阿拉伯胶

一种古老天然胶

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阿拉伯胶是什么

阿拉伯胶

阿拉伯胶是非洲豆科类植物阿拉伯胶树因创伤或逆境引起的树干分泌物,由于多产于阿拉伯国家而得名。在各种金合欢属树胶中,迄今为止发现的金合欢树种类已达1100多种,主要的品种有阿拉伯树、华美相思树等,大多数都能在一定条件下分泌一定量的树胶。阿拉伯胶是一种产于非洲撒哈拉沙漠以南的半沙漠带的天然植物胶,天然阿拉伯胶块大多为泪珠状,略透明,呈琥珀色,无味,可食。精制阿拉伯胶粉则为白色,约由98%的多糖和2%的蛋白质组成。主要包括有树胶醛糖、半乳糖、葡萄糖醛酸等。阿拉伯胶是最主要的一种商品化树胶。

阿拉伯胶基本参数

中文名阿拉伯胶外文名Acacia senegal、Acacia seyal
别称阿拉伯树胶成分树胶醛糖、半乳糖等
来源Acacia分子量22-30万类型高分子电解质
外观浅白色至淡黄褐色半透明块状,或为白色至橙棕色粒状或粉末气味无臭,无味
CNS号20.008INS号414
国际化学品统一代号CASNo.9000一O1—5分布区域巴基斯坦、台湾岛、热带非洲、阿拉伯、印度等地,已由人工引种栽培

阿拉伯胶来源

阿拉伯胶是非洲豆科类植物阿拉伯胶树因创伤或逆境引起的树干分泌物,由于多产于阿拉伯国家而得名。在各种金合欢属树胶中,迄今为止发现的金合欢树种类已达1100多种,主要的品种有阿拉伯树、华美相思树等,大多数都能在一定条件下分泌一定量的树胶。阿拉伯胶是一种产于非洲撒哈拉沙漠以南的半沙漠带的天然植物胶,主要包括有树胶醛糖、半乳糖、葡萄糖醛酸等。

阿拉伯胶形状

天然阿拉伯胶块大多为泪珠状,略透明,呈琥珀色,无味,可食。精制阿拉伯胶粉则为白色,约由98%的多糖和2%的蛋白质组成。这种多糖属高聚物,具有以阿拉伯半乳聚糖为主的、多支链的复杂分子结构,阿拉伯胶是最主要的一种商品化树胶。

阿拉伯胶结构

阿拉伯胶结构的中央是以β1-3键相连的半乳聚糖,L-鼠李糖主要分布在结构的外表。鼠李糖的碳六位上是CH3而不是COH3,因此有非常良好的亲油性。此外在结构上还连有2%左右的蛋白质;尽管这些蛋白物质与多糖在结构上的连接位置仍十分不明确,但是在氨基酸的成分中,羟脯氨酸占有相当的比例。

阿拉伯胶技术指标

1、感官要求应符合表1的规定

2、理化指标应符合表2的规定

3、微生物指标应符合表3的规定

表1感官要求

项目 要求 检验方法
色泽 白色至棕黄色 取适量试样置于白瓷盘内,在自然光线下观察其色泽和状态
状态 颗粒状或粉状

表2理化指标

项目 指标 检验方法
颗粒状物 粉状物 颗粒状物 粉状物
干燥失重,ω/%≤ 15 10 GB5009.3直接干燥法a
灰分,ω/%≤ 4 GB5009.4b
酸不溶灰分,ω/%≤ 0.5 附录A中A.3
酸不溶物,ω/%≤ 1 附录A中A.4
铅(Pb)/(mg/kg)≤ 2 GB5009.12
淀粉/糊精含量 通过试验 附录A中A.5
单宁胶 通过试验 附录A中A.6
a干燥温度和时间分别为105℃±2℃和5h
b灼烧温度和时间分别为675℃±25℃和8h

表3微生物指标

项目 指标 检验方法
大肠埃希氏菌/(MPN/g)< 3 GB4789.38
沙门氏菌 未检出/25g GB4789.4

阿拉伯胶的特性

天然阿拉伯胶块多为大小不一的泪珠状,略透明的琥珀色;精制胶粉则为白色;无味可食。阿拉伯胶干粉非常稳定,可以长久储存,有研究表明存储了几十年的胶块也没有发现有明显的性状变化。

溶解度

阿拉伯胶具有高度的水中溶解性及较低的溶液粘度,能很容易地溶于冷热水,可配制成50%浓度的水溶液而仍具有流动性,这是其它亲水胶体所不具备的特点之一。但不溶于乙醇等有机溶剂。

粘度

5%水溶液的粘度低于5厘泊;25%水溶液的粘度约80-140厘泊。在常温下都有可能调制出50%浓度的胶液,阿拉伯胶是典型的“高浓低粘”型胶体。一般而言,喷雾干燥的产品比原始胶的粘度略低些。

流变性

溶液浓度在40%以下仍呈牛顿流体具有牛顿流体的特点。流体流速的快慢,对于牛顿流体二者之比总是为衡定值,粘度不随剪切应变的改变而改变。只有当浓度高达40%以上时,溶液特性才开始表现出假塑性流体特性。

酸稳定性

因为阿拉伯胶结构上带有酸性基团,溶液的自然pH值也呈弱酸性,一般在pH4-5(25%浓度)。溶液的最大粘度约在pH5-5.5附近,但在pH值在4-8范围内变化对其阿拉伯胶性状影响不大,具有酸环境较稳定的特性。当pH值低于3时,结构上酸基的离子状态趋于减少,从而使得溶解度下降,而粘度下降。

乳化稳定性

由于阿拉伯胶结构上带有部分蛋白物质及结构外表的鼠李糖,使得阿拉伯胶有非常良好的亲水亲油性,是非常好的天然水包油型乳化稳定剂。但不同来源树种的阿拉伯胶其乳化稳定效果有差别;一般规律,鼠李糖含量高,含氮量髙的胶体,其乳化稳定性能更好些。阿拉伯胶还具有降低溶液表面张力的功能,用于稳定啤酒泡沫等。

热稳定性

一般性加热胶溶液不会引起胶的性质改变,但长时间高温加热会使得胶体分子降解导致乳化性能下降。

兼容性

阿拉伯胶能与大部分天然胶和淀粉相互兼容,在较低pH条件下,阿拉伯胶与明胶能形成聚凝软胶用来包裹油溶物质。

阿拉伯胶制作方法

阿拉伯胶多用于制造胶母糖具有较强的粘着力和柔软的弹性,一般用量为20-25%。它会在树皮上自然形成节结,被称为流胶现象。树皮如果被割,就会产生胶体来封住“伤口”,这个过程需要3-8 周,是从金合欢树和阿拉伯胶树的枝干分泌出来的。

有手拣级 (HPS-4885) 及普通级原始胶块 (4885) ,也有再经过工业化的去杂用机械粉碎加工成胶粉型或加工成更方便溶化的破碎胶 (kibble型)。更多的加工工艺采用将原始胶溶解后去杂,批号混合,过滤,漂白,杀菌,喷雾干燥后获得可以直接用于食品及制药工业的精制阿拉伯胶粉 (ABC-4638及ABC-4197)。

阿拉伯胶的生产工艺

一种粉末状阿拉伯胶的生产工艺,包括除杂粉碎、水解、澄清脱色、离心除杂、陶瓷膜提纯、陶瓷膜或反滲透膜脱盐浓缩、喷雾干燥和冷却,其特征在于具体的工艺步骤如下:

(1)除杂粉碎

除去泥沙、树皮等杂质,然后进行粉碎;

(2)水解

粉碎后的阿拉伯胶与水按1:7-9比例投入反应釜中,搅拌均匀,在45℃-55℃时加保护剂,继续升温到70℃-80℃恒温6-10小时,得到阿拉伯胶原液。

(3)澄清脱色

阿拉伯胶原液由反应釜送入澄清池澄清,加入脱色剂进行脱色处理,经过24-36小时的沉淀澄清得到脱色胶液。

(4)离心除杂

脱色胶液进入高速管式分离机,除去比重较大的悬浮絮状物,此时所得胶液为离心清液。

(5)陶瓷膜提纯

离心清液送入陶瓷膜提纯,截留除去清液中的微生物、大分子多糖、色素等杂质后,得到提纯胶液。

(6)陶瓷膜或反滲透膜脱盐浓缩

提纯胶液经反渗透膜或陶瓷膜浓缩加纯水进行脱盐后,浓缩制得精提纯胶液。

(7)喷雾干燥

精提纯胶液在喷雾干燥塔进行压力喷雾干燥或离心喷雾干燥后得到粉剂。

(8)冷却

干燥后的粉剂在冷却器中冷却后,即得粉末状阿拉伯胶成品。

阿拉伯胶的应用领域

食用阿拉伯胶

在食品工业中的主要应用领域阿拉伯胶所具有的技术特性和营养功能使其在食品工业领域广泛应用。从技术特性来说。其主要用途有:在以糖和糖醇为主体的糖果中作为质构剂;作为成膜剂可以防止脂肪、水和气体的迁移;在糖和糖醇类压片产品中作为粘合剂;水包油乳化体系中的乳化剂;作为包埋载体;作为胶状体系的稳定剂等。

在干白、干红葡萄酒的酿告过程中,阿拉伯树胶与SO2结合可使葡萄酒中的二价铁保持良好的稳定性。利用阿拉伯树胶等对豆奶粉颗粒进行外涂膜以改善其流动性和分散性。单独喷涂阿拉伯树胶能防止豆奶粉冲调结团并具有较好的防朝能力,同时喷涂阿拉伯树胶、羧甲基纤维钠、β-环糊精时,不但能防止豆奶粉沖调结团,而且豆奶粉的防潮能力也比单独喷涂效果好。

工业阿拉伯胶

用阿拉伯树胶做成的印花家,能使色泽均匀,尤以印淡色时最为显著。阿拉伯树胶可单独与水配制,也可加入增塑剂、淀粉、黄耆树胶和百里酚等一起配制,具有极高的黏性,且具有保护胶体的性能。利用阿拉伯树胶的保护胶剂及胶黏剂这一特性,将其包裏在固体色素表面,在印刷字的表面形成一层光滑的保护膜,并且具有很强的黏性粘在纸上。为发展珍珠贝养殖业,日本中央水产研究所的沼口藤之用阿拉伯树胶作乳化剂,以鱼肝油为主要原料制成微胶囊饲料(GAM),并用此种人工饲料进行了2次珍珠稚贝的饲养实验。阿拉白树胶在测定一些像铋、镉、锰、镇、铟等微量元素的含量过程中,具有增溶及增敏的作用。另外,阿拉伯树胶在陶瓷及电镀等方面也有应用。

药用阿拉伯胶

人类的饮食摄入研究表明平均每天以溶液的形式摄入25毫升以上的阿拉伯胶,血液中的胆固醇含量就会降低。对过于疲劳的肾也有十分重要的解作用。同时阿拉伯胶优越的乳化性和成膜可以用作片剂、丸剂、乳剂以及微囊的生产原料。

日化阿拉伯胶

阿拉伯树胶可以用于碎棉纱的熔化工艺中,加入阿拉伯树胶的目的是使棉纱更有强度,不容易破裂。用于平版印刷行业,使用阿拉伯树胶、水和组成的溶液对印刷板进行蚀刻。对于平版技术来说,使用阿拉伯树胶仍然是最经济、最合理的。

阿拉伯胶的应用范围

1、食品:乳制食品、肉制食品、烘焙食品、面制食品、调味食品等

2、医药:保健食品、填充剂、医药原料等

3、工业制造:石油业、制造业、农业产品、蓄电池、精密铸件等

4、烟草制品:可代替甘油作烟丝的加香、防冻保湿剂。

5、化妆品:洗面乳、美容霜、化妆水、洗发水、面膜等

6、饲料:宠物罐头、动物饲料、水产饲料、维生素饲料、兽药产品等

应用产品 作用
糖果糕点工业 泡泡糖 调节糖份
烘烤食品 包衣剂
咸味食品 粘附调味料
包衣糖 糖果表面覆膜
胶粒/香精 防止糖份结晶
牛奶糖 粘合添加剂,提高其可咀嚼性
口香糖中的奇可树液 保留水份和油份
口香糖 使口香糖松软,保留水份及味道
胶糖/糖果 纤维物质的来源;防止糖份结晶
果冻/软糖/切片面包 胶化分散糖份和调节酸碱值
脂类或蜡类包衣剂 脂类跟水份、氧气之间的隔绝剂
饮料制造业 啤酒 泡沫透明稳定剂
即溶饮料 保留其原有味道
乳品饮料 稳定剂及纤维来源
红酒澄清稳定剂 单宁酸悬浮薄片稳定剂
调味品及乳剂 粉末状调味品 用于制作油份保留胶丸
粉末状无酒精饮料 用于制作味道保留胶丸
碳酸饮料/非碳酸饮料乳化剂 油份、水份乳化稳定剂
制药工业 糖浆 形成悬浮
滴剂 低热量纤维素来源
糖尿病人用糖果 低热量纤维素来源
片剂 防止片剂的破裂
粉末状维生素 制作胶囊及油性物质保存胶囊
电子业 各种显示器表面上光 防止生锈
金属模板表面防止生锈
其他 水印 用于水印中分散颜料,控制粘度
高级墨水 用于高级墨水中悬浮炭粒
烟花 用于烟花生产中防止火药受潮
纺织品 上浆及染整
邮票、信封等办公用品 于邮票、信封等办公用品的润湿粘着,做粘着剂
造纸 用于生产无碳纸的涂膜材料

阿拉伯胶质量标准

《GB 29949-2013 食品安全国家标准 食品添加剂 阿拉伯胶》本标准适用于以从阿拉伯胶树或与其接近的金合欢属树的枝干获得胶状分泌物为原料,经物理加工制得的食品添加剂阿拉伯胶。

影响阿拉伯胶的因素

温度对阿拉伯胶黏度的影响

在温度25-80℃时,阿拉伯胶的黏度均随温度的升高有显著下降,且在30-70℃时下降较快,70℃后下降较缓慢。

pH值对阿拉伯胶黏度的影响

质量分数为40%的阿拉伯胶溶液的pH值为5.85,为酸性。pH值变化时,阿拉伯胶黏度几乎保持恒定。

阿拉伯胶相关历史

阿拉伯胶是世界上最古老、也是最知名的一种天然胶,至于它最早的应用则须回溯到五千年前的古埃及,那时已经应用到阿拉伯胶了,而随著时间的进行,它的用途则是更加地广泛,尤其在食品添加的应用方面,例如做为饮料中的乳化助剂,保持香味的护囊剂,食品粘着剂,糖果或巧克力的披覆(Coating),加强口感,防止沉淀……等等数十种用途。尤其在现代人对食品健康的要求下,天然植物性的阿拉伯胶含有多量的膳食纤维符合健康食品的要求,此一高纤食品特性成为现代食品添加的好原料。阿拉伯胶常用来制作粉末油脂,经常配以明胶一起使用,因为它很好的水溶性和乳化性,在包埋过程中可以使包埋物的微胶囊化效率增加。阿拉伯胶遇到含有碳酸盐成分的碳酸类饮料后,让水分子的表面张力更易被突破,以惊人的速度释放更多的二氧化碳,由于反应剧烈,产生的气体让饮料喷出很高,饮用时需注意,以免受到伤害。

阿拉伯胶发展前景

阿拉伯胶是提取自阿拉伯树的天然渗出液,故而得名,其萃取是纯天然且可持续的,是应用最为广泛的树胶。

阿拉伯胶具有良好的乳化特性,特别适合于水包油型乳化体系,广泛用于乳化香精中作乳化稳定剂;它还具有良好的成膜特性;做为微胶囊成膜剂用于将香精油或其它液体原料转换成粉末形式,可以延长风味品质并防止氧化,也用作烘焙制品的香精载体。

阿拉伯胶能阻碍糖晶体的形成,用于糖果中作抗结晶剂,防止蔗糖晶体析,也能有效地乳化奶糖中的奶脂,避免溢出;还用于巧克力表面上光,使巧克力只溶于口,不溶于手;在可乐等碳酸饮料中阿拉伯胶用于乳化、分散香精油和油溶性色素,避免它们在储存期间精油及色素上浮而出现瓶颈处的色素圈;阿拉伯胶还与植物油及树脂等一块用作饮料的雾浊剂以增加饮料外观的多样性。

营养学上,阿拉伯胶基本不产生热量,是良好的水溶性膳食纤维,被用于保健品糖果及饮料。在医学上阿拉伯胶还具有降低血液中胆固醉的功能。阿拉伯胶也广泛用于其它工业。在食品工业中的应用可归纳为:天然乳化稳定剂,增稠剂、悬浮剂、粘合剂、成膜剂、上光剂、水溶性膳食纤维等,阿拉伯胶的膳食纤维作用意味着它还有很多重要特性,如很高的消化性和经科学证明的益生效果。

作为一种性能优越且安全环保是食品添加剂,阿拉伯胶可消费者对天然可持续食品的期待。

参考资料
1.Chemical book[2014-12-31]
2.食品增稠剂第二版 黄来发[12127108]
3.《食品增稠剂》黄来发主编[2001-5]
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