刺槐豆膠（Locust bean gum或Carob bean gum）也稱角豆膠、槐豆膠， 洋槐豆膠, 長角豆膠，是角豆樹（Ceretonia siliqua）種子胚乳的精制品，是一種無色、無味的植物胚乳精制多糖。槐豆膠是常見植物籽膠之一，常作為增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑和膠凝劑應(yīng)用于食品及飲料中。華東理工大學(xué)食品添加劑和配料研究組認(rèn)為,最近幾年，由于應(yīng)用技術(shù)的日趨成熟及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷增加，在亞洲尤其是在中國，市場對槐豆膠的需求也獲得大幅度上升，槐豆膠已經(jīng)成為在我國食品工業(yè)中應(yīng)用得最為廣泛的膠體之一。
（一）刺槐豆膠的結(jié)構(gòu)組成
刺槐豆膠來源于生長在地中海沿岸一帶的一種抗干旱的洋槐樹或角豆樹，該樹*，約15年后才能大量產(chǎn)豆，50年的樹齡才能達(dá)到最大產(chǎn)量?；倍鼓z聚合物的構(gòu)架與瓜爾豆膠相似，但槐豆膠只有一半數(shù)目的半乳糖取代基。此外，半乳糖單位的分布是非常不規(guī)則的，這使未取代的甘露糖基有較長的區(qū)段，類似于海藻膠，并能與其它多糖密切結(jié)合?；倍鼓z的加工方式與瓜爾豆膠相似，其化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分也與瓜爾豆膠一樣，是以甘露糖為主鏈的半乳甘露聚糖，但連接的半乳糖支鏈相對比瓜爾豆膠要少，一些片段帶有較多的半乳糖支鏈，而另一些片段則沒有支鏈。其半乳糖與甘露糖之比平均為1：4，區(qū)別于瓜爾豆膠的1：2，商品槐豆膠一般含有75%～81%的多糖，5%～8%的蛋白質(zhì)，1%～4%的不溶性纖維及1%的灰分。槐豆膠的相對分子量約為30萬道爾頓。由于瓜爾豆膠與槐豆膠在結(jié)構(gòu)上的相似性，因此在物理性能方面也很相似，主要的差別是在于兩者的溶解度和粘度。槐豆膠必須加熱約85℃時(shí)方能使粘度達(dá)到，而這時(shí)的粘度比瓜爾豆膠更高。
（二）刺槐豆膠的物理化學(xué)特性
刺槐豆膠為白色至黃色粉末顆粒，無臭或帶微臭，精制刺槐豆膠溶液具有良好的透明度,能分散于熱或冷水中形成溶膠，普通刺槐豆膠在冷水中只有部分溶解，需加熱至約85℃方能水化，可以完全溶解，成粘稠液,冷卻后達(dá)到的粘度（圖2-6）?；倍鼓z溶液具有良好的透明度，槐豆膠不溶于酒精等有機(jī)溶劑和油脂。PH 值 的變化在 3～11范圍內(nèi)對其膠溶液的性狀影響均不大。槐豆膠本身的粘度與其協(xié)同效應(yīng)能力無關(guān)。pH5.4～7.0添加少量四硼酸鈉則轉(zhuǎn)變成凝膠?；倍鼓z也是中性多糖，1%溶液pH在5.4～6.5之間，粘度在1500～4000cp之間，取決于槐豆膠等級?；倍鼓z粘度比瓜爾豆膠高，其溶液也具有假塑性流體特性。一般鹽類的存在對其溶液性狀稍有影響，高價(jià)電解質(zhì)或醋酸鉛等可使溶液發(fā)生沉淀。氯化鈉、氯化鎂、氧化鈣等鹽類溶液對其粘度幾無影響，但酸尤其是無機(jī)酸、氧化劑會使其鹽析，降低粘度。添加氯化鈉前如預(yù)先添加明膠、卡拉膠、葡萄糖和蔗糖等混合，可在一定程度上防止鹽析.熱、壓力和攪拌會使其降低表面張力。濃度、剪切力、溫度、酸堿、凍融等變化與槐豆膠的粘度都有較大的關(guān)系.但如遇單寧酸、季銨鹽、醋酸鉛和其它一些多價(jià)電解質(zhì)則會發(fā)生沉淀。
充分水化的1％濃度刺槐豆膠其粘度可達(dá)到3000 厘泊，并且呈非牛頓流體的假塑性流體特性，具有攪稀作用。另外，刺槐豆膠的切變特性也很有特點(diǎn)。它的塑變值為零，因此，只要一施加*微的切變力，溶液就開始流動。溶液的表觀粘度隨切變速度的增加而急劇下降，然后趨于穩(wěn)定并接近最低極限值，此值依賴于溶液的濃度（圖2-7）。在任意給定的切變速度下，槐豆膠溶液的表觀粘度不受試驗(yàn)的時(shí)間和先前切變試驗(yàn)的影響。只要所施加的切變速度不致引起分子結(jié)構(gòu)的裂解，最后切變速度不論是由高到低或低到高，均不影響試驗(yàn)的結(jié)果。 刺槐豆膠本身無法形成凝膠。由于在槐豆膠的構(gòu)架上有相對較多的未被取代的甘露糖基，因此與黃原膠等其它膠的相互作用比瓜爾豆膠更為明顯。槐豆膠與這些聚合物在溶液中形成復(fù)合體而得以形成或加強(qiáng)凝膠作用。槐豆膠與黃原膠、瓊脂都和k-卡拉膠有相互增效作用,而這些增效作用在商品中具有重要的價(jià)值?；倍鼓z與其它天然膠產(chǎn)生協(xié)同效果，可大大增加其粘度、凝膠能力及強(qiáng)度，根據(jù)不同配比，可制成各種彈性和脆性規(guī)格的膠凍，如刺槐豆膠與黃原膠等可形成有彈性的凝膠，膠凍強(qiáng)度取決于二者比例。它們之間的具體增效作用將在后面章節(jié)中詳細(xì)介紹。
（三）刺槐豆膠加工工藝流程
經(jīng)試驗(yàn)確定槐豆膠提取的一般工藝流程如下圖所示：
槐角→曬干→粗粉碎→過篩→溶劑處理→沖洗→烘干→粉碎過篩脫皮→
微粉碎→過篩（100目）→商品槐豆膠。
圖 刺槐豆膠制取的工藝流程
1.曬干：由于槐角果皮含有大量果膠，粘性較大，粉碎前需曬干。
2.粗粉碎：根據(jù)果實(shí)各部分硬度不同，進(jìn)行粗粉碎，果皮、子葉、胚的硬度較小，成粉狀，胚乳極其堅(jiān)硬，連同種皮先粉碎。
3.過篩：篩去果皮、于葉、胚，得帶皮胚乳。
4.溶劑處理：由于種皮與胚乳連結(jié)緊密，且種皮含有大量色素，易使胚乳著色變黑，選用次氯酸鈉作為處理溶劑，一方面使種皮與胚乳易于分離，一方面可以起到漂白作用，從而改善膠的顏色。
5.沖洗烘干：用水沖洗數(shù)次，在60℃下烘干。
6.粉碎過篩：粉碎種皮，過篩得胚乳。
7.微粉碎：粉碎內(nèi)胚乳，過100目篩，得商品槐豆膠。
（四）刺槐豆膠在食品工業(yè)中的應(yīng)用
華東理工大學(xué)食品添加劑和配料研究組認(rèn)為,刺槐豆膠的特性之一是它具有結(jié)合大量水的能力。食品行業(yè)正是利用了槐豆膠的這一特性，廣泛地用以制備各色各樣的食品。在食品工業(yè)中，槐豆膠主要用作增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑?；倍鼓z通常與其他膠配合使用，如瓜爾豆膠、黃原膠和卡拉膠等。用槐豆膠與卡拉膠復(fù)配可形成彈性果凍，而單獨(dú)使用卡拉膠則只能獲得脆性果凍?；倍鼓z、海藻膠與氯化鉀復(fù)配廣泛用作寵物罐頭中的復(fù)合膠凝劑。槐豆膠80～85%的產(chǎn)量用于乳制品和冷凍甜食，槐豆膠/卡拉膠/CMC的復(fù)合是良好的冰淇淋穩(wěn)定劑，用量為0.1～0.2%?；倍鼓z還用在奶制品及冷凍奶制品甜食中充當(dāng)持水劑，增進(jìn)口感以及防止冰晶形成；用于干酪生產(chǎn)可加快奶酪的絮凝作用，增加產(chǎn)量并增進(jìn)涂布效果（用量為0.2～0.6%）；用于肉制品、西式香腸等加工中改善持水性能以及改進(jìn)肉食的組織結(jié)構(gòu)和冷凍/融化穩(wěn)定性；用于膨化食品，在擠壓加工時(shí)賦予潤滑作用，并且能增加產(chǎn)量和延長貨架期；用于面制品以控制面團(tuán)的吸水效果，改進(jìn)面團(tuán)特性及品質(zhì)，延長老化時(shí)間（一般用量為面粉的0.5%）等。
目前，刺槐豆膠在食品生產(chǎn)加工領(lǐng)域被廣泛使用，其市場相當(dāng)廣闊。表為FAO/WHO（聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織）規(guī)定的所允許的槐豆膠在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例及其最大添加量。
表 刺槐豆膠在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用及添加量
食品種類 | 槐豆膠的最大添加量（g/kg） |
乳酪 冰淇淋 干酪 奶油 肉汁和調(diào)味汁 蔬菜罐頭 魚罐頭 嬰幼兒配制食物 酸奶及其制品 | 5 10 8 5 12 10 20 1 0.5 |
目前，我國天然植物膠的產(chǎn)量較少，這使得多年來我國每年只能從國外進(jìn)口大量的刺槐豆膠等天然植物膠來滿足國內(nèi)市場的需求，由于瓜爾豆比較短缺，導(dǎo)致瓜爾豆膠的價(jià)格經(jīng)常劇烈上漲，與此相反的是近幾年刺槐豆膠的原材料供應(yīng)充足，因此它的價(jià)格逐步趨于穩(wěn)定。另外槐豆膠作為一種增稠劑，不溶性雜質(zhì)含量高，往往需要同其他膠體復(fù)合才能使用，粘度和質(zhì)量不很穩(wěn)定等。這些問題使得槐豆膠在食品生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)有一定的局限性，但是瑕不掩瑜，目前刺槐豆膠的價(jià)格卻不是很高，顯然在一般情況下，性價(jià)比要明顯高于它們，華東理工大學(xué)食品添加劑和配料研究組認(rèn)為,這也是刺槐豆膠目前已成為我國食品工業(yè)中用量的增稠劑之一的主要原因。
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