阿拉伯膠的結構組成與物理化學特性

親水性膠體每年在市場上所占據的份額大約為25億美元。它具有一系列功能特性，例如：粘稠性，凝膠性和穩定性等使得食品和飲料擁有誘人的口感和穩定的性能。近幾年來，親水性膠體在低脂肪、無脂肪和低熱量食品中也有著廣泛的應用。阿拉伯膠是目前上為廉價而又廣泛應用的親水膠體之一，是工業上用途廣的水溶性膠，廣泛用作乳化劑、穩定劑、懸浮劑、粘合劑、成膜劑等，同時由于應用技術的日趨成熟及應用的不斷增加，在亞洲尤其是在中國，市場對阿拉伯膠的需求也獲得大幅度上升，阿拉伯膠已經成為在我國食品工業中應用得為廣泛的膠體之一。
　　一、阿拉伯膠的結構組成
　　阿拉伯膠(ArabicGum)是非洲豆科類植物的分泌產物，是金合歡屬(Acacia)中的各種樹的樹皮割流所得的滲出物。迄今為止，發現的金合歡樹種類已達1100多種，在這一千多種豆科植物中，大多數都能在   條件下分泌   量的樹膠。主要的品種有阿拉伯樹(AcaciaSenegal)、華美相思樹(AcaciaLaetia)等，但商品阿拉伯膠中的80%來自于阿拉伯樹。   阿拉伯膠塊多為淚珠狀，略透明的墟拍色，無味可食。精制膠粉則為白色；阿拉伯膠約由的多糖和2%蛋白質組成。這種多糖屬高聚物，具有以阿拉伯半乳聚糖為主的、多支鏈的復雜分子結構。水解阿拉伯膠可獲得D-半乳糖，L-阿拉伯糖，L-鼠李糖和D-葡萄糖醛酸。其主鍵由(1→3)鍵合的β-D一半乳糖基，側鍵有長2~5個單位的(1→3)-β-D一半乳糖基，由(1→6)鍵合在主鍵上。主鍵和側鍵上均可鍵合有α-L-呋喃阿拉伯糖、α-L-吡喃阿拉伯糖、α-L-鼠李糖、β-D-葡萄糖醛酸和4-1-甲基-β-D-葡萄糖醛酸基。分子量為10萬~30萬不等。阿拉伯膠是一種含有鈣、鎂、鉀等多種陽離子的弱酸性多糖大分子，在結構上還連有2%左右的蛋白質；不同金合歡樹獲得的阿拉伯膠，單糖比例各有差異。阿拉伯膠能與大部分   膠和淀粉相互兼容。雖然阿拉伯膠中2%蛋白質所占的量不多，但它作為乳化劑的功能是的。蛋白質以共價鍵的形式與多糖聯結，目前對這種鍵的性質尚不清楚。
　　二、阿拉伯膠的物理化學特性
　　在所有一般的商品膠(未水解的)中，阿拉伯膠水溶液的粘度是低的，這顯然是由于其高度的分支結構和球狀(不易伸展)形態所致。阿拉伯膠易溶于水而不致結團，制備30%~50%濃度的水溶液非常容易。它具有高度的水中溶解性及較低的溶液粘度，可配制成50%濃度的水溶液而仍具有流動性，這是其它親水膠體所不具備的特點之一。25%的溶液粘度約在90~140cP之間，溶液pH值一般在4~5，pH值在2~10范圍內變化對其膠溶液的性狀影響不大。溶液濃度在40%以下仍呈牛頓流體；40%以上則開始表現出假塑性流體特性。阿拉伯樹膠是一種水溶性的多糖物質，屬水合膠體一族。阿拉伯樹膠的平均分子量在350000，它的溶液有牛頓膠體的表現。在切變率發生變化時，其粘度幾乎不變。這類現象通常我們只有在低分子量的溶液、鹽溶液或純水中看到。但在制備流體的阿拉伯樹膠溶液時，濃度甚至可以達到50%。阿拉伯樹膠的性質與其它水合膠體，如瓜爾豆膠和瓊脂類等有極為明顯的不同。一般來說，阿拉伯樹膠可以分為3個基團，其一是與其功能相關的阿拉伯半乳聚糖蛋白，另外2個基團分別是阿拉伯半乳聚糖和糖蛋白。阿拉伯半乳聚糖蛋白是阿拉伯半乳聚糖成分與一個蛋白鏈相連。阿拉伯半乳聚糖又是由阿拉伯糖和半乳糖這些支鏈結構組成的，支鏈的末端還含有鼠李糖和葡萄糖醛酸，因而，每一個分子都如球狀，而且非常緊密。對于乳化功能來講，關鍵是其整體分子結構層的蛋白鏈極易觸及或暴露。
　　阿拉伯膠溶液呈牛頓流變性，在pH3~10范圍內，pH對粘度的影響很小，低pH時，竣酸基團的離子化作用受到，結果就趨向于膠凝或沉淀。然而，一個多糖類物質怎樣能起到乳化劑的作用呢了在水包油溶液中，似乎阿拉伯半乳聚糖蛋白中的蛋白鏈接受了油相，而阿拉伯半乳聚糖成分則與親水成分結合。總而言之，阿拉伯半乳聚糖在阿拉伯樹膠的穩定性功能上，也起到了至關重要的作用，以阿拉伯半乳聚糖蛋白的乳化穩定性遠比全阿拉伯樹膠的乳化穩定性差得多，就可清楚地解釋。
　　另外，阿(a)拉伯(bo)(bo)膠作(zuo)為已(yi)知所有水溶性膠中(zhong)用途(tu)廣泛的膠，它可(ke)以(yi)和(he)大多數(shu)其(qi)他的水溶性膠、蛋(dan)白質、糖和(he)淀粉(fen)相(xiang)配伍，也可(ke)以(yi)和(he)生物堿(jian)相(xiang)配伍混溶應用。而阿(a)拉伯(bo)(bo)膠不論處于溶液或(huo)薄膜狀態均可(ke)和(he)竣甲基纖(xian)維(wei)素(CMC)相(xiang)配伍使用。