全 文 :皂荚豆胶的性能及其应用前景探讨
邵金良 袁唯
(云南农业大学食品科技学院 ,昆明 650201)
摘 要:本文对皂荚豆胶的化学结构及物理化学特性进行了论述 ,简单叙述了从皂荚种子中提取皂荚豆胶的工艺流
程 ,对其在食品工业中的应用前景进行了展望。
关键词:皂荚;皂荚豆胶;应用前景
中图分类号:TS201.7 文献标识码:A 文章编号:1006-2513(2005)02-0045-03
Studyonthecapabilityandappliedforegroundof
Chinesehoneylocustgum
SHAOJin-liang, YUANWei
(ColegeofFoodScienceandTechnology, YunnanAgriculturalUniversityKumming 650201)
Abstract:ThispaperdiscussthechemicstructureandphysicalchemistrycharacteristicofChinesehoneylocust.Furtherdepiction
thetechnicalcoursethatitobtainfromtheseedofGleditsiaSinensisLam.Andexpecttheappliedforegroundintheedibleindus-
try.
Keywords:GleditsiaSinensisLam;Chinesehoneylocustgum;Appliedforeground
皂荚(GleditsiasinensisLam.)[ 1]为豆科苏木亚科
的多年生木本植物 ,落叶乔木 ,高可达 30m,胸径达
1.2m;树皮暗灰或灰黑色 ,粗糙;刺常分枝 ,基部粗圆。
种子多数为长圆形 ,扁平 ,长约 12 ~ 30cm,宽 2 ~ 4cm,
微厚 、高棕色、表面被白色粉霜[ 2] 。花期 4 ~ 5月 ,果
期 10月[ 3] 。在我国河北 、山东 、山西 、江苏 、浙江 、江
西 、福建 、广东 、四川 、贵州 、云南等地均有分布。木材
黄褐色 ,有光泽 ,可供室内装修、细木工 、旋制品及工
艺品等用材。皂荚根系发达 ,具有耐旱 、节水 、耐寒 、
固氮和抗病虫害等特点 ,是营造水土保持林和防风固
沙林的优良生态树种之一。国内外主要集中在杀虫
功能和中药效能的研究上 ,很少见皂荚豆组成及皂荚
胶性质方面的研究报道。
皂荚豆胶[ 2] (Chinesehoneylocustgum),又名皂
荚糖胶 、皂角子胶 、甘露糖乳酸 ,是从豆科(Legumino-
sae)多年生植物皂荚种子胚乳中分离提取得到的多
糖胶 ,对皂荚豆胶的性能分析结果表明:皂荚豆胶具
有与瓜尔豆胶、胡芦巴胶等植物相似的性质 ,可作为
增稠剂 、粘合剂 、稳定剂等应用于食品 、石油 、造纸 、印
染和选矿等多种工业中。因此 ,皂荚的研究开发具有
生态和经济意义。
1 皂荚的物理化学组成
皂荚果实中种子占 20 ~ 30%,壳占 70 ~ 80%,皂
荚的种子主要成分见表 1。由表可知:皂荚中含有大
量的糖类 ,所以可以从皂荚种子中分离出来的皂荚植
物胶 ,并且皂荚种子含胶量高达 30% ~ 40%,远远高
于草本植物的含胶量。
表 1 皂荚豆的物理化学组成(%)[ 4]
名称 粗蛋白粗脂肪粗淀粉 总糖 可溶性糖 聚糖 总氮 粗纤维 灰分 果胶
含量 22.12 4.39 12.33 50.61 7.22 16.17 3.54 7.94 3.12 7.33
收稿日期:2004-10-23
作者简介:邵金良(1979-),男 ,汉族,在读硕士,研究方向:农产品贮藏加工
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2 皂荚豆胶的化学结构及其性能
2.1 皂荚豆胶的化学结构
皂荚豆胶是从豆科(Leguminosae)多年生植物皂
荚种子胚乳中分离提取得到的多糖胶 ,主要成分为半
乳甘露聚糖。半乳甘露聚糖植物胶是工业上广泛应
用的胶类之一。它主要存在于植物种子的胚乳中。
各种植物种子半乳甘露聚糖的构型差别不大 ,皂荚糖
胶为多糖类聚合体 ,在结构上 ,以 β -1, 4键相互连接
的 D-吡喃甘露糖为主链 ,不均匀的在主链的一些 D
-吡喃甘露糖的 C6位上再连接了单个 D-D-吡喃
半乳糖(α-1, 6键)为支链 ,其半乳糖与甘露糖之比
为 1∶4。这种基本呈线形而分枝的结构决定了与那
些无分枝 ,纤维状 ,水不溶性的甘露聚糖 、葡甘露聚糖
有明显的不同 ,它具有中性的非离子性质 ,在冷水和
热水中均能形成胶体溶液 ,较稀的水溶液仍有较高的
黏度。
2.2 皂荚豆胶的物理化学特性
2.2.1 溶解性
皂荚豆胶分子结构中含有丰富的羟基 ,能溶于
冷 /热水并同时迅速开始水化 ,最终形成透明状黏稠
溶液。但不能溶于乙醇 、丙酮等有机溶剂。
2.2.2 黏度
皂荚豆胶是天然的胶体之一 , 1.0%水溶液的黏
度大于 1600mPa·s。
2.2.3 流变性
皂荚豆胶的溶液都呈非牛顿型的假塑性流动特
性 ,即具有搅稀作用。随溶液浓度加大 ,其假塑性程
度增加;随相对分子质量降低 ,假塑性程度也降低。
2.2.4 热稳定性
与许多其它胶体一样 ,温度上升时 ,皂荚豆胶溶
液黏度下降 ,其中 ,小于 60℃加热使冷水溶部分黏度
有较大幅度增加 ,小于 80℃加热使热水溶部分黏度增
加。加热时间对于皂荚豆胶的黏度也有影响。短时
间加热冷水溶部分的黏度增加(<60min),长时间加
热(≤90min)加热使皂荚豆胶热水溶部分黏度稍有
增加。
2.2.5 酸稳定性
皂荚豆胶溶液天然 pH为中性 , pH在 4 ~ 10范围
内对胶体溶液性状影响不明显。在 pH为 6 ~ 8时 ,溶
液的黏度可达到最大值。在酸性条件下水化速度很
快 ,在碱性条件下 ,水化速度很慢。当 pH大于 10后 ,
则不能水化。
2.2.6 兼容性
由于皂荚豆胶是非离子型高分子 ,因此具有良好
的无机盐类兼容性能 ,耐受一价金属盐类如食盐的能
力比较好。高价金属离子的存在可使溶解度下降 ,钙
离子浓度很高时 ,皂荚豆胶会从溶液中析出 ,特别是
在高 pH的条件下。
2.2.7 与其它胶体的协同效果
皂荚豆胶与黄原胶有强烈的协效性 ,其中热水溶
部分的协效性远远大于冷水溶部分。冷水溶部分的
皂荚豆胶与卡拉胶基本无协效性 ,而热水溶部分与卡
拉胶有较好的协效性。
3 皂荚豆胶的质量指标 [ 2]
我国 《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760—
1996)规定:皂荚豆胶可作为增稠剂使用。皂荚豆胶
的质量标准(中国企标)见表 2。
表 2 皂荚豆胶的质量指标(中国企标)
项目 指标 项目 指标
黏度(1.0%溶液)mPa· s ≥1600 灰分 ≤2.0
pH 6.5~ 7.0 砷 ≤0.0002
干燥失重 ≤12.0 重金属 ≤0.002
4 皂荚豆胶的生产工艺
皂荚胶提取的原理是将皂荚去壳以后用水浸泡 ,
使其发生适当的润湿膨胀 ,在进行打浆 、分离即将精
选的皂荚豆加水搅拌 ,使黏性物质经打浆后溶解 ,得
到胶液。得到的胶液通过离心分离或过滤 ,把微细尘
粒出去后 ,进行混合浓缩 ,再用喷雾干燥或滚筒干燥
设备进行干燥 ,或用亲水性的有机溶液将黏性物质凝
聚沉淀 ,再将沉淀物质进行适当的粉碎 ,就可得到粉
末状的皂荚豆胶。
皂荚豆※分选※清洗※打浆※脱脂※浓缩※粗
磨※精磨※高温热风杀菌、干燥※过筛※成品
5 皂荚豆胶的在食品中的应用前景
皂荚种子含有丰富的半乳甘露聚糖胶和蛋白质
成分 ,半乳甘露聚糖胶因其独特的流变性 ,而被广泛
用作增稠剂 、稳定剂 、粘合剂 、胶凝剂 、浮选剂 、絮凝
剂、分散剂等 ,因为皂荚豆胶具有与瓜尔豆胶相似的
性质 ,参考瓜尔豆胶[ 5] [ 6]在食品工业中的应用 ,对皂
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荚豆胶在食品工业中的应用前景进行探讨。
5.1 冰淇淋[ 7]
皂荚豆胶能赋予产品滑溜和糯性的口感 ,另外它
能使产品缓慢融化 ,并提高产品抗骤热的性能。皂荚
豆胶与黄原胶混合 ,用作冰淇淋的稳定剂 ,可使冰淇
淋结构更致密 ,细腻度和膨胀率显著提高 ,避免由于
冰晶生成而引起颗粒的存在。
5.2 罐头食品[ 8]
这类产品的特征是尽可能不含流动态的水 ,皂荚
豆胶用于稠化产品中的水分 ,并使肉 、菜固体表面包
裹一层稠厚的肉汁。特殊的 、缓慢溶涨的皂荚豆胶有
时还用于控制在罐装时罐液的黏度。
5.3 奶酪
在软奶酪加工中皂荚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 ,使更滑腻和更均
匀的涂敷奶酪有可能带更多的水。
5.4 调味汁和色拉调味品
这些产品利用了皂荚豆胶在低浓度下产生高黏
度的基本性质。
5.5 面制品[ 9]
在面粉中掺入一定比例的皂荚豆胶可提高面粉
品质 ,提高面粉的弹性 ,制成各种专用粉用于挂面 、即
食方便面 、面包 、水饺的生产。
5.6 饮料 、乳制品
皂荚豆胶用于饮料及乳制品 ,有增稠 、稳定作用。
防止制品分层 、沉淀 ,并使产品富有良好的滑腻口感。
国外应用最广 、研究最深 ,质量最好的半乳甘露
聚糖型植物胶是瓜尔豆胶 ,其年消耗量已超过 30万
吨。我国对植物胶的年需求量在 4万吨以上 ,但我国
年产量不足 3000吨 ,远远不能满足市场的需求。除
耗费大量粮食生产的淀粉衍生物作为代用品外 ,每年
尚需进口 2万吨左右的瓜尔豆胶 ,花费 4亿多人民
币。预测未来 5年内 ,我国对植物胶的需求量年递增
10%[ 10] 。而我国目前年产质量参差不齐的半乳甘露
聚糖胶不足 2000吨(主要是田菁胶 、胡芦巴胶等)远
远不能满足要求。 2000年仅中化国际化工进口公司
和广州百中食品添加剂有限公司两家就经营进口了
1.8万吨瓜尔豆胶 ,预测未来五年内 ,我国对半乳甘露
聚糖胶的需求量年递增 10%。因此 ,继续寻找开发我
国半乳甘露聚胶新资源对我国食品工业的发展有非
常重要的意义。
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2005秋季全国食品添加剂和食品配料展览会
2005年 9月 15— 17日 广州·中国出口商品交易会展览馆
主办单位:中国食品添加剂生产应用工业协会
热线:010-82290623 82290624 传真:010-82290625 82290789
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