分子通过扩散与水分子混合成为分子分散的均相体 系。由于高分子与水分子体积尺寸相差悬殊，两者 分子运动速率存在着数量级的差别，因此水渗入瓜 尔豆胶小颗粒的速度要高于瓜尔豆胶分子向水中扩 散的速度。这样，瓜尔豆胶高分子团粒的溶解需要 经过两个阶段：首先是水进入团粒，使其体积膨胀， 然后瓜尔豆胶分子逐渐扩散，均匀地分散在水中，达 到完全溶解。瓜尔豆胶分子中含有的羟基、烷氧基 和糖苷键中的氧原子外层均含有SP3杂化轨道，轨道 中未共用的孤电子对可以与水分子中带部分正电荷 的氢依靠静电引力结合形成氢键[6]。氢键的键合力 极强，当这种分子之间的作用力超过瓜尔豆胶分子 链节的内聚力时，就会使大分子链舒展，与水结合形 成长分子链，溶解分散在水中，形成热力学稳定体 系。由于分子的舒展，多种基团充分裸露，各极性基 团与极性水分子以氢键或偶极作用力相互制约形成 内层水膜，内层水再与外层水作用发生缔合，体积极 大的溶胶分子做为骨架，大量的水被束缚，介质的自 由移动受到阻碍而产生层流间的阻力，在表观上表 现出粘稠性，使溶液出现量化值上的粘度。

由于瓜尔豆胶分子是直链结构，所以这些分子 占有较大的空间，并且在溶液中以伸展的形式存在， 它们在溶液中旋转，与支链结构分子相比扫过较大 的球形体积。因此，瓜尔豆胶溶液的表观粘度相对 于同样分子量的物质来说是很高的。

2. 1.3凝胶的结构瓜尔豆胶分子链中不带有离 子基团，属于非离子型食品胶，分子间斥力小，分子 易于靠近结合成凝胶。此种凝胶柔软易变形，具有 热可逆性。

2.2外部条件的影响

2. 2.1浓度对瓜尔豆胶粘度的影响瓜尔豆胶水 溶液具有非常高的粘度，这是它的主要特征，也是主 要用途。具有高粘度的原因是：a.瓜尔豆胶分子量 很大，体积很大。庞大的体积阻碍了介质的自由移 动；b.瓜尔豆胶溶解后，在水中充分水化，束缚了大 量“自由水”；a瓜尔豆胶分子在介质中存在着相互 间的作用。由于以上几个因素，溶液的流动性受到 阻碍，产生层流间的阻力，在表观上表现出粘稠滞流 性。上述的第a和c项原因直接与溶液中分子的密

2102007年第08期 度即溶液的浓度相关。所以同种物质的溶液，其浓 度和粘度成正比，瓜尔豆胶的粘度与浓度的关系见 图3=

 

与其它食品胶相比较，带有支链的瓜尔豆胶溶 液粘度更大。原因是当分子在水中溶解后以势能最 低的伸展形式存在，这些大分子在水中运动和旋转， 其体积是以其分子最远端的距离为直径的球体，瓜尔豆胶的流变性质及其复配性的研究，相 同分子量的不带支链的分子在水中伸展接近于直 线，所以比带支链的分子的端点距离长，直径大，球 体大，此种现象就相当于浓度高。所以同浓度、同分 子量的不带支链的分子构成的溶液粘度高。当浓度 变得足够高时，相邻分子可以通过布朗运动相互接 近，形成一定的物理化学键，这就是刚性结构的开 始。假设每一个键都具有相等的强度，最后所得到 的结构的强度将取决于单位体积内连接键的数目。 因此，可以推断，结构强度随着单位体积内形成的键 的分子数成指数增加。

2. 2.2温度对瓜尔豆胶粘度的影响瓜尔豆胶分 子在水溶液中对温度十分敏感。不但温度显著地影 响粘度，而且粘度一旦被温度所影响，恢复得就相当 慢，甚至根本就不复原。这就使得我们要严格控制 试样的温度变化，才有可能进行重复测量。在低温 时，瓜尔豆胶的分子具有一种伸展的结构，但是，当 其受热时，它就变得不像以前那样伸展。因此，人们 认为在受热之后，这种溶液不再具有假塑性流体的 性质。

温度是物质内能的宏观表现。当温度升高时， 分子运动速率加快，聚集体由大变小，其体系结构被 拆散，液体流动阻力减少，溶液的粘度和温度的关系 成反比。但在升温过程和降温过程中溶液和凝胶的 “温度一粘度的关系”曲线不同，降温粘度升高时曲 线斜率较小（如图4所示）。此现象的原因是：在温 度上升过程中，分子运动的速率逐渐加快，聚集体由 大变小，随吸收能量的增加，其体系结构拆散，粘度 降低；其次，当温度升高到一定程度之后，瓜尔豆胶 发生了解聚，从而使分子量降低导致溶液粘度下 降『'在温度下降过程中，当温度降到一定程度时， 分子之间的作用力可以克服分子的动能，使其体系 结构在短时间内形成，即表现出粘度急剧增加。

2. 2.3 pH对瓜尔豆胶粘度的影响 pH对不同食品

 

胶的水溶液的粘度存在同程度的影响。一般的情况 是：聚合物分子链上某质点中具有电负性的亲核基 团易于与低fH介质中的质子形成配位键，降低与水 分子的极性引力作用，阻碍氢键的形成，从而使食品 胶分子水溶液中的水化程度降低，溶液的粘度降低。 然而瓜尔豆胶是一种非离子型的胶体，所以具有很强 的耐酸碱性。蔡为荣[8]等用不同pH的盐酸溶液或氢 氧化钠溶液制取1.0%的瓜尔豆胶，在25°C下测其粘 度，结果如图5所示。可见瓜尔豆胶具有很强的耐酸 碱性，fH在3. 5~ 10范围变化对其粘度影响不明显。 Q . Wang eL al9]的研宄也发现，在中酸性条件下，瓜尔 豆胶溶液表现出很好的稳定性，但是较高温度和较低

 

子所含的极性电荷及离子基团易与电解质发生作 用，使溶液粘度及凝胶强度发生变化。大部分水溶 性聚合物在少量电解质存在的情况下粘度均明显下 降，但当电解质超过一定浓度时粘度变化又趋于稳 定。此现象可以认为是分子中电解质与阴离子键合 而形成弱酸盐水溶液，具有缓冲作用。当电解质作 用于食品胶时会使其分子电荷及水化作用减弱，释 放自由水，溶液的粘度及凝胶的强度均下降。随电 解质浓度的增加，电解质本身水化作用也增强，并且 当有二价或多价离子存在时，由于价键的键桥作用， 分子间发生交联，形成不可逆的凝胶交联体，使粘度 增加。瓜尔豆胶属非离子型食品胶，由于其分子的 结构中不存在离子基团，所以受电解质的影响小。 配制一系列含NaCl•CaCl、Al!(SC)4)3不同量的P% 瓜尔豆胶，在25°C下测其粘度，如图6结果显示 NaC l含量对瓜尔豆胶粘度影响甚微，表明瓜尔豆胶

对NaCl具有良好的兼容性；Ca2+、Af+加入量达 0. 5%左右，瓜尔豆胶父粘度呈最大值，瓜尔豆胶的流变性质及其复配性的研究，随着Ca2+、A 1+ 浓度再增高，其粘度开始下降。这可能是一定量的 高价盐离子可与瓜尔豆胶络合，使胶液亲水性更好， 粘度变大。高价盐浓度超过某一值后高离子强度和 电荷反而不利于胶形的松驰络合。

 

浓度（％)

图6不同盐对J%瓜尔豆胶粘度的影响曲线 2. 2.5高压处理对瓜尔豆胶粘度的影响高压处 理前后，胶体溶液流变性变化与其分子结构、溶解在 水中的分子构象及高压处理对这些结构和构象的影 响有关。由于瓜尔豆胶的分子量相对较小，分子总 体呈直线型，故在水溶液中的分子具有较为伸展的 结构，高压处理对其影响较小。因此，其流变性质的 变化也不大。李汴生等m研宄了高压处理对瓜尔豆 胶溶液粘度的影响。

瓜尔豆胶溶液为假塑性流体，其剪切应力（T)和 剪切速率（Y)的关系遵循幂定律TzKY1，式中K和n 均为常数，K为稠度系数，可以衡量溶液的粘稠程 度，n为流态特性指数。从表1可以看出，瓜尔豆胶 溶液经高压处理后粘度虽也有升高或降低，但变化 较小。

表1高压处理前后瓜尔豆胶溶液K和n的变化

胶溶液压力（MPa) K(Pa. s)n2

r

00 21307320 993

0 5%瓜尔豆胶2000 19507740 989

4000 19607620 990

3与其他食品胶的复配协同作用

多糖是一种直链或具有支链的高分子化合物，

在高浓度时多糖之间会产生相互作用，它们通过分 子间缠绕或者通过分子间次级键相互作用起到增稠 协同作用，从而使体系粘度增大[||]。瓜尔豆胶和黄 原胶复配使用时，其粘度远高于两者粘度之和，说明 两者具有良好的增效作用[12]。当两者比例变化时， 其增效作用效果也发生变化。其增效机理可能是瓜 尔豆胶分子平滑，没有支链部分与还原胶分子的双 螺旋结构以次级键形式相互结合形成三维网状结 构，使胶的亲水性更好。而瓜尔豆胶与卡拉胶复合 时，几乎无增效作用，其原因可能是瓜尔豆胶主链和 支链上基团主要是羟基，卡拉胶几乎为直链大分子，

(下转第214页）

2007年第08期 211

测人员的劳动保护和安全，真正体现了以人为本的

原则。

CFIA下设22个实验室，主要负责对动楦物安 全、样品分析等科研工作。这22个实验室配置不完 全相同，各有侧重点。如哥伦比亚省实验室是做水 果病虫害研宄工作；渥太华实验室做动物特殊疾病 的研宄工作等。

3.2私营实验室

私营实验室承担其他种类的检测任务。私营实 验室除了获得导则17025认证资格外，瓜尔豆胶的流变性质及其复配性的研究，还需获得政 府的认可,才能具有相关的检验资格。

3.3加拿大政府对检验机构的管理

加拿大政府对检验机构的管理主要通过强制认 证方式进行规范，承担政府检验任务的检验机构必须 通过KO9000质量管理体系和BO17025认证。在制 订国家监督抽查计划时,对承检机构的资质和能力提 出了严格要求，在招标过程中，对投标的实验室进行严 格考评，私营实验室中标后，要与CFA签订合同，检

验任务完成后，CFA再对检验结果进行认定。

CFA不只委托其自有实验室承担食品检验，还 以严格的条件选择大专院校和私人实验室承担检验 任务。自有实验室和其它实验室检验任务的区别主 要有两个：一是检验任务的类型不同，对食品实施全 面监测的国家监督抽查检验任务的分配通过招标形 式完成，其中大部分由私营实验室承担，针对在监督 抽查中发现的特定食品或特定区域的直接抽样和针 对被怀疑的特定样品进行的符合性检验由政府自有 实验室承担；二是检验项目，对于某些关键项目和需 检验技术比较高的项目只由政府自有实验室承担。

综观加拿大的食品质量安全管理体制，由于消 费者对食品质量安全的要求日益增高，加拿大政府 对食品安全监管工作也更加重视，建立了一套与本 地区经济和社会发展相协调的食品安全监管机制， 体现了强化统一管理、突出监管重点、实行层级负责 的监管思想，确保本国的食品安全监管工作能够有 效实施。 

(上接第211页）

且主要基团也是羟基，都含有大量的半乳糖，作用较 弱，增效作用不明显。

瓜尔豆胶与其它食品胶复配常应用于冰淇淋的 生产中1131。在冰淇淋贮藏期间，由于温度的波动，冰 晶的连续融化和水的重结晶将会引起冰晶增大，使 冰淇淋品质劣化，当冰晶从冰淇淋浆料中析出时，由 于冷冻浓缩，使多糖浓度大大增加，大大增加了冰晶 周围未冷冻连续相的粘度，这对于冰晶的形成与冰 晶的长大均起了抑止作用。多糖复合稳定剂的作用 在于在玻化温度以上，使未冷冻连续相粘度增加，粘 度越大，冰晶形成时间越长，推迟了冰晶的形成。

4结论

在常温下，1%瓜尔豆胶溶液可视为非流体中的 假塑性流体，浓度在1.2%以内，瓜尔豆胶的流变性质及其复配性的研究，瓜尔豆胶溶液粘度 随温度升高而降低，温度回降时，粘度比升高时同温 度低。瓜尔豆胶具有很强的耐酸碱性，fH在3. 5~ 10 范围变化对其粘度影响不明显。此外，瓜尔豆胶具 有良好的一价耐盐性，低浓度高价盐可提高粘度，但 升高浓度可使粘度下降。高压对瓜尔豆胶的流变特 性影响也不大。瓜尔豆胶与其它一些亲水胶体有着 很好的协同增效作用，复配使用可提高其性能。影 响瓜尔豆胶流变性的因素有很多，但归根结底都是 由瓜尔豆胶本身的分子结构以及溶液中分子的构象 所决定的。正是因为瓜尔豆胶是一种非离子型的直 链分子，才赋予其高粘度、耐盐、耐酸碱、耐高压及协 同增效等优良性质，使其在食品工业中得到了广泛 的应用。