度，但是冷却后能恢复到原来的数值，另外长时间的高温处理将导致瓜尔胶降解而使粘度降低，在80-95℃加热一段时间，主链糖苷键断裂，就会丧失粘度，同时，溶液丧失了热可逆性，粘度不能恢复。

瓜尔胶作为一种天然高分子化合物，能被一些酶和细菌所分解。常见的酶是半乳糖酶和甘露糖酶。抑制酶和细菌的方法是在溶液中加入NaS2O3和NaN3。

因其具有较好的水溶性和交联性, 且在低浓度下能形成高粘度的稳定性水溶液，所以被作为增稠剂、稳定剂、粘合剂而广泛应用。

虽然瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但瓜尔胶往往具有下述缺点：水不溶物含量高；不能快速溶胀和水合，溶解速度慢；粘度不易控制；耐电解质、耐剪切性较差。

上述缺陷的原因是固态下瓜尔胶分子通常以卷曲的球形结构存在，大量羟基基本被包裹在分子内部，不仅没有表现出应有的水溶性，反而由于分子内氢键作用，使得其水溶性大大降低。为了降低瓜尔胶的水不溶物含量，加快其水合速度，改善其耐盐耐剪切性能，通常的方法是对其进行化学改性。

通过化学改性在其高分子链上引入新的亲水基团，使亲水基团裸露在蜷曲结构之外，从而改善水溶性，增加粘度的稳定性，降低水不溶物的含量，以满足不同行业的需求，扩大瓜尔胶的应用领域。

瓜尔胶化学改性的方法很多，主要分为四类：

（一）官能团衍生，这类方法是基于瓜尔胶的糖单元上的活泼羟基在一定条件下，可发生醚化、酯化或氧化反应，生成醚、酯等衍生物；

（二）接枝聚合，该方法是基于一定条件下，一些引发剂可使瓜尔胶或乙烯基类单体产生自由基，从而进行聚合反应，如丙烯酰胺的接枝；

（三）酶法，该方法是利用酶降解而改变瓜尔胶的性质；

（四）金属交联法，主要利用瓜尔胶的交联性。瓜尔胶主链上的邻位顺式羟基可以与硼及一些过渡金属作用形成冻胶。

官能团的衍生化方法有很多，根据取代基与瓜尔胶成键的方式可分为：醚化瓜尔胶，氧化瓜尔胶，以及酯化瓜尔胶等；根据取代基种类的不同又可分为以下几类：非离子瓜尔胶；阳离子瓜尔胶；阴离子瓜尔胶；阴阳两性瓜尔胶；羟烷基阴离子瓜尔胶；羟烷基阳离子瓜尔胶。

瓜尔胶主要的用途：

冷冻食品：用于冰淇淋、膏状食品和冷冻蛋糕等，起保持水份、抑制冰晶和稳定剂作用。

方便食品：用于方便面面体，改善面体柔韧,控制含油量。

烘焙食品：用于面包、糕点和西饼皮，用作面团改良剂，吸收大分子，延长保存期。

奶制品：在酸奶、果冻和酱料中保持杀菌后的质地。

顶料和酱料：沙拉酱、腌菜和烧汁中抗酸和用为乳化稳定剂。

速溶粉：布丁酱、甜点和饮料的快速冻水份分散增稠作用和作为结构介

质。

罐头食品：在碎肉、婴儿食品和动物罐头中减少溅出、稠度控制和防止脂肪转移。饮料：抗酸剂、增稠剂、泡沫稳定剂、悬浮剂，应用于椰奶、啤酒、果糖和无糖饮料。

奶酪生产：增加凝结速度，增加柔和度。

动物食品：作为预混料的悬浮剂和造粒剂。

目前国内出售瓜尔胶的企业有与胜利油田为邻的东营市信德化工有限责任公司、杭州华博生物科技有限公司等。

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