瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用：

瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用，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Cyamopsis te- tragonofcbus。自1993年瓜尔豆胶打入中国市场以 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増稠剂之 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、制备和 在食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 (Guaran)，其主键为（1 —4)-P-)-甘露糖单位，侧键则由单个的〇0-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 说半乳糖的分布是随意无规则的，瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用，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，结果 产生弱的粘度増效作用。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[1~3]。

2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、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。瓜尔豆胶是良好的増稠剂，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20 ~30 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 Pa、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，以后粘度继续逐渐増大，24 h达 到最高点，粘稠力为淀粉糊的5 ~ 8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 小而増加;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pH在8~ 9时可达最快水化 速度，然而大于10或小于4则水化速度很5。因 此，在应用时应等瓜尔豆胶充分水化后再调节溶液 的pH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己呈非牛顿流体 的假塑性流体特性，具有搅稀作用。瓜尔豆胶的水 溶液为中性，瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用，pH变化在3.5 ~10范围内对胶溶液的 性状影响不很明显，一般在pH 3. 5 ~ 6. 0范围内随 pH降低粘度也有所降低，pH 3.5以下粘度又増大， 在pH为6 ~8范围内其溶液粘度可达到最大值，pH 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pH的条件下，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pH 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pH 值下，链段还原末端卩-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80 ~95

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、琼脂糖和K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増强粘度的协同作用。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 用作増稠剂、持水剂，通常单独或与其它食用胶复配 使用。用于色拉酱、肉汁中起増稠作用，用于冰淇淋 中使产品融化缓慢，面制品中増进口感，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，也用于奶酪中増加涂布性等。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，瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用，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

优。

化学改性可使瓜尔豆胶改变在溶剂中的分散状 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(CMG)和非离子型的羟丙 基瓜尔胶(HPG)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。

表1瓜尔豆胶在食品生产中的应用及添加量

食品种类瓜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，我国年需増稠剂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，瓜尔豆胶的特性及其在食品工业中的应用，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波动。另外瓜尔豆胶作 为一种増稠剂，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^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己成为中国 食品工业中用量最大的増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。

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