茄替膠的來源

茄替膠（Gum Ghatti，GG），又稱為印度樹膠，原產(chǎn)于印度及斯里蘭卡，是由寬葉榆綠木（Anogeissus latifolia）樹干自然滲出的半透明膠狀物質(zhì)純化而來。自19世紀末至1898年英國接管蘇丹，阿拉伯膠（Gum Arabic，GA）的出口量減少。鑒于供應緊張，茄替膠作為替代品引入全球市場，售價與阿拉伯膠相仿。經(jīng)種植園挑選和清洗 處理，茄替膠產(chǎn)品質(zhì)量得以大幅度提升，其制作工藝主要通過物理方法實現(xiàn)，包括溶解、過濾、滅菌和噴霧干燥等步驟[1]。

茄替膠的基本結(jié)構

茄替膠的主要成分為天然多聚糖，含有約 3%的蛋白質(zhì)，由阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、木糖和葡萄糖醛酸組成，摩爾比為48：29：10：5：10。Aspinall等對茄替膠的結(jié)構進行研究，結(jié)果表明茄替膠中大多數(shù)阿拉伯糖以α-呋喃糖殘基形式位于分子結(jié)構的外部，小部分阿拉伯糖殘基連接到含有半乳糖、甘露糖和葡萄糖醛酸殘基的主鏈上。

為了深入解析茄替膠的結(jié)構特征，Kang等采用乙醇分級沉淀法對茄替膠進行初步的分級，分離出4種不同分子量的茄替膠組分，這些組分根據(jù)乙醇沉淀的百分比被命名F50，F(xiàn)65，F(xiàn)80以及FS（80%乙醇沉淀后的上清液）。采用多種結(jié)構分析技術，通過高效凝膠排阻色譜法、靜態(tài)和動態(tài)光散射測定各組分的分子量大小和分 布。進一步利用GC-MS技術測定組分中糖苷鍵連接方式，采用1D（1H，13C）和2DNMR光譜技術檢測各組分中原子間的連接方式和空間構型。初步結(jié)構分析顯示F50、F65和F80之間具有結(jié)構相似性，但支化程度不同。值得注意的是，研究表明FS的分子結(jié)構與其他組分存在較大差異。基于上述研究，Kang等進一步探究并解析茄替膠糖蛋白的結(jié)構特點，對其構象和功能之間的相互關聯(lián)性進行詳細的分析探討。同時，對茄替膠主要組分FS進行詳盡的結(jié)構解析，結(jié)果表明，F(xiàn)S的主鏈由1，6-Galp構成，在O-3和O-4位置分支，支鏈上包含多種糖殘基類型，如→6)-β-D-Galp-(1→，→2)-α-L-Araf-(1→，→5)-α-L-Araf-(1→，t-α-L-Araf和→2,3,5)-α-L-Araf-(1→等[1]。

功能特性

1、流變性能

根據(jù)食品的粘度、剪切速率和時間的關系、可將其劃分為牛頓或非牛頓（包括假塑性、觸變性、流變性、粘彈性）。茄替膠的流變學分類可用于實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制、確定感官評估的關聯(lián)性、并優(yōu)化加工應用。Jefferies等使用Haake Roto Visco RV 1ce測定茄替膠的黏度，與相同條件下的阿拉伯膠（溶于1mol/L NaCl）相比，茄替膠的特性黏度至少是阿拉伯膠的三倍，這可能是由于茄替膠分子的高度溶劑化或不對稱性造成的。此外，隨著NaCl濃度的增加，茄替膠的特性黏度呈下降趨勢，表明茄替膠具有可降解性。

與其他具有相似分子量的天然多糖相比，茄替膠黏度相對較低，且隨著濃度升高呈指數(shù)增長。茄替膠溶液的濃度達到30-35%時，其黏稠度顯著提升，在高濃度下茄替膠表現(xiàn)出剪切變稀行為，在相同條件下測定的茄替膠的黏度遠高于阿拉伯膠，這種差異可能是由于茄替膠中高分子量組分所占比例和特性黏度較高所致。據(jù)報道，茄替膠表現(xiàn)出時間依賴性的剪切增稠行為，在0.01-10Hz頻率，20oC 下，15%、20%和25%的茄替膠不表現(xiàn)為典型的黏彈性凝膠。

2、乳化性能

茄替膠具有優(yōu)異的乳化性能。相比阿拉伯膠和其他樹膠，它能以更低的濃度（僅相當于阿拉伯膠濃度的25%）生成穩(wěn)定的乳液。與阿拉伯膠（7%-10%）相比，茄替膠乳液中活性組分高達30%，且乳液中茄替膠的活性組分均勻地覆蓋整個分子量范圍，這表明所有的茄替膠級分均具有表面活性。研究表明與多糖分子共價連接的少量蛋白質(zhì)會吸附在油滴上作為乳化穩(wěn)定劑，且多糖的疏水基團（如 CH3）或一些分子間效應可以引起乳化劑和油滴之間的結(jié)合，抑制油滴的聚集。Ido等將茄替膠制備成乳液與其他乳化劑進行比較，在室溫下儲存三天后，茄替膠乳液仍能保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，其較好的穩(wěn)定性歸因于相比其他乳化劑，茄替膠乳液的粒徑更小且乳化性能更好。研究還證實使用茄替膠的乳液比使用具有與茄替膠幾乎相似尺寸的聚甘油脂肪酸酯的乳液顯示出更高的乳化穩(wěn)定性。

茄替膠的應用^[1]

1、食品領域

茄替膠廣泛應用于食品系統(tǒng)，如作為飲料（水包油乳液）中的乳化劑和穩(wěn)定劑；作為添加劑用于從果汁中生產(chǎn)飲料粉，以改善其質(zhì)地；在烘焙食品中，茄替膠可以保持烘焙產(chǎn)品表面糖衣的穩(wěn)定性；茄替膠還被用作成膜材料，Zhang等探究茄替膠的成膜能力，并輔以抑菌劑，開發(fā)出一種新型的可食性抑菌膜，不僅具有良好的阻隔性， 還具有一定的抑菌特性，可用于水產(chǎn)品的保鮮；茄替膠在冰淇淋工業(yè)中起著非常重要的作用。如通過改變粘度來穩(wěn)定系統(tǒng)；通過吸水防止冰晶的形成并改變冰淇淋產(chǎn)品的融解行為，最終產(chǎn)品的口感和質(zhì)地得以顯著提升。

2、健康制藥

茄替膠主要由可溶性多糖組成，可通過吸收水分加速腸道運輸、降低結(jié)腸癌發(fā)病率。另外，茄替膠還能改善葡萄糖耐量并降低血清膽固醇和甘油三酯水平。茄替膠可作為膳食纖維添加到食物系統(tǒng)中，以生產(chǎn)低熱量食物。Morley等研發(fā)了幾種食品配方，如添加茄替膠的纖維片和小吃棒，既可以獲得高比例的纖維與低卡路里含量的可消化材料，也因為可溶性纖維的增加，代替脂肪或碳水化合物掩蓋不溶性纖維的較差口感。在制藥工業(yè)中，茄替膠由于具有無毒、親水和生物可降解的特性，被用作藥物釋放劑。Singh等人研究發(fā)現(xiàn)，將葡甘露聚糖與茄替膠按30：70的摩爾比混合，有利于藥物雙氯芬酸鈉的釋放。此外，茄替膠作為懸浮劑，能有效減少懸浮液中顆粒沉降速度。

3、工業(yè)領域

茄替膠在其他領域也起到重要作用。在石油開采領域，低濃度的茄替膠在高鹽濃 度的中性混合物中使用可以防止油井鉆井泥漿中的鉆井液濾失；茄替膠還具備獨特的高溫防濾失性能，在特定溫度下維護油井薄壁濾餅效果顯著；將茄替膠添加至硝酸銨-半明膠混合物之中，可提高炸藥抗水性[17]。

參考文獻

[1] 蔡佳雨. 改性茄替膠的結(jié)構鑒定及基于乳化特性的構效機制研究[D]. 天津:天津科技大學,2024.