瓜尔胶

  瓜尔胶,为大分子天然亲水胶体,主要由半乳糖和甘露糖聚合为食品而成,属于天然半乳甘露聚糖,品质改良剂之一,一种天然的增稠剂。外观是从白色到微黄色的自由流动粉末,能溶于冷水或热水,遇水后及形成胶状物质,达到迅速增稠的功效。 

简介

  瓜尔胶溶于冷水和热水,不溶于油、油脂、烃、酮和酯。水溶液无味、无臭、无毒、呈中性。由于溶液中含有少量的纤维和纤维素,呈淡灰色半透明状。在水中还呈现高黏性。其黏度变化取决于颗粒的大小、pH值和温度。与其他植物胶、淀粉和水溶性蛋白质等具有相容性。由瓜尔豆籽经磨碎、筛分、吹风除皮和胚芽、胚乳处理等工序加工制成。用作增稠剂、絮凝剂、浮选剂、成膜剂和上浆剂等。  

化学性质

  白色至浅黄褐色自由流动的粉末。接近无臭。能分散在热或冷的水中形成粘稠液,1%水溶液的粘度约4~5Pa?S,为天然胶中粘度最高者。添加少量四硼酸钠则转变成凝胶。分散于冷水中约2h后呈现很强粘度,以后粘度逐渐增大,24h达到最高点。粘稠力为淀粉糊的5~8倍。加热则迅速达到最高粘度。水溶液为中性。pH值6~8粘度最高,pH值10以上则迅速降低。pH值6.0~3.5范围内随pH值降低,粘度亦降低。pH值3.5以下粘度又增大。 

卫生标准

  中国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760―1996)中规定:可按生产需要适量用于各类食品中。FAO(1984)规定:用于青刀豆、黄荚刀豆、甜玉米、蘑菇芦笋、青豌豆等罐头,10g/kg;加工干酪制品,8g/kg;乳汁干酪,5 g/kg;酪农干酪,5 g/kg;(按稀奶油混合物计);沙丁鱼及其制品、鲭、鲐鱼等罐头,20 g/kg(按罐装汤汁);配置婴儿食品,1g/kg;芥菜型酸黄瓜、肉汤、羹,按GMP ;胡萝卜,10g/kg;发酵后经加热处理的增香酸奶,5g/kg;冷饮,10 g/kg(以最终产品计)。  

用途

  用作头发及皮肤的调理剂、抗静电剂及增稠剂,适用于洗发香波、护发素。研究表明,瓜尔胶能适应现代工厂零排放的要求,在提高纸页留着和滤水的同时能保持或提高纸页匀度,是一种前景广阔的环保助剂。作乳化稳定剂和增稠剂。中国规定可用于各类食品,按生产需要适量使用。  

生产方法

  (1) 以豆科植物瓜尔豆的种子胚乳为原料,干燥、粉碎后,加压水解,然后用20%的乙醇沉淀,离心分离后干燥、粉碎得成品。
  (2)由豆科植物瓜尔豆rCyamposi5£以一ragonolobus或c.psDraloides]的种子去皮去胚芽后的胚乳部分,干燥粉碎后加水,进行加压水解后用20%乙醇沉淀,离心分离后干燥、粉碎而成。
  主要产于巴基斯坦印度的干燥地带及美国东南部。  

发展

  瓜尔胶的最初出现是作为刺槐豆胶(Locustbeangum)的替代品而产生的。在此之前,刺槐豆胶被广泛应用于工业生产并造成了需求紧张。后来研究证明,虽然瓜尔胶和刺槐豆胶均为聚半乳糖甘露糖,但二者在化学组成和行为上有着明显的区别。刺槐豆胶要达到最大粘度需要高温水煮,而瓜尔胶在冷水中就可以水化。化学组成上,刺槐豆胶平均每4个甘露糖单元才有1.5个乳糖支链。所以瓜尔胶分支单元数为刺槐豆胶的2倍。而这被认为是瓜尔胶比刺槐豆胶更容易水化和氢键结合活性更大的主要原因。除此之外,瓜尔胶的成本仅是刺槐豆胶的一半。
  瓜尔胶直链上没有非极性基团,大部分伯羟基和仲羟基都处在外侧,而且半乳糖支链并没有遮住活性的醇羟基。因而瓜尔胶具有最大的氢键结合面积,当与纤维结合时,形成的氢键结合距离短,结合力大。为赋予瓜尔胶更好的使用性能,通常对瓜尔胶原粉进行化学改性。瓜尔胶的改性主要有两个方向:一是在分子链上引入阳离子基团,从而获得一定的正电性。如用季铵盐3-氯2-羟丙基氯化铵与瓜尔胶原粉在有机溶剂中醚化反应生成阳离子瓜尔胶。这种带正电的改性瓜尔胶便可以与带负电的纤维、填料粒子相互作用从而提高原有的助留、助滤和增强效果。另一改性方向便是设法增加瓜尔胶分子链的长度,增大其分子量,从而增强其架桥连接能力。阳离子瓜尔胶在冷水中可溶,这与阳离子淀粉相比是一个很大优势。
  许多淀粉分子形成螺旋状结构,而瓜尔胶分子则形成直链结构。所以瓜尔胶的活性基团比阳离子淀粉更容易与纤维接近,从而少量的阳离子瓜尔胶便可能达到较多量阳离子淀粉才能达到的使用效果。当今,聚丙烯酰胺和改性淀粉广泛应用于造纸中的助留助滤剂。但其效果只能达到一定程度。它们在提高滤水的同时可能使纤维过度凝聚,从而降低纸页匀度和强度。天然瓜尔胶作为造纸助剂时,可以提高纸页强度,减少灰斑形成并提高纸页匀度。但它的缺点便是造成滤水困难,从而降低了产量或提高了干燥部负荷。而经过化学改性的两性或阳离子瓜尔胶则在很大程度上克服了这一弊病。实验发现,这些改性的瓜尔胶能在提高纸页滤水的同时保持或提高纸页匀度;通过吸附细小纤维和粒子可以进一步改善滤水,同时提高一次留着率。而在过去,这两方面都是互斥的。
  由于阳离子瓜尔胶的有效性主要取决于它与纤维的亲和性(即直接性),所以它并不与“阴离子垃圾”反应。鉴于这一点,阳离子瓜尔胶在黑液的存在下仍能有效地发挥作用。对于新闻纸、未漂硫酸盐浆、废纸浆等含有较多杂质的浆料,随着封闭水循环的推广,阴离子垃圾的积累将显著增加。这便会使得许多传统的造纸助剂如阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)等失去作用效果。阳离子瓜尔胶可以有效地克服这一点。实验研究发现,阳离子瓜尔胶在Zeta电位从-8mV到0mV范围内效果最好。该Zeta电位范围与绝大部分造纸过程相吻合。  

使用优点

  1.在2合1香波配方中的表现使用配方完全一样的2合1香波体系,包含有阳离子调理剂,硅油和相同的表面活性剂。香波中含有阳离子瓜尔胶及作为比对的国内外常用同类调理剂A、B、C,结果显示含阳离子瓜尔胶的体系性能和其它产品类似,不同的地方如下:在湿梳理和湿发感觉上,阳离子瓜尔胶优于A聚合物香波;在干梳理方面,优于B聚合物香波;在湿梳理和泡沫量上,优于C聚合物香波。
  2.阳离子瓜尔胶具有更少的积聚性和更好的亲和能力 聚合物对头发的调理作用是在头发被冲洗时发生,被使用后头发具光泽,有回复自然的感觉。同没有调理剂的一般香波比较,含有调理剂的香波往往会使干发体积减少(头发紧贴头皮,不蓬松),从原理上讲,使用调理剂后干发的梳理阻力减少得越多,头发的蓬松度越差,说明该聚合物有积聚行为。试验得知;阳离子瓜尔胶通过10次反复洗涤,仍然保持头发的丰盈程度,而不是越来越沉重,紧贴头皮。说明该聚合物具有更少的积聚性。消除了长期使用后有积聚、沉重、发粘和头发枯萎的负面影响。
  3.增加头发的光泽和健康 使用阳离子瓜尔胶聚合物的香波体系,能增加活性成分硅油和ZPT在头发上的停留,使头发呈现光彩和健康,保持易梳理、光亮和无静电特征。
  4.提高配方的稳定性 由于阳离子瓜尔胶具有悬浮、乳化的功能,当配方中硅油含量较高时,能起到悬浮和携带的作用,帮助在香波配方中稳定硅油。