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罗望子胶
别名:罗望子多糖胶
分类:植物胶
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什么是罗望子胶

罗望子胶又称为罗望子多糖(简称TSP)或罗望子多糖胶,它是从豆科罗望子属植物种子的胚乳(又名酸角种子)中提取分离出来的一种中性多糖类物质,易分散于冷水中,加热则形成粘状液体,罗望子胶有良好的耐热,耐酸,耐盐,耐冷冻和解冻性,具有稳定,乳化,增稠,凝结,保水,成膜的作用,其水溶液的粘稠性较强,粘度不受酸类和盐类等影响,是一种用途广泛的食用胶。

胶体介绍

罗望子胶性状

罗望子胶为自由流动、无臭无味、乳白色或淡米黄色的粉末,罗望子胶分子结构主要是由 D- 半乳糖、D - 木糖、D - 葡萄糖( 1: 3: 4) 组成的中性聚多糖,除多糖外,还有少量游离的L- 阿拉伯糖。罗望子胶的分子结构中,主链为β- D- 1, 4- 连接的葡萄糖、侧链是α- D- 1, 6-连接的木糖和β- D- 1,2- 连接的半乳糖,由此构成了支链极多的多糖类物质。罗望子胶的相对分子量因测定方法不同相差很大。据报道,用黏度法、渗透法、铜值法和3, 5- 二硝基水杨酸还原法测定的结果分别是523500、546000、556000 和 115 000。[3]

罗望子胶来源

罗望子胶是从罗望子(酸角)种子中提取分离出来的一种中性多糖类物质。罗望子又称酸角、酸豆、酸梅(海南)、"木罕"(傣语),是苏木科酸角属的一种高大的常绿乔木植物,其原产于热带非洲,经苏丹引入印度后开始繁衍种植。我国罗望子(酸角)资源主要分布于云南、海南、广西、广东等省区,其中云南具有最丰富的罗望子(酸角)资源,主要分布于云南金沙江、怒江、元江干热河谷及西双版纳一带。距今1600年的酸角王正位于云南的元谋县。

罗望子(酸角)一般8~12年开始结果,20~30年后进入盛果期,结实期可持续60年,如以嫁接繁殖的植株则5~6年可挂果,其果肉呈深褐色,在果肉外还包有一层硬壳质果皮,在每个长圆形的荚果内有3~12粒种子,该种子近似长方形或卵圆形,外皮坚硬,呈红褐色,有光泽;种仁是一种优良的食品添加剂和蛋白质。据报道,在罗望子(酸角)种子中非纤维碳水化合物含量为65%~73%,蛋白质含量15%~20%,脂肪含量为6%~8%,纤维为3%~5%,灰分为2.5%~3.2%。由此可以看出,在罗望子(酸角)种子中绝大多数为非纤维碳水化合物,即多糖类物质。

罗望子胶用途

罗望子胶是一种多功能的食品添加剂,与其他动植物胶相比,罗望子胶具有优良的化学性质和热稳定性,在食品加工中的用途主要有以下几个方面:

罗望子胶增黏稳定剂

罗望子胶属于水溶性多糖,亲水性很强,当溶于水时能够与很多水分子水合,表现出黏性。虽然罗望子胶的黏度与一些半乳甘露聚糖如刺槐豆胶和瓜尔胶相比不是很高,但是将糖添加到胶液中就能提高其黏度,随着糖的浓度升高,胶液黏度迅速增大,当糖的浓度达40% ~50%时,将形成凝胶。

在牛奶中添加0.5%左右的罗望子胶可增强制品的稠厚感和甜味,同时不会有黏口的感觉,用于低脂牛奶或脱脂牛奶,口感就像全脂牛奶一样;用于咖啡牛奶或果汁牛奶,可以同时增强浓厚感和甜味,对于果汁饮料和汤类的增稠一样有效;在生产高甜度低热量的甜品或饮料时,随着糖的用量减少,制品的固形物浓度下降,口味变差,添加少量的罗望子胶就能产生良好的弥补作用,罗望子胶本身不被消化而且不产生热量,用于这类产品非常合适。

家庭制作的年糕、小豆汤等在容器内放置一段时间,豆馅粒子就会沉降下来,上部汤汁变得澄清,如加入罗望子胶能同时提高溶液的黏度与分散粒子和表面吸附粒子的亲水性,防止产生沉淀,能使制品长时间保持悬浮状态嘲。罗望子胶的悬浮稳定性比其它胶体强,不黏口,耐酸性好,与纤维素的相互作用强,用于天然果汁果浆的稳定非常合适。

罗望子胶冰晶稳定剂

罗望子胶是一种优良的冰晶稳定剂,用作冷冻糕点的稳定剂具有以下特点:不起丝,无黏性,口中易溶性好;耐酸性好,效果稳定;形成细腻的冰晶;保形性优良;与其它稳定剂的兼容性好,表现在罗望子胶用于冰淇淋制作,充填顺利,不黏口,口感好,制作低脂冰淇淋和要求清淡、口溶性好的冰淇淋以及要求清爽的冰棍、刨冰最适宜,使用量为0.2%~1.0%。罗望子胶与其它胶并用一般没有协同增效作用,但是每一种多糖各自的优点不会互相抵消,如将罗望子胶与瓜尔胶并用于冷冻糕点时,除具有优良的保形外,还能降低混合液的黏度,提高冰晶的稳定性,表现出清爽的口感。罗望子胶是从酸角中提取出来的一种物质,用来做酸角糕等糖果的添加剂。[1]

罗望子胶胶凝剂

罗望子胶形成凝胶的机理与果胶相同,与果胶相比,对酸的要求低得多,在很宽pH范围内都能形成凝胶,含糖量较低,具有良好的冻结解冻耐性,优良的口感、弹性、保水性,可以用作胶凝剂和保水剂,如代替果胶制作优质水果果冻、低糖度果酱,利用与乙醇作用形成凝胶的特点,罗望子胶可以加工成各种风味独特的酒类果冻。[1]

罗望子胶品质改良剂

抑制淀粉老化

淀粉是广泛用于加工食品方面的材料,具有粘性,还可以形成食品的骨架,但是淀粉在加工各种食品的过程中,存在着许多缺点,最主要的就是已经糊化(α 化)的淀粉在放置的过程中会老化(β 化),致使粘度上升,甚至形成凝胶,透明的食品变成半透明或不透明,析水并生成不溶化的淀粉甚至沉淀等,所有这些现象都将导致食品的口感和风味受损、稳定性下降、品质变差,而加入罗望子多糖胶作为淀粉的品质改良剂能抑制淀粉老化。罗望子胶是相对分子质量50万以上、侧链极多的高分子多糖,添加到淀粉中时,侧链上的-OH通过氢键与淀粉相互作用,形成一种更巨大的高分子体,这种高分子体很难定向,能够稳定地存在。另一方面,在加工过程中淀粉粒容易破裂受损,罗望子胶与淀粉并用,就可以将淀粉包裹起来,防止破裂,起到保护淀粉的作用,使加工的产品在放置过程中不会出现淀粉粒的聚集和老化。此外,罗望子胶还有优良的保水性,可防止析水。罗望子胶与乳化剂同时存在,抑制淀粉老化的效果比单独使用罗望子胶或乳化剂大大提高。因此,罗望子胶用作淀粉的品质改良剂,能稳定食品品质,改善质地和结构,提高口感和风味。

提高热稳定性

罗望子胶是耐热性很好的多糖,在中性溶液中,100℃下加热长达2h后粘度基本保持不变。而淀粉的耐热性随种类的不同而异,总的来说,耐热性较弱。加热尤其是强热作用会使淀粉分解导致黏度下降,引起品质变差。若将罗望子胶添加到淀粉中,则高分子的分枝结构通过氢键与淀粉结合形成网状组织,赋予淀粉良好的耐热性,这是罗望子胶本身坚固的主链结构对淀粉起保护作用的结果。此外,罗望子胶还具有改变淀粉糊化温度、防止在加热过程中黏度下降的作用,用于咖喱类制品,可以减少淀粉的用量和杀菌前后的黏度变化,保持良好的口感。

改善产品的质构

以罗望子胶与其它成分配制而成的面条品质改良剂添加到不同的面条中,能够提高面条强度,面条煮后不糊汤,不软烂,有韧性。

提高机械耐性

食品在加工过程中,进行着物理操作,乳化是一种最常见又重要的机械处理。淀粉的结构缺乏机械耐性,经过机械物理处理后黏度明显下降。罗望子胶具有很强的机械耐性,因拥有大量的分枝侧链,故经各种处理后不存在黏度下降的情况。罗望子胶与淀粉并用时能够保护淀粉,提高其机械加工性。

用于保健食品

罗望子胶中的多糖是葡聚木糖,它是一种理想的膳食纤维来源,可起到防治高血压的作用,另外,还可增加小肠非扰动层的厚度,减弱糖类物质的吸收,防止糖尿病的发生发展。

罗望子胶在其他领域的作用

罗望子胶在牙膏中的作用

罗望子胶可以作为牙膏中的粘结剂和增稠剂,其用量为0.5%~1.2%。使用罗望子胶的牙膏具有较好的稳定性,牙膏在-2℃的低温和55℃的高温下贮存24h,其膏体的硬度和挤出性均无明显改变。特别是在加酶药膏中,其稳定性更为突出,。当采用羧甲基纤维素钠(CMC)时,牙膏膏体硬度在贮存两个月后即会降低到原值的1/6,而采用罗望子胶贮存4个月后,膏体的硬度基本不变。[6]

罗望子胶在洗涤剂中的作用

罗望子胶在液体洗涤剂中作为增稠剂和稳定剂使用时,能够确保液体洗涤剂在贮存期内粘度基本不变。从而保证液体洗涤剂在垂直的硬表面上有较好的滞留性,能够充分发挥洗涤剂的清洗效果。同时,罗望子胶还有一定的乳化能力和抗再沉积能力,因为罗望子胶具有耐盐、耐热、耐酸性的增稠稳定作用,其粘度不受酸类和盐类等的影响。因此,它是液体洗涤剂中良好的增稠稳定剂。[6]

罗望子胶在烟草工业中的作用

罗望子胶是良好的天然粘合剂。在烟草工业中,有研究发现罗望子胶是生产再生烟丝(重组烟丝、膨胀烟丝)良好的粘合剂;在医药工业中,罗望子胶既是药片良好的粘合剂,又是膏霜类药物的增稠剂和稳定剂。[7]

罗望子胶在医药行业的作用

罗望子胶应用于医药行业它可控制药物的释放,并具有高药物容量和高的热稳定性,有报道以罗望子胶制备纳米硒,可能具有硒和罗望子多糖的双重生物学功效,将在癌症的化学预防和治疗方面有光明的前景,同时可能在动物生产中将有广阔的应用前景。

罗望子胶理化性能

随着胶的纯度降低,制品的颜色逐渐加深。它本身不带电荷,属于中性植物性胶。当罗望子胶用金属氢氧化物或碱式盐溶液处理后,得到相应的金属络合物,能变成阴离子或阳离子衍生物。[1]

罗望子胶溶解性

罗望子胶是一种亲水性较强的植物胶,在冷水中分散后被加热到85℃以上就会溶解,形成均匀的胶体溶液,胶液的黏度与质量浓度有关。有报道称经羟丙基化的罗望子胶粘度大幅下降,且具有良好的室温水溶性。它不溶于大多数的有机溶剂和硫酸铵、硫酸钠等盐溶液。

罗望子胶与其他胶体的相容性

罗望子胶与其他的胶体之间,没有像黄原胶与槐豆胶胶,卡拉胶与槐豆胶胶那样的相交效果。另外,相互之间也没有相互消除的相交效果。罗望子胶与其它胶体合用后能够体现各自的胶体特性,换言之就是具有相容性的胶体。因此,使用罗望子胶的时候,几乎无须顾虑是否会影响其它的胶体。[4]

罗望子胶乳化稳定性

罗望子多糖胶的乳化稳定作用是一方面使水的黏度增大,另一方面在油滴粒子的表面形成保护膜,防止油滴聚集。其他多糖同样具有这两方面的能力,而稳定效果则因多糖种类不同而有差别。如:使用黄原胶形成油滴比较大的乳浊液,使用阿拉伯胶则生产油滴比较细小的高白度乳浊液。说明黄原胶是通过赋予水的高黏性来阻止乳浊液解乳,而阿拉伯胶则通过形成保护膜的能力较高来阻止乳浊液解乳。使用罗望子胶生成的油滴较小,白度较高,形成保护膜的能力较阿拉伯胶更强。[4]

罗望子胶凝胶性

凝胶是由微量的多糖类等物质与水作用并使之变硬的状态,也称果冻,从分子水平看,由于多糖类高分子链间的相互作用,形成立体的网络结构,他们之间的微小空间中的水处于被包围状态,在水溶液中,当高分子之间的相互作用力与高分子、水分子之间的相互作用力达到平衡时,就形成凝胶。多糖类的这种性质称为凝胶性。罗望子胶溶液干燥后能形成较高强度、较好透明度及弹性的凝胶。罗望子胶凝胶与果胶凝胶形成的模式相同,属于必须有糖存在的下才能形成凝胶的氢键结合法,不同的是相同浓度的罗望子胶凝胶与果胶相比,凝胶强度要高得多。罗望子胶凝胶形成时,凝胶强度随煮沸时间的延长而极大地提高,当煮沸时间分别为5、7、10min时,凝胶强度分别为420、540、650N/cm2。此外,罗望子胶能在很宽的pH值范围内与糖形成凝胶,在中性溶液中煮沸长达2h而凝胶强度几乎不受影响。

罗望子胶流变性

罗望子胶液的黏度与质量浓度有关,当罗望子胶溶液的质量浓度小于158g/L 左右时,溶液表现出牛顿流体性质;但当质量浓度大于158 g/L左右时,罗望子胶溶液显示出非牛顿型流体的流变特性,即溶液具有剪切变稀的触变性或假塑性。加热煮沸对罗望子胶溶液的黏度影响相当大,罗望子胶溶液在煮沸20 min~30 min时黏度首先达到最大值,然后下降,但热稳定性较高,在煮沸约5 h以后其黏度只下降至最大值的一半。在97℃加热1 h后的黏度残存率是瓜尔豆胶的2.5倍。而在一20℃下冷冻1 h后测试,它的黏度受影响很小。因此罗望子胶具有冷冻融化稳定性。罗望子胶在pH 7.0~7.5时比较稳定,超过这个范围其黏度则会降低,在无机酸介质中黏度降低得特别显著,但在使用有机酸时,在pH2.0~7.0范围内溶液黏度受pH值的影响很小,黏度下降的原因是由于其高聚物的解聚引起的;而pH在7.0~7.5时黏度达到最高是由于其分子伸展的缘故。罗望子胶浆料的黏度随温度的降低而增加,但食品添加剂罗望子胶浆料遇冷不胶凝或变稠,且容易进行再分散,甚至贮藏几天之后也是如此。提纯的罗望子胶其溶液的黏度更高,以致很难制备质量浓度大于20 g/L的流动性溶胶,其黏度也不受pH及钠盐、钙盐或铁盐的影响,反而随着盐溶液浓度的增高,其黏度有所增加。如添加蔗糖、D一葡萄糖、淀粉糖浆和其他低聚糖都可使其黏度增加,而添加过氧化氢会使其黏度大大降低。罗望子胶水溶液的稠性强,一般不溶于醇、醛、酸等有机溶剂,能与甘油、蔗糖、山梨醇及其他亲水性胶互溶,但遇乙醇会产生凝胶,与四硼酸钠溶液混合则形成半固态,而加热会变成稀凝胶。[1]

罗望子胶的毒性和致突性研究

1996年,赵岩等对罗望子多糖胶的毒性和致突变性进行了研究,发现罗望子胶对雌、雄性大鼠、小鼠经口LD50分别为9260mg/kg和大于10000mg/kg,属于实际无毒。在Ames实验(污染物致突变性的检测)中,未呈现致突变型。在体内试验中,未引起小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率和小鼠精子畸变率的增加,在3项致变试验中,罗望子胶均未呈现致突变活性。

罗望子胶在国内外的发展现状

早在20世纪50年代,美国、日本、西班牙等一些发达国家就开始研究罗望子胶的应用。20世纪60年代,由日本率先实现罗望子胶的工业化生产,并作为食品添加剂销售。随后美国、英国、法国、中国等多个国家也陆续开始了罗望子胶商业的工业化生产。因一些食品工业发达的国家如美国、日本等,对罗望子胶都有很长一段时间的研究,故罗望子胶的使用范围也较为广泛。在国外,罗望子胶作为食品添加剂主要利用其增稠性、胶凝性、稳定性和乳化性,用于冰淇淋、冰糕、调味酱、烹调品、罐头、即食咖喱调料、水果饮料、果酱、橘皮果冻、松蛋糕、羊羹、软糖等的生产中,甚至在国外,口香糖和泡泡糖的生产中也开始大量使用罗望子胶。

随着国外对罗望子胶研究的不断深入,发现其还具有其他功能性,不但对人体没有任何毒性,相反对治疗痢疾和腹泻有很好的帮助,罗望子胶因而被视作功能性添加剂。在印度和埃及,罗望子胶已经被应用于保健型饮料中,经过证明已经确定了罗望子胶具有很好的消炎和治疗的功效。罗望子胶还在纺织、乳胶、建筑、木材、粘合剂、炸药、造纸、油脂及日化等行业得到广泛的应用。

在我国,由于对罗望子胶的开发和应用起步较晚,相关的研究报道较少。并且其使用的范围相对也较小,仅在冷冻饮品、可可制品、巧克力和巧克力制品以及糖果、果冻的生产中使用。但是我国罗望子资源尤为丰富,有较大的开发潜力。

罗望子胶相关标准

卫生部2011年第8号公告指定标准《食品添加剂 罗望子多糖胶》,本标准适用于以豆科类罗望子属(TamarindusindicaL)的种子胚乳部分为主要原料,经投料、分散、沉降、加热、降温结晶、离心、干燥、粉碎、过筛、包装等主要工艺加工制成的食品添加剂罗望子多糖胶。本品是白色至谈褐色的粉末、几乎没有气味或略为有一点特殊的气味。

参考资料

1.王元兰, 李忠海.罗望子胶及其在食品工业中的应用:食品研究与开发,2006

2.黄来发 .食品增稠剂 .北京 :中国轻工业出版社 ,2000.7 :117

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