羅望子多糖膠

羅望子多糖膠的分子結(jié)構(gòu)主要是由D-半乳糖、D-木糖、D-葡萄糖以1:3:4組成的中性聚多糖。除多糖外，還有少量游離的L-阿拉伯糖。羅望子多糖膠的分子結(jié)構(gòu)中，主鏈為β-D-1，4-連接的葡萄糖，側(cè)鏈為α-D-1，6-連接的木糖和β-D-1,2-連接的半乳糖，由此構(gòu)成了支鏈極多的多糖類物質(zhì) [1]  。羅望子膠的相對分子量因測定方法不同相差很大。據(jù)報道，用黏度法、滲透法、銅值法和3,5-二硝基水楊酸還原法測定的結(jié)果分別是523500、546000、556000和115000。 

羅望子膠為自由流動、無臭無味、乳白色或淡米黃色的粉末 ，隨著膠的純度降低 ，制品的顏色逐漸加深 ，有油脂氣味和手感 ，易結(jié)塊 ，不溶于冷水 ，但是能在冷水中分散 ，能在熱水中溶解 ，不溶于大多數(shù)有機溶劑和硫酸銨、硫酸鈉等鹽溶液。 

1、溶解性

羅望子多糖膠在冷水中分散后被加熱到85℃以上就會溶解，形成均勻的膠體溶液，膠液的黏度與質(zhì)量濃度有關(guān)。有報道稱經(jīng)羥丙基化的羅望子多糖膠粘度大幅下降，且具有良好的室溫水溶性 。它不溶于大多數(shù)的有機溶劑和硫酸銨、硫酸鈉等鹽溶液。

2、流變性

當羅望子多糖膠溶液的濃度高于0.5%時，其黏度逐漸增加，濃度越高其黏度增加越迅速。當溶膠的濃度超過1%時，溶膠濃度稍微增加一點，就會導致黏度大大增加。當溶膠濃度在3%～4%時，其黏度增加極為迅速。當溶膠濃度超過5%時，溶液不流動。精致的羅望子多糖膠水溶液顯示牛頓流體，其水溶液濃度在2%以下時，黏度幾乎不隨剪切速率的變化而變化，幾乎大多數(shù)的其他多糖都是非牛頓流體。像精致羅望子多糖膠那種牛頓流體的情況，從瓶之類的容器口均勻向外流出時，具有易流動的優(yōu)點。 

3、凝膠性

羅望子多糖膠與果膠凝膠形成的模式相同，屬于必須在有糖存在下才能形成凝膠的氫鍵結(jié)合法。不同的是相同濃度的羅望子多糖膠與果膠相比，凝膠強度要高得多。羅望子多糖膠凝膠形成時，凝膠強度隨煮沸時間的延長而極大地提高。羅望子多糖膠在糖濃度為40%～65%的廣范圍pH值時都能形成凝膠，它的凝膠具有飽滿、富有彈性和析水少的特征。如果用酒精取代糖的話也會形成凝膠，即使20%的高濃度酒精也能夠形成凝膠。羅望子多糖膠凝膠經(jīng)-20℃冷結(jié)，非常富有彈性，口感良好。凍結(jié)過的凝膠在5℃解凍，強度較凍結(jié)前提高。這說明羅望子膠凝膠具有優(yōu)良的凍結(jié)——解凍耐性。

4、穩(wěn)定性

羅望子多糖膠具有良好的耐熱、耐鹽、耐酸、耐冷凍和凍融穩(wěn)定等特性。羅望子多糖膠在煮沸約5h后，其黏度只下降到最大值的一半。在100℃加熱2h后黏度殘存率是瓜爾膠的2.5倍。但如果溶液稍微帶堿性，其黏度就會穩(wěn)定不變。因此，將羅望子多糖膠應用于調(diào)味品中時，良好的耐熱性不會引起黏度的顯著變化。羅望子多糖膠的黏度不受鈉鹽、鈣鹽或鐵鹽的影響，具有良好的耐鹽性，且隨著鹽濃度的增加，溶液的黏度有所增加，這是因為食鹽是強電解質(zhì)，在水溶液中會快速電離產(chǎn)生離子，這些離子由于水合作用吸附部分水分子，相當于提高了羅望子多糖膠的濃度；另一方面，羅望子多糖膠屬于中性多糖，不受帶電離子存在的影響。羅望子多糖膠溶液的黏度在pH2～11范圍內(nèi)能保持穩(wěn)定，特別是在pH2～8范圍之內(nèi)有很好的穩(wěn)定性，有利于在酸性調(diào)味品中使用。另外，羅望子多糖膠溶液的黏度隨溫度的降低而增加，但溶液遇冷不凝膠或變稠，而且溶液進行再分散，甚至貯存幾天之后也是如此。但儲藏期間必須防止微生物的降解作用。而在-20℃下冷凍1h后測試，對黏度的影響很小。因此，羅望子膠具有冷凍融化穩(wěn)定性。

5、與其他膠體的相容性

羅望子多糖膠與其他的膠體之間，沒有像黃原膠與槐豆膠膠，卡拉膠與槐豆膠膠那樣的相交效果。另外，相互之間也沒有相互消除的相交效果。羅望子多糖膠與其它膠體合用后能夠體現(xiàn)各自的膠體特性，換言之就是具有相容性的膠體。因此，使用羅望子多糖膠的時候，幾乎無須顧慮是否會影響其它的膠體。 

6、乳化穩(wěn)定性

羅望子多糖膠的乳化穩(wěn)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護膜，防止油滴聚集。 

羅望子種子是蘇木科酸角屬的一種高大的常綠喬木植物羅望子的種子，羅望子又稱酸角、酸豆、酸梅(海南)、"木罕"(傣語) ，原產(chǎn)于熱帶非洲，經(jīng)蘇丹引入印度后開始繁衍種植。我國羅望子（酸角）資源主要分布于云南、海南、廣西、廣東等省區(qū)，其中云南具有最豐富的羅望子（酸角）資源，主要分布于云南金沙江、怒江、元江干熱河谷及西雙版納一帶。

羅望子（酸角）一般8～12年開始結(jié)果，20～30年后進入盛果期，結(jié)實期可持續(xù)60年，如以嫁接繁殖的植株則5～6年可掛果，其果肉呈深褐色，在果肉外還包有一層硬殼質(zhì)果皮，在每個長圓形的莢果內(nèi)有3～12粒種子；該種子近似長方形或卵圓形，外皮堅硬，呈紅褐色，有光澤；種仁是一種優(yōu)良的食品添加劑和蛋白質(zhì)。據(jù)報道，在羅望子（酸角）種子中非纖維碳水化合物含量為65%～73%，蛋白質(zhì)含量15%～20%，脂肪含量為6%～8%，纖維為3%～5%，灰分為2.5%～3.2%。由此可以看出，在羅望子（酸角）種子中絕大多數(shù)為非纖維碳水化合物，即多糖類物質(zhì)  。

據(jù)報道 羅望子多糖膠的提取方法主要有兩種：一種是熱水抽提法；另一種是有機酸提取法。

熱水抽提法是早期提取羅望子膠的主要方法，羅望子膠的得率為50%，提取過程中保證了羅望子多糖膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。具體工藝為：羅望子種子→去皮→粉碎→熱水提膠→等電點沉降→分離→異丙醇沉淀→過濾→干燥→微粉碎→羅望子多糖膠。

與熱水抽提法相比，有機酸提取法羅望子多糖膠的得率較高，且省去了醇沉淀的工序。有報道稱用檸檬酸處理后羅望子多糖膠的最高得率高達70%。具體工藝為：羅望子種子→去皮→粉碎→煮沸（有機酸溶液）→靜置沉降→過濾→濃縮→烘干→粉碎→羅望子多糖膠。

羅望子多糖膠的毒性和致突變性研究

1996年，趙巖等對羅望子多糖膠的毒性和致突變性進行了研究，發(fā)現(xiàn)羅望子多糖膠對雌、雄性大鼠、小鼠經(jīng)口LD50分別為9260mg/kg和大于10000mg/kg，屬于實際無毒。在Ames實驗（污染物致突變性的檢測）中，未呈現(xiàn)致突變型。在體內(nèi)試驗中，未引起小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核率和小鼠精子畸變率的增加，在3項致變試驗中，羅望子多糖膠均未呈現(xiàn)致突變活性。 

羅望子多糖膠在食品工業(yè)中的主要應用

羅望子膠是一種多功能的食品添加劑。與其他動植物膠相比，羅望子膠具有優(yōu) 良的化學性質(zhì)和熱穩(wěn)定性。

1、在冰淇淋中的應用

羅望子多糖膠作為穩(wěn)定劑，分散于冰淇淋料液中，逐漸與水結(jié)合，使大量水分子與氫鍵相連，在結(jié)構(gòu)上形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，控制了殘余水相的流動性，使料液具有一定的粘稠度，這種性能有利于冰淇淋在凝凍時有效充入空氣，并且其無韌性的粘性使冰淇淋入口后融化性好，從而使冰淇淋組織細膩、致密、柔軟，并使之有良好的保形性、抗融性和抗熱震蕩能力。此外，還能使冰淇淋形成紋理細小的冰晶。

羅望子多糖膠與其它穩(wěn)定劑的兼容性好，表現(xiàn)在與卡拉膠、黃原膠、魔芋膠、刺槐豆角、CMC等膠體復配使用具有較好的效果，可彌補其它膠體冰晶粗大的缺陷。不會掩蓋或吸附冰淇淋中的風味物質(zhì)，有利于香味的充分釋放，風味釋放性明顯優(yōu)于其它膠體。一般情況下，羅望子多糖膠與其它膠體并用的協(xié)同增效作用不明顯，但是每一種膠體各自的優(yōu)點不會互相抵消。

2、羅望子多糖膠在水冰中的應用

在水冰類產(chǎn)品中，添加羅望子多糖膠對改善產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)非常明顯，能夠有效抑制冰晶的增長，得到組織非常細膩、表面光滑的產(chǎn)品。在此類產(chǎn)品中，羅望子多糖膠的粘結(jié)力強但不粘口，成型性好，耐酸、耐鹽、抗融性好，既爽口又能增加產(chǎn)品的實物感。羅望子多糖膠的存在還可以使切片產(chǎn)品切面光滑，口感細膩潤滑。

3、羅望子多糖膠在飲料中的應用

羅望子多糖膠在低濃度（0.05～1.5%）下形成溶膠，粘度受酸度影響不大，在pH值3.2～10.5的范圍內(nèi)，其粘度和色澤基本上沒有變化。用作果汁飲料的增稠劑，可以增加飲用時爽滑、厚實、細膩的口感。同時，羅望子多糖膠的懸浮性還可防止果汁因長期放置而導致的小顆粒沉淀，使細小的果肉顆粒均勻地懸浮于果汁中，大大降低下沉速度。

4、用作果凍和糕點的凝膠劑

羅望子多糖膠具有強保水作用，可有效地阻止溫度降低時果凍和彈性糕點中的水分冷凝析出，從而形成細膩的冰晶。與其它種子膠相比，羅望子多糖膠具有優(yōu)良的化學 和熱穩(wěn)定性，使其在制作過程中加熱、冷卻時保持較穩(wěn)定的性質(zhì)。有關(guān)人員經(jīng)過實驗表明 ，制作馬蹄糕時，分層現(xiàn)象是由于調(diào)粉漿時，有部分馬蹄淀粉顆粒和其它淀粉顆粒沒有充分溶脹。蒸煮過程中，未充分溶脹的淀粉顆粒因密度差而沉降使蒸出的糕體分層。當加入羅望子多糖膠后，因其對馬蹄粉的增粘作用使得粉漿混合體系的粘度大大提高。因此，那些未充分溶脹的淀粉顆粒不發(fā)生沉降，形成很好的懸浮液體系，使得蒸出的糕體均勻無分層現(xiàn)象。制出不起絲，無黏性，耐酸性好，保形性優(yōu)良，有咬勁、有彈性、潤滑爽口的馬蹄糕。

5、用作淀粉品質(zhì)改良劑

淀粉是廣泛用于加工食品方面的材料，具有粘性，還可以形成食品的骨架，但是淀粉在加工各種食品的過程中，存在著許多缺點，最主要的就是已經(jīng)糊化（α 化）的淀粉在放置的過程中會老化（β 化），致使粘度上升，甚至形成凝膠，透明的食品變成半透明或不透明，析水并生成不溶化的淀粉甚至沉淀等，所有這些現(xiàn)象都將導致食品的口感和風味受損、穩(wěn)定性下降、品質(zhì)變差，而加入羅望子多糖膠作為淀粉的品質(zhì)改良劑能抑制淀粉老化 。

羅望子多糖膠是相對分子質(zhì)量50萬以上、側(cè)鏈極多的高分子多糖，添加到淀粉中時，側(cè)鏈上的-OH通過氫鍵與淀粉相互作用，形成一種更巨大的高分子體，這種高分子體很難定向，能夠穩(wěn)定地存在。另一方面，在加工過程中淀粉粒容易破裂受損，羅望子多糖膠與淀粉并用，就可以將淀粉包裹起來，防止破裂，起到保護淀粉的作用，使加工的產(chǎn)品在放置過程中不會出現(xiàn)淀粉粒的聚集和老化。此外，羅望子多糖膠還有優(yōu)良的保水性，可防止析水。

羅望子多糖膠與乳化劑同時存在，抑制淀粉老化的效果比單獨使用羅望子多糖膠或乳化劑大大提高。因此，羅望子多糖膠用作淀粉的品質(zhì)改良劑，能穩(wěn)定食品品質(zhì)，改善質(zhì)地和結(jié)構(gòu)，提高口感和風味。

6、用于牛奶中

在牛奶中添加0.5%左右的羅望子多糖膠可增強制品的稠厚感和甜味，同時不會有黏口的感覺，用于低脂牛奶或脫脂牛奶，口感就像全脂牛奶一樣；用于咖啡牛奶或果汁牛奶，可以同時增強濃厚感和甜味。

7、用于調(diào)味汁中

一些西餐用調(diào)味汁因為加入食醋使pH值降低，這些調(diào)味汁要求有較高的粘度，若添加少量的羅望子多糖膠，由于其耐酸并有一定的增稠作用，所以可以改善調(diào)味汁的口感和穩(wěn)定性。同時，羅望子多糖膠的黏附性能良好，對于燒肉、燒雞以及蔬菜等的調(diào)味汁要求黏附在制品表面不脫落，單獨使用羅望子多糖膠或羅望子多糖膠與其它膠體并用，都能取得顯著的效果。

8、用于保健食品

羅望子多糖膠中多糖是葡聚木糖，它是一種理想的膳食纖維來源 。可起到防治高血癥的作用，另外尚可增加小腸非擾動層的厚度，減弱糖類物質(zhì)的吸收，防治糖尿病的發(fā)生發(fā)展。

羅望子多糖膠在其他領(lǐng)域的應用

1、羅望子多糖膠在牙膏中的應用

羅望子多糖膠可以作為牙膏中的粘結(jié)劑和增稠劑，其用量為0.5%～1.2%。使用羅望子多糖膠的牙膏具有較好的穩(wěn)定性，牙膏在-2℃的低溫和55℃的高溫下貯存24h，其膏體的硬度和擠出性均無明顯改變。特別是在加酶藥膏中，其穩(wěn)定性更為突出，。當采用羧甲基纖維素鈉（CMC）時，牙膏膏體硬度在貯存兩個月后即會降低到原值的1/6，而采用羅望子多糖膠貯存4個月后，膏體的硬度基本不變。 

2、羅望子多糖膠在洗滌劑中的應用

羅望子多糖膠在液體洗滌劑中作為增稠劑和穩(wěn)定劑使用時，能夠確保液體洗滌劑在貯存期內(nèi)粘度基本不變。從而保證液體洗滌劑在垂直的硬表面上有較好的滯留性，能夠充分發(fā)揮洗滌劑的清洗效果。同時，羅望子多糖膠還有一定的乳化能力和抗再沉積能力，因為羅望子多糖膠具有耐鹽、耐熱、耐酸性的增稠穩(wěn)定作用，其粘度不受酸類和鹽類等的影響。因此，它是液體洗滌劑中良好的增稠穩(wěn)定劑。

3、羅望子多糖膠在煙草工業(yè)中的應用

羅望子多糖膠是良好的天然粘合劑。在煙草工業(yè)中，有研究 發(fā)現(xiàn)羅望子多糖膠是生產(chǎn)再生煙絲（重組煙絲、膨脹煙絲）良好的粘合劑；在醫(yī)藥工業(yè)中，羅望子多糖膠既是藥片良好的粘合劑，又是膏霜類藥物的增稠劑和穩(wěn)定劑。

4、羅望子多糖膠在醫(yī)藥行業(yè)的應用

羅望子多糖膠應用于醫(yī)藥行業(yè)它可控制藥物的釋放，并具有高藥物容量和高的熱穩(wěn)定性，有報道以羅望子多糖制備納米硒，可能具有硒和羅望子多糖的雙重生物學功效，將在癌癥的化學預防和治療方面有光明的前景，同時可能在動物生產(chǎn)中將有廣闊的應用前景。

早在20世紀50年代，美國、日本、西班牙等一些發(fā)達國家就開始研究羅望子多糖膠的應用。20世紀60年代，由日本率先實現(xiàn)羅望子多糖膠的工業(yè)化生產(chǎn)，并作為食品添加劑銷售。隨后美國、英國、法國、中國等多個國家也陸續(xù)開始了羅望子多糖膠商業(yè)的工業(yè)化生產(chǎn) 。因一些食品工業(yè)發(fā)達的國家如美國、日本等，對羅望子多糖膠都有很長一段時間的研究，故羅望子多糖膠的使用范圍也較為廣泛。在國外，羅望子多糖膠作為食品添加劑主要利用其增稠性、膠凝性、穩(wěn)定性和乳化性，用于冰淇淋、冰糕、調(diào)味醬、烹調(diào)品、罐頭、即食咖喱調(diào)料、水果飲料、果醬、橘皮果凍、松蛋糕、羊羹、軟糖等的生產(chǎn)中，甚至在國外，口香糖和泡泡糖的生產(chǎn)中也開始大量使用羅望子多糖膠。

隨著國外對羅望子多糖膠研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其還具有其他功能性，不但對人體沒有任何毒性，相反對治療痢疾和腹瀉有很好的幫助，羅望子多糖膠因而被視作功能性添加劑。在印度和埃及，羅望子多糖膠已經(jīng)被應用于保健型飲料中，經(jīng)過證明已經(jīng)確定了羅望子多糖膠具有很好的消炎和治療的功效 。羅望子多糖膠還在紡織、乳膠、建筑、木材、粘合劑、炸藥、造紙、油脂及日化等行業(yè)得到廣泛的應用。