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田菁胶性能及制备

发布日期:2020/1/10 14:43:17

概述[1]

田菁胶又称豆胶、咸菁胶,来源于豆科植物田菁种子的胚乳经粉碎过筛即成。田菁胶呈奶油色松散状粉末,能溶于水,能分散在冷水中形成黏稠的溶胶溶液,其黏稠度一般比天然的植物胶、海藻酸钠、淀粉高出5~10倍,它在pH6~11的范围内是稳定的,pH7时黏稠度最高,pH3.5时,黏度最低,其溶液是属于假塑性流体,其黏度会随着剪切力的增加而明显降低,显示出了良好的剪切性能,通常作为增稠剂和凝胶剂使用。在植物蛋白饮料中添加量为0.1%;在挂面、方便面、面包中的用量为0.2%;冰淇淋中可添加到0.5%。

性能[2]

1. 水溶性

田菁胶和其它的半乳甘露聚糖胶一样不溶于有机溶剂(如烃类、脂肪、醇类、酯类及酮类等)中.水是它的唯一良好溶剂。

2.黏度

田菁胶大分子结构中含有丰富的羟基及有规则的半乳糖侧链,故对水有很大的亲和力.在常温下它能分散于冷水中,吸收很多倍于本身体积的水而溶胀和产生水合作用,形成黏度很高的胶液.例如,1%的田菁胶水溶液,其黏度即可达到100~150Pa·s,比淀粉的黏度高5~10倍。

3. 交联性能

田菁胶聚糖中具有丰富的邻位顺式羟基,连同它的有规则半乳糖侧链,能与外界的有机和无机系统以氢键结合,因此加入少量的聚糖也能明显地改变系统的性能.它能与络合剂中的过渡金属离子交联形成体型网状结构高黏弹性的冻胶,黏度比原胶液高10~50倍,具有特殊的物理、化学性能,从而大大拓展了田菁胶的应用范围。

制备[3]

田菁胶在工业上传统的制备方法主要有两种:干法和湿法。干法加工工艺是目前大多数田菁胶生产采用的方法,主要是利用田菁种子的种皮、子叶和胚乳三部分物理性质的不同而进行分离,这三部分中,田菁种皮和田菁子叶其性脆易辟,而胚乳有韧性,可将去杂以后的种子直接投入粉碎机粉碎,然后分离出胚乳,再把胚乳加工成胶。

湿法加工工艺:先将田菁种子在水中适度浸泡,种子中胚乳吸收水分体积膨胀,而子叶仅略微浸湿,仍保持坚硬。然后将浸胀的种子通过粉碎分离胚乳,胚乳干燥后制胶。此法技术上有一定难度,但制得的田菁胶质量好,得胚率高。

改性及应用[3]

当前,来源于田菁种子胚乳中的田菁胶已经被广泛地应用于食品、建筑、纺织、造纸、陶瓷、电池制造业等工业领域的应用。通过对不同品种的田菁种子形状、质量和胚乳成分的实验得出,从田菁种子胚乳中提取的半乳甘露聚糖胶可以代替瓜尔胶在工业生产中使用。在我国,田菁胶早已被列入“食品添加剂”范畴,允许田菁胶在食品加工中使用,并在2016年制订了食品添加剂田菁胶食品安全国家标准GB1886.188—2016。田菁胶属于亲水胶体的一种,具有在水中分散时可以形成粘性分散体或凝胶的特点。大量羟基(-OH)的存在显著增强了聚合物和水分子的亲和力,使其具有亲水性。因此,食品级的田菁胶可以作为增稠剂在食品中使用。另外其也可以作为乳化剂和稳定剂使用。近年来,有研究发现,田菁胶可以作为碳源在纳米复合材料的合成中使用。

1. 物理改性及其改性产品应用

对于物理改性,主要是通过湿法研磨、高温挤压或粉碎来提高其水合的速度以及胶液的粘度。也可以通过剥落或蒸煮来提高其粘度和热稳定性。采用水合、湿磨、粉碎工艺生产物理改性田菁胶,采用该工艺生产的物理改性田菁胶粉具有成本低、速溶性好的特点,并已广泛应用于水胶炸药等工业生产中。

2. 化学改性及其改性产品应用

田菁胶具有分子量较高、水不溶物含量高、粘度较高等特点,限制了田菁胶的应用,因此,科研人员将田菁胶进行改性而扩大其应用范围。田菁胶化学改性的目的是通过和许多化学试剂反应使其得到优化以获得更好的性能,化学方法主要包括氧化、接枝、酯化反应和醚化作用等。当前,关于田菁胶的化学改性和复合化学改性的研究相对较少。

主要参考资料

[1] 中华烘焙食品大辞典·原辅料及食品添加剂分册

[2] 田菁胶的化学改性及应用研究进展

[3] 田菁胶的改性和应用的研究进展

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