全 文 ： 2004, Vol. 25, No. 5 食品科学 ※基础研究46
葫芦巴胶溶液流变特性研究
汤凤霞，王忠敏
(集美大学生物工程学院，福建 厦门 361021)
摘 要：通过测定和分析浓度、剪切力、温度、pH和冻融等变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响及与黄原胶等
食品胶的协效性，对葫芦巴胶溶液的流变性进行了研究。研究结果表明：冷水溶和热水溶葫芦巴胶溶液的表观粘
度都随浓度的升高而呈指数规律的上升；葫芦巴胶溶液为非牛顿流体，其剪切稀化具有瞬时恢复性；随着温度的
升高，葫芦巴胶溶液的表观粘度呈半对数规律下降；且溶液具有很强的耐热性；葫芦巴胶溶液在酸性和碱性条件
下较为稳定；冻融处理可使葫芦巴胶溶液的表观粘度下降；葫芦巴胶与黄原胶、海藻酸钠有一定的协效性，但其
协效性较低，而与CMC却有很强的相互增效的协同效应。
关键词：葫芦巴胶； 流变性； 表观粘度
Rheology Study on Trigonella Bean Gum
TANG Feng-xia，WANG Zhong-min
(College of Biology Engineering, Jimei University, Xiamen 361021,China)
Abstact：In the thesis the rheology of trigonella bean gum was studied by studying the apparent viscosity changing affected
by concentration, shearing, temperature, pH, freazing-thawing and synergic effect with xanthan gum. Results showed that the
viscosity of trigonella bean gum dissolved in hot-water or cold-water rised exponentially with the rising of concentration; it was
non-newton fluid and its shear-thinning capability could resile instantaneously, while its viscosity reduced half-logarithmically
with the rising of temperature and it had strong heat-resistant characteristics; the effect of pH on trigonella bean gum was small;
its viscosity reduced with the freezing-thawing; whereas trigonella had little synergy with xanthan gum or Sodiun alginates, it
showed strong synergic effect with Sodiun carboxy methyl cellulose.
Key words：trigonella bean gum；rheolo y；viscosity
中图分类号：TS201.7 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2004)05-0046-07
收稿日期：2003-07-28
作者简介：汤凤霞(1956-)，女，教授，研究方向为食品化学、食品加工与保藏。
葫芦巴，又名香豆、香草、苦巴，系豆科植物
葫芦巴属一年生植物[1]，生于海拔2500～3000米的山区
阴湿地。原产欧洲南部及亚洲，我国新疆亦有分布，
河北、陕西、甘肃、青海、西藏均有栽培[ 2 ]。葫芦
巴胶是从葫芦巴种子胚乳中提取出的一种多糖胶，主要
成分是半乳甘露聚糖。半乳甘露聚糖是植物的储备性多
糖，可作为增稠剂、稳定剂等广泛应用于食品、石油
纺织、造纸、医药等行业[3]。葫芦巴胶于1999年6月
通过全国食品添加剂标准化技术委员会第二十次年会的
新品种评审，成为一种新型的食品增稠剂。
葫芦巴胶为白色或稍带黄色的无定形粉状物，无嗅
或稍有气味，遇水浸渍溶胀，能产生很高的表观粘度，
分解点307～311℃，溶于水及氢氧化钠、氢氧化钾溶
液，不溶于各种有机溶剂，水溶液为中性。葫芦巴胶
的结构骨架为主链是β-D-甘露糖残基与1,4-糖苷键相连
的直链多糖，其侧链是由α-D-半乳糖残基通过1,6-糖
苷键与主链中甘露糖的C6相接。分子式为(C6H10O5)n·
2H2O，摩尔质量接近于250,000，聚糖中半乳糖与甘露
糖之比为1:1.2。葫芦巴胶的化学结构如下[4]：
所谓流变性质，是指物质在外力作用下的变形和流
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动的性质[5]。葫芦巴胶作为食品增稠剂对保持食品(液态
食品、冻胶食品)的色、香、味、结构和食品的相对
稳定性起相当重要的作用，这种作用的大小又取决于它
的流变性[6]。因此研究其流变性质将使其更好地了解和
掌握其功能，使其得到广泛的应用。作者通过对葫芦
巴胶浓度与表观粘度的关系、剪切力变化、pH变化对
其溶液表观粘度的影响等流变性质以及葫芦巴胶与其它
食用胶混合后的表观粘度变化研究，为葫芦巴胶广泛应
用提供试验依据。
1 材料与方法
1.1材料与仪器
1.1.1材料
葫芦巴胶 天津药业有限公司；黄原胶 江苏神华
药业有限公司、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC) 均
为食品级；盐酸及氢氧化钠 分析纯；实验用水为蒸
馏水。
1.1.2仪器
NDJ-1型旋转粘度计；79-1型磁力搅拌器；定时恒
温搅拌器；电子天平；冰箱。
1.2实验方法
1.2.1葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
1.2.1.1冷水溶葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
配制浓度分别为0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、
1.0%的葫芦巴胶溶液，在室温下搅拌15min，用NDJ-
1型旋转表观粘度计在30r/min、25℃下测各浓度的表观
粘度值。
1.2.1.2热水溶葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
用80℃热水配制浓度分别为0.1%、0.2%、0.4%、
0.6%、0.8%、1.0%的葫芦巴胶溶液，降至室温并在室
温下搅拌15min，用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min、
25℃下测各浓度的表观粘度值。
1.2.2剪切力对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
1.2.2.1剪切力变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度分别为0.1%、0.5%、1.0%的葫芦巴胶溶
液，在室温下搅拌15min，用NDJ-1型旋转表观粘度计
对各浓度分别在6、12、30、60r/min、25℃下测其表
观粘度变化。
1.2.2.2搅拌时间对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度分别为0.1%、0.5%、1.0%的葫芦巴胶溶
液，用79-1型磁力搅拌器在1800r/min下对浓度为0.1%
的葫芦巴胶溶液进行搅拌，以零开始计时，每隔10min
用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min下测其表观粘度变
化，1 h停止测量。改变浓度，重复上述操作。
1.2.3温度对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
1.2.3.1温度变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度分别为0.1%、0.5%、1.0%的葫芦巴胶溶
液，将各浓度分别在25、40、50、70、80℃恒温水
浴上加热15min，然后用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/
min下测其表观粘度变化。
1.2.3.2恒温加热时间对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度为0.5%的葫芦巴胶溶液，将各浓度分别
在80℃恒温水浴上加热0.5、1、1.5、2、2.5h，然后
用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min下测其表观粘度的
变化。
1.2.4pH值变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度分别为0.1%、0.5%、1.0%的葫芦巴胶溶
液，在室温下搅拌15min，对各浓度分别调其pH值，
用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min、25℃下测其pH
值分别在2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、
12时表观粘度的变化。
1.2.5冻融变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
配制浓度分别为0.1%、0.5%、1.0%的葫芦巴胶溶
液，在室温下搅拌15min，置于－18℃冰箱中24h, 室温
下解冻，用NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min、25℃
下测定冷冻前后葫芦巴胶溶液的表观粘度变化。
1.2.6葫芦巴胶与黄原胶等增稠剂混合后表观粘度的变化
配制浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%、1.0%的葫
芦巴胶与黄原胶的混合溶液(二者比例为1:1)及其同浓度
葫芦巴胶与黄原胶的单溶液，在室温下搅拌15min，用
NDJ-1型旋转表观粘度计在30r/min、25℃下测各浓度表
观粘度值，将黄原胶改成海藻酸钠、CMC，重复上述
操作。
2 结果与分析
2.1葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
2.1.1冷水溶葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
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从图1可以看出，冷水溶葫芦巴胶溶液随浓度的增
加而增加，浓度较低(0.1%～0.6%)时，表观粘度增加的
幅度较小，浓度较高(0.6%～1.0%)时，表观粘度变化幅
度显著增加，当浓度达到1%时，其表观粘度为560
mPa·s(25℃)。从图中曲线变化趋势来看，葫芦巴胶
溶液的表观粘度随着浓度的增大而呈指数规律地增加，
这是线形电荷高分子典型特点，也是高分子间的相互作
用(分子间的链结程度)随浓度升高而增强的效果。
2.1.2热水溶葫芦巴胶溶液浓度与表观粘度的关系
从图1可以看出，热水溶葫芦巴胶溶液和冷水溶葫
芦巴胶溶液一样随着浓度的增加而增加，浓度较低
(0.1%～0.6%)时，表观粘度增加的幅度较小，浓度较高
(0.6%～1.0%)时，表观粘度变化幅度显著增加，当浓度
达到1%时，其表观粘度为1600mPa·s(25℃)。热水
溶葫芦巴胶也呈指数关系，而且热水溶的指数关系比冷
水溶更明显。
将冷水溶与热水溶进行比较，可以看出，对于同
浓度的葫芦巴胶热水溶都比冷水溶的表观粘度要高，而
且随着浓度增加，高出的幅度越来越大。这是由于葫
芦巴胶在热水中溶解后，其半乳甘露聚糖分子的溶胀程
度比在冷水中溶解后要大的多，且这种程度随着浓度的
升高而增大。
2.2剪切力对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
2.2.1剪切力变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
从图2可以看出，浓度从低到高(0.1%～1.0%)的三
种不同浓度的葫芦巴胶溶液的表观粘度都随着剪切速率
的增加而下降。因此，葫芦巴胶溶液具有假塑性，呈
现出“非牛顿流体”特征，且假塑性的程度随着浓度
的增加而增加。
这一现象主要是由于葫芦巴胶溶液的半乳甘露聚糖
大分子在速度梯度场中的定向所造成的。速度梯度越
大，定向作用越强。定向的结果，使分子与流动方向
趋于一致，这当然会减小对液体流动的干扰，同时使
大分子间的缠结减弱[8]，因此，溶液的表观粘度随着剪
切速率的增加而下降。
2.2.2搅拌时间对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
从图3可以看出，浓度从低到高(0.1%～1.0%)的三
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溶液中的构象有关，直链多糖分子在溶液中旋转时占很
大的体积，分子间彼此碰撞的频率增高，摩擦增大，
从而使溶液具有很高的表观粘度，而降解后的多糖分子
比降解前的多糖分子所占空间要小的多，因此相互碰撞
频率也低，溶液的表观粘度也要低。另一方面，表观
粘度虽下降但幅度并不大，这也反映了葫芦巴胶溶液具
有一定的热稳定性。
2.4pH值变化对葫芦巴胶溶液表观粘度的影响
从图6可以看出，pH值对葫芦巴胶溶液表观粘度
有较大的影响。葫芦巴胶溶液在pH值约为6时溶液的
表观粘度最大，当pH＞6时，随着pH值升高，其表
观粘度降低，由于半乳甘露聚糖分子的糖苷键在碱性条
件下是比较稳定的[10]，因此，可能是强碱条件下引起
解聚而导致表观粘度下降，但降低的幅度很小，可认
为葫芦巴胶在碱性条件下比较稳定。当pH＜6时，此
时糖苷键在酸性条件下水解，故表观粘度明显下降，。
从图中可以看出，pH值处于4时，表观粘度降到最低，
此时当pH值小于4时，表观粘度反而会上升，这是由
于在较高的pH值，羟基被电离成聚电解质，使得胶体
分子带上正电荷，因而链间同种电荷产生静电排斥，
引起链的伸展和增长，由此对表观粘度产生的影响比因
糖苷键降解所引起表观粘度下降的要大，故其表观粘度
会升高。
总体来说，低浓度葫芦巴胶在酸性和碱性条件下降
低的幅度较小，可以认为低浓度葫芦巴胶溶液在酸性和