瓜尔豆胶也称瓜尔胶、胍胶，是目前国际上最为廉价而又 广泛使用的亲水胶体之一，来源于印度、巴基斯坦等地广泛栽 培的一年生的草本抗旱农作物Cyamopistetragonolobus。其豆 荚长约5〜7cm，每一荚内有5〜9粒。瓜尔豆直径为 0.254〜0.635cm，一般含14〜17%的豆壳，43〜47%的胚芽及 35〜42%的胚乳。瓜尔豆胶即是种子中的胚乳多糖，其主要化 学成分是半乳糖甘露聚糖，在结构上，以a —1，键相互连接 的D—甘露糖为主链的不均匀地在主链的某些C6位上再连接 D—半乳糖为支链，其平均半乳糖与甘露糖之比为1: 2。

 

此结构决定了瓜尔豆胶具有很强的吸水特性，在冷水和热 水中有较好的溶解性，粘度稳定适应范围广，并且具有较好的 水溶性和交联性，可广泛应用于食品、石油、日化、造纸、纺织、 建筑、医药、陶瓷等工业。

1瓜尔豆胶的生产[1,2]

瓜尔豆胶是经过精细的专门技术处理而制得的，包括选 种、种植布局、种子收集和处理，都具有一套科学方法。瓜尔豆 胶的生产工艺，简单地说，就是经一系列的碾碎、过筛、磨细等 操作把豆粒分离出来并磨成粉，然后再把有价值的瓜尔豆胶从 豆粉中分离出来。加工工艺对于瓜胶使用性能和经济价值的影 响常被许多瓜胶生产者持为有价值的专利资料。

1.1种子的破碎

瓜尔豆胶贮存在种子(瓜尔豆）的胚乳中，胚乳在种子发芽 时为发育的胚芽提供养分。瓜尔豆是双子叶的种子，所以每一 个种子的胚芽被两半胚乳所围绕，胚乳之外被一层一般为浅褐 色的表皮所包裹。根据种子的各个组成部分硬度不同的有利条 件可将种子以机械作用粉碎，可使用多级的研磨操作并配合其 它物理的处理方法使种子破碎。研磨机的类型有很多，例如碾 磨机、特殊型号的离心破碎机(锤式粉碎机)和滚压机等。使用 研磨机时可配合种子的水浸湿、酸浸湿和热处理脆化。

1.2胚乳的分离净化

利用多级筛选可将破碎种子后得到的胚乳部分与种皮和 胚芽部分分离。水分、蛋白质、酸不溶解残渣的测定通常被认为 是最低限度的必需分析项目以检查净化工序的效率。幼芽的存 在使高蛋白质含量提高。表皮碎屑的存在则出现酸不溶解残渣 含量的提高。水分含量高于15%或低于8%，达不到正常的平 衡含量，则暗示种子或粉末的处理不正常。有时以种子中原生 纤维的测定代替酸不溶解残渣的测定。原生纤维属于酸或碱不 溶残渣，但其测定值大约相当于酸不溶解残渣的一半。在食品 级的瓜胶中公认含有其它某些天然杂质。种子中无机物的含量 导致灰分含量的提高。可溶性低分子糖虽然存在，但通常不作 检测。少量的乙醚，可萃取组分将反映天然油脂的存在。

1.3胶粉的制作

表1瓜尔豆胶的质量指标

项目GB2246-96FAO/WHOFCC (IV)

高黏型低黏型

半乳甘露聚糖/% ^---70

1%水溶液粘度/mPas 彡60005000--

细度（GB6003) (R20/30)系列 彡 0200mm X 5 0mm/0.125mm%9998

干燥失重/% 矣12.012.01515

灰分/% (1.01.51.51.5

酸不溶物含量/% 矣7777.0

硼酸盐 矣不得检出不得检出不得检出-

蛋白质含量/. 矣10101010

淀粉 矣不得检出不得检出不得检出不得检出

砷（以As计）含量/. 矣0.00030.00030.00030.0003

重金属（以Pb计） 矣0.0020.0020.0020.002

铅含量/% 矣0.0010.0010.0050.005

1.4瓜尔豆胶的分级

【作者简介】顾振东（1976-),男，广东肇庆人，工程师，研究方向：生物技术、食品科技。

11

胚乳用机械方法粉碎后，得灰白色瓜尔豆胶粉，略带瓜尔 豆味；用热水溶解，有机溶剂(20%乙醇）沉淀，离心分离后干 燥、粉碎可获得精制瓜尔豆胶，胶粉为白色，无任何异味。表1 所示的是瓜尔豆胶的质量指标。

食品级:用一般的工业净化技术可获得不十分纯但基本上 符合要求的胚乳。由于净化技术本身的不完善，其中可能有少 量的表皮和幼芽存在。这种杂质稍微减弱胶的有效使用价值， 但并不损害瓜胶作为食品添加剂的适用性，因为整个种子都是 可食的。

工业级:大多数销售于工业应用的瓜胶和食品级瓜胶的纯 度一样。然而，工业级瓜胶针对特殊用途广泛地利用化学添加 剂，以改善和控制诸如溶胀速度、粘度和溶液的稳定性等，这些 添加剂能控制胶凝作用和控制粘度。加工工艺技术也可控制分 散、水化速度和粘度。当这些工艺技术配合使用化学添加剂时 可产生具有历史意义的典型特制品。

表2瓜胶粉末的典型分析结果

食品级细筛食品级中级筛食品级粗筛工业级细筛

水分，610-1210-1210-1210-12

蛋白质％4—64-64-64一 6

酸不舰渣％15-5.52.5-5.52.5-5.515-5.5

贼

柏斯卡•秒3-52.5-4.52-3.53-5

厘泊3000-50002500-45002000-35003000-3500

2瓜尔豆胶在食品中的应用

瓜尔豆胶在食品工业中主要用作增稠剂、持水剂，通常单 独或与其它食用胶复配使用。瓜尔豆胶在冷水中快速水化后形 成一种高度粘性和触变性的溶液，它的1 %分散体系的粘度约 为6000cPs[3]，是已知的胶类中增粘效果最好的胶体，同时吸水 性也最好，这种能与大量水结合的能力，使其在食品工业得到 了广泛的应用。瓜尔豆胶在食品中主要有以下功能：

U)稳定作用：能稳定多相系统（油、水、固体物），亦能使 粘度稳定，也可稳定胶体及降低表面张力，因而能使乳油液及 悬池液保持稳定，并能稳定泡沫液。

(2)增稠作用：使食品的稠度增加，并能使某些果汁及啤 酒的持气性增强。

(3)软化作用：与黄原胶，角豆胶等一起用作食用胶的改 良剂。

(4)持水作用：防止面包、蛋糕等焙烤制品老化失水，延长 保险期，亦可用于冷冻食品、布丁及酸乳酪中。

(5)薄膜赋性作用：如应用于快速汤料，即食饮料、微胶囊 香料等。

(6)粘性增强作用：加大食品的粘弹性，提高面团的机械 耐力和气体保持能力，常用于面包、面条及其它焙烤食品。

(7)阻止大结晶作用:如防止冰淇淋中产生粗大的砂糖晶体。

表3瓜尔豆胶在一些常见食品中的最大允许量

食品百分比

冰淇淋0.2 〜0.4

面类食品0.1 〜0.3

焙烤食品0.1 〜0.5

饮料、乳制品0.05 〜0.5

汤和汤的调制品0.8

肉汁和调味汁1.2

千酪0.8

2.1冰淇淋

蔡云升[4]等研宄发现瓜尔豆胶对冰淇淋膨胀率的提高有显 著效果，瓜尔豆胶的生产及其应用研究进展，这可能与其水溶性和吸水性好等理化性质有关，通过 比较其均质后与凝聚前的粘度，发现瓜尔豆胶在操作过程中稳 定型好，但其浆料在有明显的空气泡，保藏一段时间容易出现 收缩现象。所以可考虑将其与其它胶体复配，从而使冰淇淋成 品具有优良的膨胀率、抗融性、抗热波动性以及保形性。复配稳 定剂可采用瓜尔豆胶+魔芋精粉[5]，瓜尔豆胶+明胶+黄原胶[6]， 瓜尔豆胶+黄原胶+卡拉胶+CMC[7]等等。

稳定剂对于非冷冻部分的水起到增稠与持水的作用，因而 控制产品的水分移动，这使得冰淇淋具有咀嚼的质构。不添加 稳定剂的冰淇淋质构非常粗糙，水分的移动使冰晶易长大产生 冰屑。特别是在冰淇淋销售过程中，从贮存仓库到销售商店，最 终到达消费者手中，温度升高使冰融化成水，当温度再一次下 降时，水再一次结冰，即“热波动”。每发生一次波动，就会产生 较多的冰屑，而稳定剂有助于阻止冰晶长大。冰淇淋中冰晶越 小，舌头就越感觉不到。稳定剂可以增加浆料粘度，但几乎不会 降低冰点，主要是限制未冷冻相中的水分移动。当温度波动时， 水分子难以在原有的冰晶上再冷冻，而是重新形成新的晶核， 形成其它的小冰晶，因此不会使原有的冰晶长大。此外，稳定剂 有助于悬浮风味颗粒，并具有稳定泡沫的作用，防止冷冻产品 的收缩，阻滞冷冻产品中的水分析出。

2.2面制品

在面条生产中，利用瓜尔豆胶强吸水性能增加面团和湿面 条的总含水量，一般生产中加水量为面粉的33%左右，添加后 可增至36%左右。由于总含水量得到提高，同时胶体与面筋相 互作用形成网络状组织，使面带表面光滑、不易断，制成的面条 耐煮，不断条、口感好。

生产方便面时，按面粉量的0.3%〜0.5%添加瓜尔豆胶可 起到双重作用：瓜尔豆胶的生产及其应用研究进展，一方面，使面团柔軔，切割成面条时不易断裂， 出丝成型时也不易起毛边;另一方面，当面块放入热油锅油炸 时，胶体可使面条与油接触面的表面张力系数变大，面条中的 水分在挥发过程中所形成的小孔迅速被胶体封闭，从而阻止了 油的侵入。由于瓜尔豆胶具有较高的粘度和吸水疏油性，使面 条结构紧密光滑，在油炸过程中能相对减少渗入面条的油脂数 量，降低含油率并达到节油的目的。同时胶体与面筋形成网状 组织，防止了淀粉分子游离到炸面的油中，延缓油的酸败[8]。此 外，添加瓜尔豆胶可蒸面工序中提高面的a度。a度是衡量 方便面质量的关键指标，由蒸煮时间、蒸煮压力、蒸煮温度所决 定，与面粉吸水率密切相关，吸水越充分，a度越高，面条复水 性越好。添加后可使面粉吸水率增至35%，而a度则提高到 93%，复水时间缩短至2分钟，复水后的面条富有弹性，不糟有 嚼劲9]。

2.3焙烤食品

12

直链淀粉的结晶导致的老化是影响面包质量的主要问题。 瓜尔豆胶可与直链淀粉形成复合物从而延迟面包的老化[10]。在 亲水胶体与淀粉糊的混合体系中，不同类型的大分子一般出现 相互间的排斥，及由此产生的微区相分离，在相分离区内大分 子浓度大幅提高，并由此产生显著的增粘效应。同时，由亲水胶 体形成的微相区分布在淀粉糊体系中，成为淀粉分子三维网络 结构中的缺陷点，并以此降低体系内有效交联点的密度，在宏 观力学性能中显示最终G'(存储模量）的降低。而G'开始 时升高速度较快则是由于微区相分离所造成的局部增浓，使淀 粉分子以较高的密度（即较快的速度)交联。胶体分子集聚在淀

粉颗粒间的基质中，并有可能渗入颗粒一定深度，从而形成复 合物[11]。制作面包时添加瓜尔豆胶可使面包弹性增加，膨胀起 发性好，蜂窝状组织均匀细密，断面不掉渣，保鲜性和口感提 高。此外，添加瓜尔豆胶可使饼干光滑，防止油渗出，破碎率降 低，口感细腻[12]。

2.4肉制品

瓜尔豆胶属于半乳糖甘露聚糖，即线性甘露聚糖链带有半 乳聚糖支链，因其具有较强的稳定功能而应用于高出品率蒸煮 火腿中。使用时需要注意添加量，因为它们没有胶凝特性，浓度 过时可阻止肌原纤维蛋白质成胶，导致蒸煮损失增大甚至造成 火腿内肌肉不结着[13]。以碎肉、机械去骨禽肉、猪肝等低价位原 料肉，以不同比例混合生产肉泥，同时添加胶类及淀粉类等食 品稳定剂、增稠剂以改善肉泥产品的品质。以混合料生产肉泥 产品时，稳定剂以瓜尔豆胶为好，添加量为0.5%^。瓜尔豆胶 也可以用于香肠加工中，它能改善灌肠。

2.4饮料

瓜尔豆胶是通过糖苷键结合的胶体多糖，并且无臭无味， 能分散在热水或冷水中形成粘稠液，用于饮料中有增稠和稳定 作用，可防止制品分层、沉淀，并使产品富有良好的滑腻口感， 添加量为0.05〜0.5%。但从刘国琴等[15]的实验结论来看，瓜尔 豆胶虽然可通过增大浓度来使固形物悬浮于溶液中，但其口感 差，瓜尔豆胶的生产及其应用研究进展，不爽口，可考虑使用复配型饮料稳定剂。孙青春等[16]研宄表 明在控制用量的条件下瓜尔豆胶与琼脂复配稳定剂具有较好 的悬浮效果和口感。

2.5保健食品

瓜尔豆胶在人体中具有水溶性膳食纤维的各种功能，能降 低肝脏和血液中的胆固醇，糖负荷试验中能抑止血糖值上升， 还具有调节胰岛素并使血液中胰岛素下降的作用[17]。A.C.D. FRIAS与V.C.SGARBIERI[18]研宄发现，食物中含有浓度10% 到20%的瓜尔豆胶时，可以有效地降低摄食量并减少体重，使 小肠长度增加，食物在肠道中的迀移延迟，并且减少血液中胆 固醇和甘油脂的总量，提高HDL —胆固醇的含量并减少 LDL —胆固醇的含量，降低肝脏中胆固醇的浓度。值得注意的 是，添加瓜尔豆胶会不同程度地影响钙、锌和铁的吸收[19]。

2.6其它

甜点心糖屑中，能减少蔗糖对分的吸收;0.2%〜0.8 %的含 量使用于调味料和调味汁时，它能增加粘度，提供良好的口感； 罐头食品中，使肉菜固体部分表面包一层稠厚的肉汁；用于干 酪加工时可消除脱水收缩，并可增加涂布性；作为香精香料或 其它活性物质微胶囊化的壁材[20];用于炸薯条、虾条等膨化食 品等等。

3水解瓜尔豆胶在食品中的应用

瓜尔豆胶很容易解聚，化学法或酶法都可使瓜尔豆胶水 解。例如在低pH值和高温的条件下，可以制得一系列分子量 不同的瓜尔豆胶。虽然解聚的瓜尔豆胶的增稠效果在某种程度 上不如天然瓜尔豆胶，但是它可以使两相界面的胶体浓度增加 从而减少了相分离的趋势。研宄表明低分子量的瓜尔豆胶比天 然的瓜尔豆胶更适合用作食品增稠剂[21]。何唯平等[22]介绍了一 种由半乳甘露聚糖酶水解瓜尔豆得到的天然水溶性膳食纤维， 溶解度高，粘度低且不受pH值和NaCl的影响，同时在高温 (100°C)和pH5时具有良好的稳定性。可显著改善便秘的便通 效果，增加双岐杆菌的数量，提高对铁质的吸收，降低血清胆固 醇和甘油脂。

4展望

由于瓜尔豆胶来源稳定、价格低廉，在食品工业中得到了 广泛的应用。此外，瓜尔豆胶的生产及其应用研究进展，商品化的瓜尔豆胶衍生物也早已问世，化学 改性可使瓜尔豆胶改变在溶剂在的分散状态、粘度、溶液透明 度等特性。除了本文介绍的水解瓜尔豆胶外，产品有离子型的 羧甲基瓜尔豆胶钠(CMG)、羧甲基羟丙基瓜尔豆胶钠(CMH- PG)和非离子型的羟丙基瓜尔豆胶(HPG)及磷酸瓜尔豆胶等。 这是因为瓜尔豆胶的结构中含有许多羟基(每个糖单体平均含 有三个羟基），通过羟基官能团容易进行醚化和酯化反应。近年 来，通过化学改性使瓜尔豆胶的分散性、粘度、水化速度、溶液 透明度大大提高。目前这些衍生物虽没有被批准用于食品中， 其中一部分将来也许会被批准用于食品。瓜尔豆胶的衍生物的 研宄与开发，使瓜尔豆胶衍生物已成为瓜尔豆胶生产中举足轻 重的重要组成成分。国内外瓜尔豆胶生产企业正在加强开发瓜 尔豆胶产品，表明这种增稠剂有着广泛的发展前景。