瓜尔胶从产于印度、巴基斯坦等地的瓜尔豆种子的胚乳中提取得到，主要成分为半乳甘露聚糖，分子量约为100万到200万，其结构是由D甘露糖通过β-1,4甙键连接形成主链，在某些甘露糖上D-半乳糖通过α-1,6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖，因其具有较好的水溶性和交联性，且在低浓度下能形成高粘度的稳定性水溶液，所以被作为增稠剂、稳定剂、粘合剂而广泛应用。受天气、种植条件和政治等多种因素的影响，瓜尔胶的价格一直很不稳定，质量也良莠不齐。
虽然瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性，但瓜尔胶往往具有下述缺点：水不溶物含量高;不能快速溶胀和水合，溶解速度慢;粘度不易控制;耐电解质、耐剪切性较差。
上述缺陷的原因是固态下瓜尔胶分子通常以卷曲的球形结构存在，大量基本被包裹在分子内部，不仅没有表现出应有的水溶性，反而由于分子内氢键作用，使得其水溶性大大降低。
为了降低瓜尔胶的水不溶物含量，加快其水合速度，改善其耐盐耐剪切性能，通常的方法是对其进行化学改性，官能团的衍生化方法有很多，根据取代基与瓜尔胶成键的方式可分为：醚化瓜尔胶，氧化瓜尔胶，以及酯化瓜尔胶等;根据取代基种类的不同又可分为以下几类：非离子瓜尔胶;阳离子瓜尔胶;阴离子瓜尔胶;阴阳两性瓜尔胶;羟烷基阴离子瓜尔胶;羟烷基阳离子瓜尔胶。
阳离子瓜尔胶广泛应用于化妆品行业，阳离子瓜尔胶几乎能与所有的化妆品用表面活性剂相配伍，高效增稠并使乳液稳定，能降低洗涤剂对皮肤的刺激性。
阳离子瓜尔胶作为头发及香波的调理剂，在洗发香波和沐浴露应用最为广泛，对头发有明显的亲和力和调理性，0.25%的添加量就能明显改善香波湿梳性能，使头发柔软、顺服，并具有抗静电效果。
合成方法是在良好的搅拌下将瓜尔胶分散在乙醇等有机溶剂中，用碱催化，然后加入阳离子醚化剂，充分反应后，经过一系列的后处理而得到。可供选择的醚化剂很多，包括3-氯-2，3-氯-丙基，2，3——环氧丙基，二烯丙基等。
由于瓜尔胶及衍生物种类繁多，取代基种类的不同，性能差异很大，故设计**设计时应明确所选瓜尔胶衍生物的种类，同时应该高度重视改性瓜尔胶的一个重要技术指标：取代度(D.S.)及取代的均匀性。所谓取代度是指糖单元上被取代基团的平均数目。目前阳离子瓜尔胶取代度通常以含氮量标示。
溶解性在冷水和热水中有出众的分散能力，不会产生结团现象，提高了制造和生产操作的方便。高盐和PH值相溶性在广阔的PH范围都能迅速膨胀和溶解，即使在盐分含量很高的体系中，仍然保持稳定。化学结构由于氮含量均匀分布，比同类产品更具亲和力，能在吸附于头发后呈现优良的抗静电性和调理作用，改善头发的湿梳性，使头发长期保持光泽、柔软、富有弹性。
柔和性对皮肤和眼睛极温和，并能减缓配方产品中表面活性剂的刺激性。相容性与阴离子、两性离子和表面活性剂有良好的相容性，可用于各类表面活性剂的产品中。增加颗粒的沉积在配方中使用时与高分子硅油和去屑剂有携带和协同作用，并提高泡沫的丰满程度和稳定性。
香波中含有阳离子瓜尔胶及作为比对的国内外常用同类调理剂A、B、C，结果显示含阳离子瓜尔胶的体系性能和其它产品类似，不同的地方如下：在湿梳理和湿发感觉上，阳离子瓜尔胶优于A聚合物香波;在干梳理方面，优于B聚合物香波;在湿梳理和泡沫量上，优于C聚合物香波。
·阳离子瓜尔胶具有更少的积聚性和更好的亲和能力聚合物对头发的调理作用是在头发被冲洗时发生，被使用后头发具光泽，有回复自然的感觉。
同没有调理剂的一般香波比较，含有调理剂的香波往往会使干发体积减少(头发紧贴头皮，不蓬松)，从原理上讲，使用调理剂后干发的梳理阻力减少得越多，头发的蓬松度越差，说明该聚合物有积聚行为。试验得知;阳离子瓜尔胶通过10次反复洗涤，仍然保持头发的丰盈程度，而不是越来越沉重，紧贴头皮。说明该聚合物具有更少的积聚性。消除了长期使用后有积聚、沉重、发粘和头发枯萎的负面影响。
·增加头发的光泽和健康使用阳离子瓜尔胶聚合物的香波体系，能增加活性成分硅油和ZPT在头发上的停留，使头发呈现光彩和健康，保持易梳理、光亮和无静电特征。
·提高配方的稳定性由于阳离子瓜尔胶具有悬浮、乳化的功能，当配方中硅油含量较高时，能起到悬浮和携带的作用，帮助在香波配方中稳定硅油。
琼脂主要是从江蓠、石花菜、鸡毛菜、紫菜等红藻类海藻细胞壁中提取得到的多糖海藻胶。由于琼脂分子量大、溶解性差等缺点，大大限制了其应用。将琼脂进行适当处理，赋予其新的性能，是扩大琼脂应用范围的重要方法。目前，关于琼脂的深加工应用主要集中在利用琼脂提取琼脂糖和通过降解琼脂制备琼胶寡糖，而关于琼脂改性方面的研究，相对较少。因此，本文就琼脂的深加工研究进展进行综述，以期为琼脂在各领城的进一步应用提供参考。
琼脂深加工产品的制备方法
琼脂糖提取
琼脂糖，亦称琼胶素，是琼脂的重要组成成分，不含或含少量硫酸酯（盐）的非离子型多糖。琼脂糖的提取方法主要有碘化钠法、乙酰化法、聚乙二醇法、十六烷基氯化吡啶法（CPC）、二甲基亚砜法（DMSO）、EDTA-Na2法、DEAE-纤维素法、硫酸铵法、磷酸钠法、尿素法等。虽然方法不同，但最终目的都是将琼脂中的硫琼脂和琼脂糖分离，以纯化琼脂糖。关于各种提取方法，李龙和闫绍鹏已作了较详细的介绍。
琼胶寡糖的制备
琼胶寡糖，是琼脂经降解后形成的聚合度在2~10的低聚糖，由琼二糖的重复单位连接而成，具有优良的生物活性，如抗氧化、抗肿瘤、抑菌、美白保湿等功能。国内外对琼胶进行降解的方法主要有化学降解法和酶降解法。目前，国内外制备琼胶寡糖主要通过化学法和酶法降解琼脂而得到。
化学降解法
化学法制备琼胶寡糖主要包括酸降解、氧化还原降解和衍生化降解3种途径。其中，以酸降解法较为常用。采用稀酸，以盐酸和硫酸常见，通过直接加酸、逐级加酸或非均相等方法对琼脂进行降解，两种酸降解得到的产物有所不同。其中，盐酸降解的产物含较高的聚合度为3~8的寡糖含量，而硫酸降解的产物多为单糖和二糖。
毛文君等采用酸解法制备了一种包括琼三糖、琼五糖、琼七糖、琼九糖的奇数琼胶寡糖单体。通过酸降解法，于广利等也制备了一种聚合度为2~20的偶数琼胶寡糖醇单体，该单体不仅可以用于制备寡糖标准试剂，也能作为中间体进一步制备海洋寡糖药物或寡糖保健品。酸法制备琼胶寡糖工序较繁琐，需要经过中和、脱盐等处理，所得产物成分较复杂，工艺重复性差，而且酸解过程中容易引起糖结构的破坏，影响寡糖活性。此外，使用的化学试剂增加了废水处理成本。因此，学者们致力于寻找一种更高效经济的琼胶寡糖制备方法。
酶降解法
琼胶酶主要来源于微生物，通过微生物发酵，可以得到纯度较高的琼胶酶制剂。通过琼胶酶水解琼脂得到寡糖，是制备琼胶寡糖的一个非常重要的方法。与传统的酸降解法相比，酶法制备具有高效性和底物专一性，反应条件温和，产物纯度高，对环境无污染等优点。琼胶酶可分为a-琼胶酶和β-琼胶酶2种，二者水解琼脂得到的产物不同。a-琼胶酶作用于琼胶糖的a-1，3糖苷键，产物是以3，6-内醚-a-L-半乳糖为还原性末端的琼寡糖；β-琼胶酶作用于琼胶糖的β-1，4糖苷键，产物是以D-半乳糖为还原性末端的新琼寡糖。于文功等利用来自大肠杆菌重组株DHa-pET24-agaA的琼胶酶，发明了一种制备聚合度4、6的新琼寡糖的方法。此外，还利用由β-琼胶酶AgaB基因高效表达的大肠杆菌BL21（DE3）-pET24-agaB工程菌株所产的琼胶酶，水解琼胶糖得到聚合度不同的新琼寡糖。酶法制备琼胶寡糖具有较好的发展前景，但是由于酶制剂的规模化生产尚未成熟，产量有限，而且分离纯化技术仍在不断探索中，目前尚停留在实验室阶段。
卡拉胶也称为角叉菜胶或鹿角菜胶，是从红藻中提取的天然多糖植物胶。这些红藻生长在广泛的海洋领域，不同区域、不同品种的红藻所含有的卡拉胶种类以及数量都有差异。它广泛应用于食品工业、日化工业及生化、医学研究等领域中。
牙膏是一种复杂的膏状混合物，既有可溶性分散介质，又有不溶性分散介质，分散相和分散介质之间的相互作用过程直接影响到膏体的稳定性。粘合剂作为牙膏的重要组分，在膏体中起悬浮、增稠、赋形等功能，其性能的优劣对膏体的质量有着非常重要的意义。目前，应用在牙膏中的粘合剂主要有卡拉胶、黄原胶、羟丙基瓜尔胶、羟丙基纤维素、CMC等，其中卡拉胶、黄原胶、羟丙基瓜尔胶制出的膏体十分细腻且耐电介质，适合制造含有活性物量较多的功能性牙膏。
卡拉胶在牙膏中的应用
卡拉胶不仅有优良的耐盐性和抗酶性，而且可提高和改善膏体的触变性和分散性。
卡拉胶可明显提高和改善牙膏的外观，膏体非常细腻光滑、亮洁。
卡拉胶应用于牙膏中对膏体的性能改善十分有益，在成本可接受条件下，选择与其它粘合剂复配使用为可取办法。
卡拉胶与CMC复配后，牙膏的稳定性得到提高，对于配方结构复杂很难稳定的药物牙膏是一种理想的粘合剂。
酱料食品是指以植物蛋白及碳水化合物为主要原料，经过微生物酶的作用，发酵水解生成多种氨基酸及各种糖类，并以这些物质为基础，再经过复杂的生物化学变化，形成具有特殊色泽、香气、滋味和体态的调料品。
黄原胶在低浓度下即具有较高的粘度，并表现其特有的假塑性，同时黄原胶具有较好的耐热、耐盐以及耐酸碱的稳定性，且黄原胶可以与瓜尔胶、刺槐豆胶等多种食用胶复配产生协同增效作用。黄原胶的独特特性使其在实际应用中成为有效的稳定剂及增稠剂，尤其在调味品等酱料产品中。
1、黄原胶在烧烤酱中的稳定性
大部分烧烤酱都是以酱油为基料，再添加香辛料以及其它辅料配制而成的。烧烤酱具有较高的盐分，且含有多种发酵产物等复杂的成分。黄原胶与烧烤酱的成分相互作用，达到改善口感、提高粘度、增强附着性与流动性的作用。将0.4%的黄原胶与烧烤酱的其它原料混和，能够保持酱料体系整体粘度的稳定，并且烧烤酱料依然保持均匀而有光泽，具有良好的涂抹性与流动性。
2、黄原胶在蛋黄酱中的稳定性
蛋黄酱是西式酱料代表产品，与大多数中式酱不同，蛋黄酱具有一定油脂含量(30%-80%不等)具有一定油脂含量（30%-80%不等），主要以蛋黄作乳化剂的油水乳化体系。在这种特殊的体系中，黄原胶不仅可以增进口感，其特有的假塑性更给加工灌装以及风味释放等方面带来种种有利条件，更为重要的是黄原胶作为阴离子多糖，充分发挥其表面活性作用，达到稳定乳化体系的目的，大大降低了油水分离的现象。
3、黄原胶在高盐酱料中的稳定性
酱油、蚝油、辣椒酱等传统的中式酱料在国内市场占有重要地位。在这类产品中，食盐含量通常达10%左右或更高。配合中式酱料的配料情况，为测试黄原胶在高盐体系中的稳定性，将0.1%浓度的黄原胶分别溶解于12%、16%与20%的食盐溶液中，并恒温保存于42℃，经过一定时间进行粘度测定经过一个月后，即使在20%的盐分条件下，黄原胶依然非常稳定。
无论在在油水乳化的西式酱料，还是在高盐的中式酱料中，黄原胶均表现出很好的稳定性，是具有广泛应用范围的增稠稳定剂。
凝结多糖根据加热的温度不同可形成两种不同性质的凝胶。将它的水分散液（2%以上）加热到54-80℃，然后降温到40℃，可形成一种热可逆的低强度凝胶，重新加热到70℃胶会再溶解，这一性质类似琼脂。如果将凝结多糖加热到80℃以上（80-130℃）几分钟，即形成一种热不可逆的高强度凝胶，冷却到室温后重新加热也不会溶解。形成的热不可逆凝胶室温下质感较脆硬，加热蒸煮时硬度下降，弹性不会下降，久煮不会溶解或软烂。
影响凝结多糖强度的因素
1、温度对凝胶的影响
凝结多糖因其独特的热成胶特性而得名，它具有极好的热稳定性，是热不可逆的，并且对冷冻-融化引起的降解有很高的抗性。将凝结多糖粉末分散于水溶液中，加热悬浮液至55-60℃，然后冷却至40℃以下，可生成低凝固点的凝胶，此种凝胶是热可逆性的，与琼脂、卡拉胶的性质相似，因此可作为琼脂、卡拉胶的替代品。悬浮液加热至80℃以上得到不可逆的高强度凝胶，这种凝胶在冷冻和高温杀菌时稳定。通过更深人地研究高温对凝结多糖凝胶强度的影响，发现温度超过100℃时，随着温度的提高，凝胶强度不但没有降低反而显著增加，浓度高时凝胶强度增加越是明显，将6%的凝结多糖加热至130℃凝胶强度可达8000g/cm2以上；加热时间对凝胶强度也有影响，随着加热时间的延长，凝胶强度也呈明显的上升趋势。
2、浓度对凝胶的影响
凝结多糖浓度的高低对凝胶强度有较大的影响。多糖浓度太低，则不能形成凝胶；只有达到一定浓度后凝胶才会形成，而且随着浓度的增加，凝胶强度会有所提高。浓度越高，凝胶强度越大，质感越脆硬。从大约3%浓度时凝胶强度开始急剧上升，该凝胶强度高于同浓度下琼脂强度。
3、pH对凝胶的影响
凝结多糖对酸碱度的适应性很强，在pH2-10范围内都具有良好的凝胶形成性。前面提到，凝结多糖悬浮液在碱溶液中进行透析也可形成凝胶，凝胶在pH3-9.5范围内稳定，凝结多糖在这个pH范围内加热都能形成高固定胶。形成的凝胶在pH3处强度最大。随着pH继续增加，凝胶强度几乎不变。当pH高于10时凝胶强度有所下降。pH超过12后其水悬浮液就不再形成凝胶。另外，温度不高于100℃凝胶也不会溶解。
4、冷冻-解冻对凝胶的影响
凝结多糖凝胶的另一个特性是在冷冻和解冻下均能保持稳定，这一特性使它在众多的胶凝剂中脱颖而出。研究发现：凝结多糖与琼脂不同，它经过冷冻和融化过程后性质仍保持稳定，凝胶强度甚至有所增加。
可见凝结多糖的凝胶的冷冻、解冻耐性极强，经冷、冻、解冻操作，其凝胶强度增强，但脱水率也增加。温度越高，凝胶强度越高，但冷冻、解冻后的脱水率以85℃形成的凝胶脱水率最低。凝结多糖的浓度越大，冷冻、解冻后凝胶强度越大，脱水率越低。
5、聚合度
用化学分析法研究表明：不同凝结多糖样品的聚合度在135-455之间不等。据分析这可能是由于发酵条件不同造成的。发酵过程中的供氧及营养状况都会影响产生的凝结多糖的聚合度，从而影响凝结多糖的质量。凝胶强度随着聚合度值的变化而变化，当聚合度小于50时，凝结多糖在水中不能形成凝胶，当聚合度较低时，形成的凝胶强度较小，随着聚合度的增高，凝胶强度变大。
6、共存成分
凝结多糖可与众多成分共存于同一体系中，无机盐、多元醇、有机酸盐在低浓度下对凝结多糖形成的凝胶几乎无影响，各种无机盐类对凝结多糖的凝胶强度几乎无影响。
7、尿素和乙烯基乙二醇
当尿素浓度小于2mol/L时，凝胶强度随着尿素浓度的升高而增大；当尿素浓度大于2mol/L时，凝胶强度随着尿素浓度的升高而减小。成胶温度随着尿素的浓度升高而降低，当尿素浓度高于8mol/L时，不会形成凝胶，这可能是由于尿素破坏了凝胶的疏水键。乙烯基乙二醇是一种氢键促进剂，对成胶的作用可用同样的方法测得。研究发现：凝胶的起始温度也随其浓度的上升而下降，然而，在高浓度下不能形成凝胶。
薄脆饼干、米果等产品中要求淀粉具有一定的膨胀性，因此预糊化淀粉是这类产品的原料，且添加预糊化淀粉要优于普通淀粉。原因在于用预糊化淀粉制成的混合料坯中的部分淀粉已经吸水，当烘烤时大量的水冻淀粉颗粒会泡出来，从而造成膨胀。相反，如使用普通淀粉，烘烤时才开始吸水，这样便不易达到松脆的目的。为了达到更佳的效果，会使用变性的预糊化淀粉。
食问实答是食品商务网旗下的食品行业专业知识服务系统，用户可以提出问题、解决问题、或者搜索其他用户沉淀的精彩内容。
扫一扫加关注
