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9000-01-5 / 阿拉伯膠的應用

背景及概述[1][2]

阿拉伯膠(Arabic Gum)是非洲豆科類植物的分泌產物,是金合歡屬(Acacia)中的各種樹的樹皮割所得的滲出物。迄今為止,發現的金合歡樹種類已達1100多種,在這一千多種豆科植物中,大多數都能在一定條件下分泌一定量的樹膠。主要的品種有阿拉伯樹(Acacia Senega1)、華美相思樹(Acacia Laetia)等,但商品阿拉伯膠中的80%來自于阿拉伯樹。

天然阿拉伯膠塊多為淚珠狀,略透明的琥珀色,無味可食。精制膠粉則為白色;阿拉伯膠約由98%的多糖和2%蛋白質組成。這種多糖屬高聚物,具有以阿拉伯半乳聚糖為主的、多支鏈的復雜分子結構。阿拉伯膠是一種含有鈣、鎂、鉀等多種陽離子的弱酸性多糖大分子,在結構上還連有2%左右的蛋白質;不同金合歡樹獲得的阿拉伯膠,單糖比例各有差異。

阿拉伯膠又稱阿拉伯樹膠、金合歡膠、亞克西膠、塞內加爾膠、桃膠。來源于金合歡屬的阿拉伯樹干上收集的滲出凝固物。其應用時間已有4000年了,由于是安全無毒的,用量不作規定,呈黃色至淺黃褐色半透明的塊狀,或白色至淺黃色的顆粒及粉末。其顏色越淡,品質越好,新鮮的外表平滑,內部透明,無臭、無味,極易溶于水,可以大量溶于熱水和冷水,形成清晰而膠黏的稠液。

1份阿拉伯膠可溶解于20份甘油、20份丙二醇、2.7份水,幾乎不溶于乙醇(95%)。阿拉伯膠在水中溶解非常緩慢,2小時后可幾乎溶解于2倍量水中,僅有少量的粉末殘留。溶液呈無色或黃色,黏稠而有黏性,半透明。水溶液易被細菌或酶降解,但在貯存前可通過短時間煮沸使酶失活,也可加入防腐劑防腐。粉狀阿拉伯膠應貯藏于密閉容器中,于陰涼干燥處存放。

性質[3]

天然阿拉伯膠塊多為大小不一的淚珠狀.略透明的琥珀色;精制膠粉則為白色;無味可食阿拉伯膠干粉非常穩定和可以長久儲存,研究表明存儲了幾十年的膠塊也沒有發現有明顯的性狀變化。

1. 溶解度:阿拉伯膠具有高度的水中溶解性及較低的溶液粘度,能很容易地溶于冷/熱水,可配制成50%濃度的水溶液而仍具有流動性,這是其它親水膠體所不具備的特點之一但不溶于乙醇等有機溶劑。

2. 粘度:5%水溶液的粘度低于5厘泊;25%水溶液的粘度約80 一140 厘泊(25C,2小時后Br00kfidd轉子粘度計RVF型,轉速20rpm)。在常溫下都有可能調制出50%濃度的膠液,阿拉伯膠是典型的“高濃低粘”型膠體。一般而言,噴霧干燥的產品比原始膠的粘度略低些。

3. 酸穩定性:因為阿拉伯膠結構上帶有酸性基團,溶液的自然pH值也呈弱酸性,一般在0 I4 5(25%濃度) 溶液的最大粘度約在pH5-5.5附近,但在pH值在4-8范圍內變化對其阿拉伯膠性狀影響不大,具有酸環境較穩定的特性。當pH值低于3時.結構上酸基的離子狀態趨于減少,從而使得溶解度下降,而粘度下降。

4. 乳化穩定性:由于阿拉伯膠結構上帶有部分蛋白物質及結構外表的鼠李糖,使得阿拉伯膠有非常良好的親水親油性,是非常好的天然水包油型乳化穩定劑但不同來源樹種的阿拉伯膠其乳化穩定效果有差別;一般規律,鼠李糖含量高,含氮量高的膠體,其乳化穩定性能更好些,固此Acacta senegal膠在乳化穩定方面比Acacia seyal膠更好阿拉伯膠還具有降低溶液表面張力的功能,用于穩定啤酒泡沫等。

5. 熱穩定性:一般性加熱膠溶液不會引起膠的性質改變,但長時問高溫加熱會使得膠體分子降解.導致乳化性能下降。

6. 兼容性:阿拉伯膠能與大部分天然膠和淀粉相互兼容,在較低pH條件下,阿拉伯膠與明膠能形成聚凝軟膠用來包裹油溶物質。

結構[3]

研究表明阿拉伯膠結構的中央是以β1-3鍵相連的半乳聚糖,L-鼠李糖主要分布在結構的外表。鼠李糖的碳六位上是CH3而不是COH3,因此有非常良好的親油性。此外在結構上還連有2%左右的蛋白質;盡管這些蛋白物質與多糖在結構上的連接位置仍不十分明確,但是在氨基酸的成分中,羥脯氨酸的占有相當的比例,不同來源阿拉伯膠含氨基酸如下:

阿拉伯膠的應用

應用[1][2][4]

1. 醫藥:阿拉伯膠主要在口服和局部用藥物制劑中用作助懸劑和乳化劑,通常與西黃蓍膠聯合使用,以西黃蓍膠1份與阿拉伯膠15份的比例合用最為適宜;還可用作錠劑基質和片劑的黏合劑。因其干燥后常形成一層硬膜,故不宜作外用乳劑的乳化劑。

2. 食品:阿拉伯膠在食品工業中的應用包括:(1)保護膠體或穩定劑的作用;(2)水溶液的膠粘性;(3)增稠能力;(4)在低熱值食品配方中,阿拉伯膠本身的低消化性。阿拉伯膠在食品中的主要功用就是通過它提供的粘度、流變性和特征性使產品達到所要求的性質。

1)在糖果制品中的應用:阿拉伯膠能廣泛地應用于糖果點心制造工業,主要在于其具有防止糖分結晶的能力,另外它具有增稠、增濃的能力。用于糖果中作抗結晶劑,防止蔗糖晶體析出,也能有效地乳化奶糖中的乳脂,避免溢出;還用于巧克力表面上光,使巧克力只溶于口,不溶于手。阿拉伯膠可作為蜜餞的透明糖衣,咀嚼糖、止咳糖和菱形糖的成分。獨特的膠姆糖就是由阿拉伯膠制造的。

2)在牛奶制品中的應用:阿拉伯膠在冷凍食品中,例如,冰淇淋、不含乳脂的冰凍甜食中可作為穩定劑,這主要是因為阿拉伯膠有很強的吸水性,加入的阿拉伯膠可結合大量的水并以水化的形式保持這些水分,固定在冰淇淋內部形成更精細的結構,以防止冰晶的析出。

3)在面包制品中的應用:阿拉伯膠廣泛地應用于面包工業中,這是由于膠液本身的粘度和粘著性所決定的,它可以賦以面包表面的光滑感。

4)在飲料中的應用:阿拉伯膠是啤酒之類飲料的泡沫穩定劑,在飲料中會產生類似水果汁的、引人注目的混濁外觀。在碳酸飲料中阿拉伯膠用于乳化、分散香精和色素,避免出現瓶頸處的色素圈;它也與植物油一起用作飲料的渾濁劑,還用于穩定啤酒泡沫等。

5)做為香料乳化劑:阿拉伯膠液一個非常重要的特性是可在油一水界面有吸附的傾向,并使之形成一層穩定的膜。這層膜的表面粘彈性與水相的稀釋度無多大關系,這是因為阿拉伯膠中富含蛋白質的部分所致。乳濁液在有電解質時依然穩定,在大范圍的pH條件下也很穩定。阿拉伯膠具有良好的乳化特性,特別適合于水包油型乳化體系,廣泛用于乳化香精中作乳化穩定劑。

6)香昧固定作用:阿拉伯膠作為駐香劑使用時,在香料顆料的周圍形成保護薄膜,以防止氧化和蒸發,同時也防止它從空氣中吸濕。另外,隨著更先進的微膠囊技術的發展,使得阿拉伯膠在香味固定方面有更廣泛的應用,以香精為芯料,可以用阿拉伯膠和明膠為囊材,通過復凝聚法制備出一系列不同工藝條件下的微膠囊,它們都可以形成包圍球體香料的薄膜或膠囊

注意事項[1]

1. 與氨基比林、阿樸嗎啡、甲酚、乙醇(95%)、三價鐵鹽、嗎啡、苯酚、毒扁豆堿、鞣酸、麝香草粉和香草醛有配伍禁忌。阿拉伯膠中的一種氧化酶可能會影響含有易氧化物質的制劑,但100℃短時間加熱可使酶失活。

2. 許多鹽能降低阿拉伯膠水溶液的黏度,而三價鹽會引起凝聚。水溶液帶負電,能與明膠及其他物質形成共聚物。在乳劑制備中,阿拉伯膠與皂類有配伍禁忌。

主要參考資料

[1] 中華烘焙食品大辭典·原輔料及食品添加劑分冊

[2] 胡國華. 阿拉伯膠在食品工業中的應用[J]. 糧油食品科技, 2003, 11(2): 7-8.

[3] 王衛平. 阿拉伯膠的種類及性質與功能的研究[J]. 中國食品添加劑, 2002 (2): 22-28.

[4] 新編獸藥實用手冊

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