[科普中国]-罗望子多糖胶

分子结构和产品性能分子结构

罗望子多糖胶的分子结构主要是由D-半乳糖、D-木糖、D-葡萄糖以1:3:4组成的中性聚多糖。除多糖外，还有少量游离的L-阿拉伯糖。罗望子多糖胶的分子结构中，主链为β-D-1，4-连接的葡萄糖，侧链为α-D-1，6-连接的木糖和β-D-1,2-连接的半乳糖，由此构成了支链极多的多糖类物质1。罗望子胶的相对分子量因测定方法不同相差很大。据报道，用黏度法、渗透法、铜值法和3,5-二硝基水杨酸还原法测定的结果分别是523500、546000、556000和115000。2

产品性能罗望子胶为自由流动、无臭无味、乳白色或淡米黄色的粉末 ，随着胶的纯度降低 ，制品的颜色逐渐加深 ，有油脂气味和手感 ，易结块 ，不溶于冷水 ，但是能在冷水中分散 ，能在热水中溶解 ，不溶于大多数有机溶剂和硫酸铵、硫酸钠等盐溶液。3

1、溶解性

罗望子多糖胶在冷水中分散后被加热到85℃以上就会溶解，形成均匀的胶体溶液，胶液的黏度与质量浓度有关。有报道称经羟丙基化的罗望子多糖胶粘度大幅下降，且具有良好的室温水溶性4。它不溶于大多数的有机溶剂和硫酸铵、硫酸钠等盐溶液。

2、流变性

当罗望子多糖胶溶液的浓度高于0.5%时，其黏度逐渐增加，浓度越高其黏度增加越迅速。当溶胶的浓度超过1%时，溶胶浓度稍微增加一点，就会导致黏度大大增加。当溶胶浓度在3%～4%时，其黏度增加极为迅速。当溶胶浓度超过5%时，溶液不流动。精致的罗望子多糖胶水溶液显示牛顿流体，其水溶液浓度在2%以下时，黏度几乎不随剪切速率的变化而变化，几乎大多数的其他多糖都是非牛顿流体。像精致罗望子多糖胶那种牛顿流体的情况，从瓶之类的容器口均匀向外流出时，具有易流动的优点。5

3、凝胶性

罗望子多糖胶与果胶凝胶形成的模式相同，属于必须在有糖存在下才能形成凝胶的氢键结合法。不同的是相同浓度的罗望子多糖胶与果胶相比，凝胶强度要高得多。罗望子多糖胶凝胶形成时，凝胶强度随煮沸时间的延长而极大地提高。罗望子多糖胶在糖浓度为40%～65%的广范围pH值时都能形成凝胶，它的凝胶具有饱满、富有弹性和析水少的特征。如果用酒精取代糖的话也会形成凝胶，即使20%的高浓度酒精也能够形成凝胶。罗望子多糖胶凝胶经-20℃冷结，非常富有弹性，口感良好。冻结过的凝胶在5℃解冻，强度较冻结前提高。这说明罗望子胶凝胶具有优良的冻结——解冻耐性。5

4、稳定性

罗望子多糖胶具有良好的耐热、耐盐、耐酸、耐冷冻和冻融稳定等特性。罗望子多糖胶在煮沸约5h后，其黏度只下降到最大值的一半。在100℃加热2h后黏度残存率是瓜尔胶的2.5倍。但如果溶液稍微带碱性，其黏度就会稳定不变。因此，将罗望子多糖胶应用于调味品中时，良好的耐热性不会引起黏度的显著变化。罗望子多糖胶的黏度不受钠盐、钙盐或铁盐的影响，具有良好的耐盐性，且随着盐浓度的增加，溶液的黏度有所增加，这是因为食盐是强电解质，在水溶液中会快速电离产生离子，这些离子由于水合作用吸附部分水分子，相当于提高了罗望子多糖胶的浓度；另一方面，罗望子多糖胶属于中性多糖，不受带电离子存在的影响。罗望子多糖胶溶液的黏度在pH2～11范围内能保持稳定，特别是在pH2～8范围之内有很好的稳定性，有利于在酸性调味品中使用。另外，罗望子多糖胶溶液的黏度随温度的降低而增加，但溶液遇冷不凝胶或变稠，而且溶液进行再分散，甚至贮存几天之后也是如此。但储藏期间必须防止微生物的降解作用。而在-20℃下冷冻1h后测试，对黏度的影响很小。因此，罗望子胶具有冷冻融化稳定性。5

5、与其他胶体的相容性

罗望子多糖胶与其他的胶体之间，没有像黄原胶与槐豆胶胶，卡拉胶与槐豆胶胶那样的相交效果。另外，相互之间也没有相互消除的相交效果。罗望子多糖胶与其它胶体合用后能够体现各自的胶体特性，换言之就是具有相容性的胶体。因此，使用罗望子多糖胶的时候，几乎无须顾虑是否会影响其它的胶体。5

6、乳化稳定性

罗望子多糖胶的乳化稳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护膜，防止油滴聚集。5

生产原料及生产工艺生产原料罗望子种子是苏木科酸角属的一种高大的常绿乔木植物罗望子的种子，罗望子又称酸角、酸豆、酸梅(海南)、"木罕"(傣语)6，原产于热带非洲，经苏丹引入印度后开始繁衍种植。我国罗望子（酸角）资源主要分布于云南、海南、广西、广东等省区，其中云南具有最丰富的罗望子（酸角）资源，主要分布于云南金沙江、怒江、元江干热河谷及西双版纳一带。

罗望子（酸角）一般8～12年开始结果，20～30年后进入盛果期，结实期可持续60年，如以嫁接繁殖的植株则5～6年可挂果，其果肉呈深褐色，在果肉外还包有一层硬壳质果皮，在每个长圆形的荚果内有3～12粒种子；该种子近似长方形或卵圆形，外皮坚硬，呈红褐色，有光泽；种仁是一种优良的食品添加剂和蛋白质。据报道，在罗望子（酸角）种子中非纤维碳水化合物含量为65%～73%，蛋白质含量15%～20%，脂肪含量为6%～8%，纤维为3%～5%，灰分为2.5%～3.2%。由此可以看出，在罗望子（酸角）种子中绝大多数为非纤维碳水化合物，即多糖类物质7。

生产工艺据报道8罗望子多糖胶的提取方法主要有两种：一种是热水抽提法；另一种是有机酸提取法。

热水抽提法是早期提取罗望子胶的主要方法，罗望子胶的得率为50%，提取过程中保证了罗望子多糖胶结构不发生变化。具体工艺为：罗望子种子→去皮→粉碎→热水提胶→等电点沉降→分离→异丙醇沉淀→过滤→干燥→微粉碎→罗望子多糖胶。

与热水抽提法相比，有机酸提取法罗望子多糖胶的得率较高，且省去了醇沉淀的工序。有报道称用柠檬酸处理后罗望子多糖胶的最高得率高达70%。具体工艺为：罗望子种子→去皮→粉碎→煮沸（有机酸溶液）→静置沉降→过滤→浓缩→烘干→粉碎→罗望子多糖胶。

罗望子多糖胶的毒性和致突变性研究1996年，赵岩等对罗望子多糖胶的毒性和致突变性进行了研究，发现罗望子多糖胶对雌、雄性大鼠、小鼠经口LD50分别为9260mg/kg和大于10000mg/kg，属于实际无毒。在Ames实验（污染物致突变性的检测）中，未呈现致突变型。在体内试验中，未引起小鼠骨髓嗜多染红细胞微核率和小鼠精子畸变率的增加，在3项致变试验中，罗望子多糖胶均未呈现致突变活性。9

罗望子多糖胶的应用罗望子多糖胶在食品工业中的主要应用罗望子胶是一种多功能的食品添加剂。与其他动植物胶相比，罗望子胶具有优 良的化学性质和热稳定性。10

1、在冰淇淋中的应用

罗望子多糖胶作为稳定剂，分散于冰淇淋料液中，逐渐与水结合，使大量水分子与氢键相连，在结构上形成三维网状结构，控制了残余水相的流动性，使料液具有一定的粘稠度，这种性能有利于冰淇淋在凝冻时有效充入空气，并且其无韧性的粘性使冰淇淋入口后融化性好，从而使冰淇淋组织细腻、致密、柔软，并使之有良好的保形性、抗融性和抗热震荡能力。此外，还能使冰淇淋形成纹理细小的冰晶。

罗望子多糖胶与其它稳定剂的兼容性好，表现在与卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、刺槐豆角、CMC等胶体复配使用具有较好的效果，可弥补其它胶体冰晶粗大的缺陷。不会掩盖或吸附冰淇淋中的风味物质，有利于香味的充分释放，风味释放性明显优于其它胶体。一般情况下，罗望子多糖胶与其它胶体并用的协同增效作用不明显，但是每一种胶体各自的优点不会互相抵消。

2、罗望子多糖胶在水冰中的应用

在水冰类产品中，添加罗望子多糖胶对改善产品的组织结构非常明显，能够有效抑制冰晶的增长，得到组织非常细腻、表面光滑的产品。在此类产品中，罗望子多糖胶的粘结力强但不粘口，成型性好，耐酸、耐盐、抗融性好，既爽口又能增加产品的实物感。罗望子多糖胶的存在还可以使切片产品切面光滑，口感细腻润滑。

3、罗望子多糖胶在饮料中的应用

罗望子多糖胶在低浓度（0.05～1.5%）下形成溶胶，粘度受酸度影响不大，在pH值3.2～10.5的范围内，其粘度和色泽基本上没有变化。用作果汁饮料的增稠剂，可以增加饮用时爽滑、厚实、细腻的口感。同时，罗望子多糖胶的悬浮性还可防止果汁因长期放置而导致的小颗粒沉淀，使细小的果肉颗粒均匀地悬浮于果汁中，大大降低下沉速度。

4、用作果冻和糕点的凝胶剂

罗望子多糖胶具有强保水作用，可有效地阻止温度降低时果冻和弹性糕点中的水分冷凝析出，从而形成细腻的冰晶。与其它种子胶相比，罗望子多糖胶具有优良的化学 和热稳定性，使其在制作过程中加热、冷却时保持较稳定的性质。有关人员经过实验表明11，制作马蹄糕时，分层现象是由于调粉浆时，有部分马蹄淀粉颗粒和其它淀粉颗粒没有充分溶胀。蒸煮过程中，未充分溶胀的淀粉颗粒因密度差而沉降使蒸出的糕体分层。当加入罗望子多糖胶后，因其对马蹄粉的增粘作用使得粉浆混合体系的粘度大大提高。因此，那些未充分溶胀的淀粉颗粒不发生沉降，形成很好的悬浮液体系，使得蒸出的糕体均匀无分层现象。制出不起丝，无黏性，耐酸性好，保形性优良，有咬劲、有弹性、润滑爽口的马蹄糕。

5、用作淀粉品质改良剂

淀粉是广泛用于加工食品方面的材料，具有粘性，还可以形成食品的骨架，但是淀粉在加工各种食品的过程中，存在着许多缺点，最主要的就是已经糊化（α 化）的淀粉在放置的过程中会老化（β 化），致使粘度上升，甚至形成凝胶，透明的食品变成半透明或不透明，析水并生成不溶化的淀粉甚至沉淀等，所有这些现象都将导致食品的口感和风味受损、稳定性下降、品质变差，而加入罗望子多糖胶作为淀粉的品质改良剂能抑制淀粉老化12。

罗望子多糖胶是相对分子质量50万以上、侧链极多的高分子多糖，添加到淀粉中时，侧链上的-OH通过氢键与淀粉相互作用，形成一种更巨大的高分子体，这种高分子体很难定向，能够稳定地存在。另一方面，在加工过程中淀粉粒容易破裂受损，罗望子多糖胶与淀粉并用，就可以将淀粉包裹起来，防止破裂，起到保护淀粉的作用，使加工的产品在放置过程中不会出现淀粉粒的聚集和老化。此外，罗望子多糖胶还有优良的保水性，可防止析水。

罗望子多糖胶与乳化剂同时存在，抑制淀粉老化的效果比单独使用罗望子多糖胶或乳化剂大大提高。因此，罗望子多糖胶用作淀粉的品质改良剂，能稳定食品品质，改善质地和结构，提高口感和风味。

6、用于牛奶中

在牛奶中添加0.5%左右的罗望子多糖胶可增强制品的稠厚感和甜味，同时不会有黏口的感觉，用于低脂牛奶或脱脂牛奶，口感就像全脂牛奶一样；用于咖啡牛奶或果汁牛奶，可以同时增强浓厚感和甜味。

7、用于调味汁中

一些西餐用调味汁因为加入食醋使pH值降低，这些调味汁要求有较高的粘度，若添加少量的罗望子多糖胶，由于其耐酸并有一定的增稠作用，所以可以改善调味汁的口感和稳定性。同时，罗望子多糖胶的黏附性能良好，对于烧肉、烧鸡以及蔬菜等的调味汁要求黏附在制品表面不脱落，单独使用罗望子多糖胶或罗望子多糖胶与其它胶体并用，都能取得显著的效果。

8、用于保健食品

罗望子多糖胶中多糖是葡聚木糖，它是一种理想的膳食纤维来源13。可起到防治高血症的作用，另外尚可增加小肠非扰动层的厚度，减弱糖类物质的吸收，防治糖尿病的发生发展。

罗望子多糖胶在其他领域的应用1、罗望子多糖胶在牙膏中的应用

罗望子多糖胶可以作为牙膏中的粘结剂和增稠剂，其用量为0.5%～1.2%。使用罗望子多糖胶的牙膏具有较好的稳定性，牙膏在-2℃的低温和55℃的高温下贮存24h，其膏体的硬度和挤出性均无明显改变。特别是在加酶药膏中，其稳定性更为突出，。当采用羧甲基纤维素钠（CMC）时，牙膏膏体硬度在贮存两个月后即会降低到原值的1/6，而采用罗望子多糖胶贮存4个月后，膏体的硬度基本不变。14

2、罗望子多糖胶在洗涤剂中的应用

罗望子多糖胶在液体洗涤剂中作为增稠剂和稳定剂使用时，能够确保液体洗涤剂在贮存期内粘度基本不变。从而保证液体洗涤剂在垂直的硬表面上有较好的滞留性，能够充分发挥洗涤剂的清洗效果。同时，罗望子多糖胶还有一定的乳化能力和抗再沉积能力，因为罗望子多糖胶具有耐盐、耐热、耐酸性的增稠稳定作用，其粘度不受酸类和盐类等的影响。因此，它是液体洗涤剂中良好的增稠稳定剂。14

3、罗望子多糖胶在烟草工业中的应用

罗望子多糖胶是良好的天然粘合剂。在烟草工业中，有研究15发现罗望子多糖胶是生产再生烟丝（重组烟丝、膨胀烟丝）良好的粘合剂；在医药工业中，罗望子多糖胶既是药片良好的粘合剂，又是膏霜类药物的增稠剂和稳定剂。

4、罗望子多糖胶在医药行业的应用

罗望子多糖胶应用于医药行业它可控制药物的释放，并具有高药物容量和高的热稳定性，有报道16以罗望子多糖制备纳米硒，可能具有硒和罗望子多糖的双重生物学功效，将在癌症的化学预防和治疗方面有光明的前景，同时可能在动物生产中将有广阔的应用前景。

罗望子多糖胶的研究现状早在20世纪50年代，美国、日本、西班牙等一些发达国家就开始研究罗望子多糖胶的应用。20世纪60年代，由日本率先实现罗望子多糖胶的工业化生产，并作为食品添加剂销售。随后美国、英国、法国、中国等多个国家也陆续开始了罗望子多糖胶商业的工业化生产17。因一些食品工业发达的国家如美国、日本等，对罗望子多糖胶都有很长一段时间的研究，故罗望子多糖胶的使用范围也较为广泛。在国外，罗望子多糖胶作为食品添加剂主要利用其增稠性、胶凝性、稳定性和乳化性，用于冰淇淋、冰糕、调味酱、烹调品、罐头、即食咖喱调料、水果饮料、果酱、橘皮果冻、松蛋糕、羊羹、软糖等的生产中，甚至在国外，口香糖和泡泡糖的生产中也开始大量使用罗望子多糖胶。18

随着国外对罗望子多糖胶研究的不断深入，发现其还具有其他功能性，不但对人体没有任何毒性，相反对治疗痢疾和腹泻有很好的帮助，罗望子多糖胶因而被视作功能性添加剂。在印度和埃及，罗望子多糖胶已经被应用于保健型饮料中，经过证明已经确定了罗望子多糖胶具有很好的消炎和治疗的功效19。罗望子多糖胶还在纺织、乳胶、建筑、木材、粘合剂、炸药、造纸、油脂及日化等行业得到广泛的应用。

在我国，由于对罗望子多糖胶的开发和应用起步较晚，相关的研究报道较少。并且其使用的范围相对也较小，仅在冷冻饮品、可可制品、巧克力和巧克力制品以及糖果、果冻的生产中使用。但是我国罗望子资源尤为丰富，有较大的开发潜力。