大象彩票 彩皇网|北京宝丰春石油技术有限公司--瓜尔胶|羟丙基瓜尔胶|羧甲基羟丙基瓜尔胶|压裂用油田助剂系列--
  • 东营市宝泽能源科技有限公司2018年中秋联欢会报道    • 主要产品包括改性瓜胶、聚季胺粘土稳定剂、原油降粘降凝剂、破乳助排剂    

——  瓜尔胶介绍  ——


产品介绍

尔豆胶是目前国际上最为廉价而又广泛应用的亲水胶体之一,来源于印度和巴基斯坦等地干旱和半干旱地区广泛栽培的一年生草本抗旱农作物Cyamopsistetragonolobus,自1993年瓜尔豆胶打入中国市场以来,由于其优良的特性和较低廉的价格,使得近年来瓜尔豆胶正逐渐地成为中国食品工业中用量最大的增稠剂之一。  
    1.瓜尔豆胶的结构组成  
    瓜尔豆胶中有功能作用的多糖是瓜尔糖(Guaran),其主键为(1→4)-β-D-甘露糖单位,侧键则由单个的α-D-半乳糖以(1→6)键与主键相连接。平均在主键上每两个甘露糖单位中有一个半乳糖单位在C-6位与之相联,甘露糖对半乳糖之比为1.8∶1(约为2∶1),与其说在每两个甘露糖单位中的第二个上有规律分布有一个半乳糖侧键基团,倒不如说半乳糖的分布是随意无规则的,因为在其主键的有一些区段上并没有半乳糖,而在另一些部分则是高取代区,尤其在离子强度很低的情况下,这种均匀无分支的区段被认为能与黄原胶形成聚合物,结果产生弱的黏度增效作用。与大多数高分子量聚合物一样,瓜尔豆胶及其衍生物呈假塑性的流变性。但是,它们的假塑度没有像黄原胶那样大,而这两种聚合物结合起来,就会有助于乳制品之类产品的稳定。  
    2.瓜尔豆胶的特性  
    瓜尔豆胶来源于广泛栽培的一年生草本抗旱农作物Cyamopsistetragonolobus,这种豆科植物主要生长在印度和巴基斯坦等地的干旱和半干旱地区,瓜尔豆一般含14%~17%的豆壳,35%~42%的胚乳和43%~47%的胚芽。瓜尔豆胶系由瓜尔豆的种子去皮去胚芽后的胚乳部分经清理、干燥粉碎后加水、再进行加压水解后用20%乙醇沉淀,离心分离后干燥、粉碎而得。商品胶一般为白色至浅黄褐色自由流动的粉末,接近无嗅,也无其他任何异味,一般含75%~85%的多糖,5%~6%的蛋白质,2%~3%的纤维及1%的灰分。瓜尔豆胶是极为良好的增稠剂,根据其粒度和粘度可分为不同的等级。  
    瓜尔豆胶是中性多糖,分子量约20~30万,在冷水中就能充分水化(一般需要两小时),能分散在热或冷的水中形成黏稠液,1%水溶液黏度在4~5Pa.s之间,具体黏度取决于粒度、制备条件及温度,为天然胶中黏度最高者。分散于冷水中约2小时后呈现很强黏度,以后黏度逐渐增大,24小时达到最高点,黏稠力为淀粉糊的5~8倍。加热则迅速达到最高黏度,胶溶液的黏度随胶粉粒度直径的减小而增加;水化速率则随温度的上升而加快,如果经85℃制备,10分钟即可充分水化达到最大黏度,但长时间高温处理将导致瓜尔豆胶本身降解,使黏度下降。瓜尔豆胶溶液pH在8~9时可达最快水化速度,然而大于10或小于4则水化速度很慢。因此,在应用时应等瓜尔豆胶充分水化后再调节溶液pH值。同样,溶液中有蔗糖等其他强需水剂存在时,也会导致瓜尔豆胶的水化速率下降,实际应用中,也应等瓜尔豆胶充分水化后再添加蔗糖。一般而言,0.5%以上的瓜尔豆胶溶液已呈非牛顿流体的假塑性流体特性,具有搅稀作用。瓜尔豆胶的水溶液为中性,pH变化在3.5~10范围内对胶溶液的性状影响不很明显,一般在pH6.0~3.5范围内随pH降低,黏度也有所降低,pH3.5以下黏度又增大,在pH6~8范围内,其溶液黏度可达到最大值,pH10以上则迅速降低。  
    瓜尔豆胶是一种溶胀高聚物,对它来说,水是惟一的通用溶剂,不过也能以有限的溶解度溶解于与水混溶的溶剂中,如乙醇液中,此外瓜尔豆胶具有良好的无机盐类兼容性能,耐受一价金属盐,如食盐等的浓度可高达60%;但高价金属离子的存在可使溶解度下降。在控制溶液pH的条件下,瓜尔豆胶能与交联剂,如硼酸盐、金属离子等反应可生成稍带弹性的黏质,瓜尔豆胶还能形成一定强度的水溶性薄膜。与其他多糖类物质一样,瓜尔豆胶及其衍生物在pH3或以下的酸性溶液中会导致降解,被水解的是糖苷键,结果黏度急速丧失。在轻度偏碱的pH下,链段还原末端β-位的切断反应,使链缓慢缩短,这一过程比酸水解要慢。瓜尔豆胶加热至很高温度时可导致热降解,瓜尔豆胶溶液加热至80~95℃并持续一定时间,就可丧失黏度。  
    瓜尔豆胶是直链大分子,链上的羟基可与某些亲水胶体及淀粉形成氢键,瓜尔豆胶与小麦淀粉共煮可达更高的黏度,瓜尔豆胶能与某些线型多糖,如黄原胶、琼脂糖和κ-型卡拉胶相互作用而形成复合体,瓜尔豆胶与黄原胶有一定程度的协同作用,但与卡拉胶则无协同效应。这种相互作用比之槐豆胶则相对较弱。在低离子强度下,与阴离子聚合物和阴离子表面活性剂配合后有增强黏度的协同作用。这些阴离子化合物被吸附在中性聚合物上,并因此而扩大了瓜尔豆胶的分子。这是在所吸附的带阴离子的功能基团之间发生相互排斥作用的结果。如加入电解质,导入相反的离子从而中和了阴离子电荷,并因而破坏了协同作用。  
    3.瓜尔豆胶在食品工业中的应用  
    瓜尔豆胶与大量水的结合能力,使它在食品工业中有着广泛的应用。在食品工业上瓜尔豆胶主要用作增稠剂、持水剂,通常单独或与其他食用胶复配使用;用于色拉酱、肉汁中起增稠作用,用于冰淇淋中使产品融化缓慢,面制品中增进口感,方便面里防止吸油过多,烘焙制品中延长老化时间,肉制品内作粘合剂,也用于奶酪中增加涂布性等。在几种常见食品中的具体应用如下。  
    冰淇淋:少量瓜尔豆胶不能明显地影响这种混合物物在制造时的黏度,但能赋予产品滑溜和糯性的口感。另外一个好处是使产品缓慢熔化,并提高产品抗骤热的性能。用瓜尔豆胶稳定的冰淇淋可以避免由于冰晶生成而引起颗粒的存在。  
    罐头食品:这类产品的特征是尽可能不含流动态的水,瓜尔豆胶则可用于稠化产品中的水分,并使肉菜固体部分表面包一层稠厚的肉汁。特殊的、缓慢溶胀的瓜尔豆胶有时还可以用于限制装罐时的黏度。 
    奶酪:在软奶酪加工中瓜尔豆胶能控制产品的稠度和扩散性质。由于胶能结合水的特性,使更滑腻和更均匀的涂敷奶酪有可能带更多的水。  
    调味汁和色拉调味品:在调味汁和色拉调味品中,利用了瓜尔豆胶在低浓度下产生高黏度这一基本性质,使得这些产品的质构和流变等感官品质更加优质。  
    由于瓜尔豆胶来源稳定,价格低廉,商品化的瓜尔豆胶衍生物也早已问世。化学改性可使瓜尔豆胶改变在溶剂中的分散状况,黏度、水化速率、溶液透明度等特性,产品有离子型的羧甲基瓜尔胶钠(CMG)和非离子型的羟丙基瓜尔胶(HPG)等。  
    瓜尔豆胶在食品生产加工领域被广泛使用,其市场相当广阔。目前,我国年需增稠剂4万多吨,而实际国内产量只有1万多吨,天然植物胶的产量更少,这使得多年来我国每年只能从国外进口大量的瓜尔豆胶等天然植物胶来满足国内市场的需求,因此,我国每年都花大量的外汇从印度等国进口瓜尔豆胶,并且由于生产瓜尔豆胶的植物Cyamopsistetragonolobus主要种植在印度和巴基斯坦等地的干旱和半干旱地区,有些“靠天吃饭”,自1993年瓜尔豆胶进入我国市场以来,其供应量不很稳定,由此导致市场价格的较大波动,另外瓜尔豆胶作为一种增稠剂,性能稍逊于黄原胶和结冷胶等微生物胶体,如耐热性、耐酸性等性能不是十分理想,不溶性杂质含量高,黏度和质量不很稳定等。这些问题使得瓜尔豆胶在食品生产应用时有一定的局限性,但是瑕不掩瑜,目前瓜尔豆胶的价格却只有结冷胶等胶体价格的约1/10,显然在一般情况下,性价比要明显高于它们,这也就是瓜尔豆胶目前已成为中国食品工业中用量最大的增稠剂之一的主要原因。此外我国有关部门从上世纪90年代起,就从国外引进瓜尔豆种子在我国部分地区试种,但因为气候差异,管理不当等原因,都没有获得成功。

[主要用途]
1.瓜尔胶(Guar gum)是目前用途最为广泛的树胶类产品。它的原粉和改性胶粉已用于石油、采矿、炸药、造纸、纺织、建筑、涂料、化妆品、医药、食品、农药等数十种工业中。我国对瓜尔胶的研究和应用也作出了很大努力,现将有关情况作一简介。
(2)瓜尔胶的工业用途:瓜尔胶在许多工业行业应用,并取代长角豆胶等许多胶的使用,现就其主要用途作一简介。
A在石油工业中的应用,主要应用它的粘稠性配成凝胶制成水基压裂液,以提高后期油井的产量。在钻井液中,它用作钻井液的液体损失控制剂。瓜尔胶还在井下临时封闭和堵塞剂中作为主要成分的胶凝材料。
B在浆状炸药中的应用。浆状炸药的主要成分为:氧化剂的饱和水溶液、敏化剂、燃烧剂和胶凝剂等。使用瓜尔胶形成凝胶后,即不再吸水渗水,因而可以抗水。这对潮湿地区和水下作业很有用处。
C在选矿中的应用,瓜尔胶对于粘土等有絮凝作用,在选矿中作为硅酸盐类矿泥的抑制剂,提高矿砂收率。在钾盐矿、镍矿、铜矿、铀矿、金矿中应用,均获成功。
D在造纸工业中的应用,瓜尔胶及改性瓜尔胶可用于打浆机中上胶的胶料、槽法上胶的胶粘剂、增强剂等。
E在纺织工业中的应用。瓜尔胶多用作印染浆的增稠剂或补充剂,也作为纺织品上胶的胶料。
F在涂料中的应用。瓜尔胶和改性瓜尔胶常用于涂料的增稠剂,以提高涂料的性能。
G在烟草工业中的应用。在以烟末制成大张烟草薄片时添加瓜尔胶可减少刺激性,增加柔韧性和伸展力。
H在化妆品中的应用。瓜尔胶改性后可用于头发软化剂、膏、霜类的增稠剂、护肤品的滋润保湿剂等。
I其他应用。在农药、建筑材料、泥浆配制等多种产品中均有应用。
(3)瓜尔胶在食品工业中的应用。商品瓜尔胶分食品级、工业级。瓜尔胶是目前最高效的增稠剂。在同样情况下,它比其他树胶的粘度高得多,因此,在食品工业中利用潜力很大,但瓜尔胶的稀溶带有点豆味,可以用蒸汽处理的方法除去它。
为了改善瓜尔胶在水中的透明度和其他性能,可选用瓜尔胶衍生物(改性瓜尔胶)。如高碘酸盐改良瓜尔胶,即用高碘酸盐氧化了的半乳甘露聚糖,它是被氧化了的半乳糖连结在甘露糖的直链上。另一种衍生物是羟低烷基醚化半乳甘露聚糖。这些可在食品、化妆品和其他高级产品中作稳定剂、增稠剂。在食品上可用于果酱、果冻、饮料、啤酒、甜酒、八宝粥、冰琪淋、面点、汤料等。
2.提胶后的副产物的利用。每生产1吨瓜尔胶粉,将有2.5~3吨的副产物。副产物中的全氮素(T-N0含量比瓜尔豆全粉要高。瓜尔豆粉氮素为6.3%,而脱胶后的瓜尔豆粉为7.5~7.8%,副产物(脱胶瓜尔豆粉)高含N特点,是目前利用的主要物质基础。
(1)蛋白饲料。瓜尔豆粉中蛋白质含量很高,在补充人们必须的蛋白质方面也大有希望,特别是禽、兽饲料添加剂方面用处很大。但是瓜尔豆粉中和其他豆类一样,有毒性的胰蛋白酶抑制剂,它是一种球蛋白,被作为食物吃进以后,到达十二指肠后便与胰蛋白酶结合起来,抑制其活力,并在胰蛋白酶原释放胰蛋白酶过程中抑制其自动催化能力,也在糜蛋白酶原释放糜蛋白酶过程中抑制其催化能力。此外,它还抑制羟肽蛋白酶原及弹性蛋白酶原的活力。
胰蛋白酶抑制剂在许多植物中存在,大豆中约有7%~10%的胰蛋白酶抑制剂。通过加热能使多数蛋白酶抑制剂失活,在100℃下只需蒸煮15分钟,就能使蛋白质营养价值提高。这一处理也能使瓜尔豆粉的胰蛋白酶抑制剂失活。处理后的瓜尔豆粉可加工成安全的高蛋白干饲料,或饲料添加剂。直接作为食品添加剂则还需进一步加工才行,如制成植物蛋白胨等食品添加剂。
(2)脱胶瓜尔豆粉中提取天然抗氧化物质。1981年公开的日本专称,脱胶瓜尔豆粉经强酸、强碱或酶处理后含有蛋白质部分水解而得到抗氧化物质,这种物质被认为主要是肽的存在而有抗氧化效果。因此,水解率能常在20%~50%的范围内,把这种水解液的pH值调至5.5~6.0,过滤除去不溶物,在此滤液中含有氨基酸、肽及未分解的蛋白质,再把占总量15%以下的丙二醇脂肪酸酯、甘油酯、山梨糖醇酐酯等乳化剂添加进去,即制成溶液状产品,还可以用冻结干燥法或喷雾干燥法制成粉剂。
本产品是以纯植物性蛋白质为原料,所以具有特殊风味,将它单独使用,是对食品具有抗氧化作用的调味剂。它可以用于(1)油炸食品(包括方便面)、快餐食品添加原料量的1%以上;(2)糕点类添加生料的0.3%以上;(3)水产加工品类添加生料的0.3%以上;(4)畜肉制品添加原料的0.5%以上。该产品添加在油脂食品中或在含有乳化剂的食品中,可以防止食品中油脂的酸败现象,并保持风味不变,其作用是很大的。
3.药用。瓜尔豆在民间,其果实作为缓泻剂,并使用于因胆汁而引起的疾病。叶子可治夜盲症;煮熟的种子作成膏药用于治疗头胀痛、肝大以及骨折而引起的肿胀。瓜尔豆全草烧成灰,与油混合,调匀涂敷治疗烫伤。
4.其他用途
(1)嫩豆荚象四季豆那样可炒食,也可盐腌或油炸来吃。成熟的种子可代替扁豆使用,在非洲、嫩叶象波菜一样作菜吃。、
(2)瓜尔豆常作为绿肥、家畜饲料来栽培。
(3)瓜尔豆耐旱而有根瘤,可改良土壤,有利于其他轮作植物的生长。


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