茄替胶的来源
茄替胶（Gum Ghatti，GG），又称为印度树胶，原产于印度及斯里兰卡，是由宽叶榆绿木（Anogeissus latifolia）树干自然渗出的半透明胶状物质纯化而来。自19世纪末至1898年英国接管苏丹，阿拉伯胶（Gum Arabic，GA）的出口量减少。鉴于供应紧张，茄替胶作为替代品引入全球市场，售价与阿拉伯胶相仿。经种植园挑选和清洗 处理，茄替胶产品质量得以大幅度提升，其制作工艺主要通过物理方法实现，包括溶解、过滤、灭菌和喷雾干燥等步骤[1]。
茄替胶的基本结构
茄替胶的主要成分为天然多聚糖，含有约 3%的蛋白质，由阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、木糖和葡萄糖醛酸组成，摩尔比为48：29：10：5：10。Aspinall等对茄替胶的结构进行研究，结果表明茄替胶中大多数阿拉伯糖以α-呋喃糖残基形式位于分子结构的外部，小部分阿拉伯糖残基连接到含有半乳糖、甘露糖和葡萄糖醛酸残基的主链上。
为了深入解析茄替胶的结构特征，Kang等采用乙醇分级沉淀法对茄替胶进行初步的分级，分离出4种不同分子量的茄替胶组分，这些组分根据乙醇沉淀的百分比被命名F50，F65，F80以及FS（80%乙醇沉淀后的上清液）。采用多种结构分析技术，通过高效凝胶排阻色谱法、静态和动态光散射测定各组分的分子量大小和分 布。进一步利用GC-MS技术测定组分中糖苷键连接方式，采用1D（1H，13C）和2DNMR光谱技术检测各组分中原子间的连接方式和空间构型。初步结构分析显示F50、F65和F80之间具有结构相似性，但支化程度不同。值得注意的是，研究表明FS的分子结构与其他组分存在较大差异。基于上述研究，Kang等进一步探究并解析茄替胶糖蛋白的结构特点，对其构象和功能之间的相互关联性进行详细的分析探讨。同时，对茄替胶主要组分FS进行详尽的结构解析，结果表明，FS的主链由1，6-Galp构成，在O-3和O-4位置分支，支链上包含多种糖残基类型，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、流变性能
根据食品的粘度、剪切速率和时间的关系、可将其划分为牛顿或非牛顿（包括假塑性、触变性、流变性、粘弹性）。茄替胶的流变学分类可用于实现产品质量控制、确定感官评估的关联性、并优化加工应用。Jefferies等使用Haake Roto Visco RV 1ce测定茄替胶的黏度，与相同条件下的阿拉伯胶（溶于1mol/L NaCl）相比，茄替胶的特性黏度至少是阿拉伯胶的三倍，这可能是由于茄替胶分子的高度溶剂化或不对称性造成的。此外，随着NaCl浓度的增加，茄替胶的特性黏度呈下降趋势，表明茄替胶具有可降解性。
与其他具有相似分子量的天然多糖相比，茄替胶黏度相对较低，且随着浓度升高呈指数增长。茄替胶溶液的浓度达到30-35%时，其黏稠度显著提升，在高浓度下茄替胶表现出剪切变稀行为，在相同条件下测定的茄替胶的黏度远高于阿拉伯胶，这种差异可能是由于茄替胶中高分子量组分所占比例和特性黏度较高所致。据报道，茄替胶表现出时间依赖性的剪切增稠行为，在0.01-10Hz频率，20ºC 下，15%、20%和25%的茄替胶不表现为典型的黏弹性凝胶。
2、乳化性能
茄替胶具有优异的乳化性能。相比阿拉伯胶和其他树胶，它能以更低的浓度（仅相当于阿拉伯胶浓度的25%）生成稳定的乳液。与阿拉伯胶（7%-10%）相比，茄替胶乳液中活性组分高达30%，且乳液中茄替胶的活性组分均匀地覆盖整个分子量范围，这表明所有的茄替胶级分均具有表面活性。研究表明与多糖分子共价连接的少量蛋白质会吸附在油滴上作为乳化稳定剂，且多糖的疏水基团（如 CH3）或一些分子间效应可以引起乳化剂和油滴之间的结合，抑制油滴的聚集。Ido等将茄替胶制备成乳液与其他乳化剂进行比较，在室温下储存三天后，茄替胶乳液仍能保持稳定的悬浮状态，其较好的稳定性归因于相比其他乳化剂，茄替胶乳液的粒径更小且乳化性能更好。研究还证实使用茄替胶的乳液比使用具有与茄替胶几乎相似尺寸的聚甘油脂肪酸酯的乳液显示出更高的乳化稳定性。
茄替胶的应用[1]
1、食品领域
茄替胶广泛应用于食品系统，如作为饮料（水包油乳液）中的乳化剂和稳定剂；作为添加剂用于从果汁中生产饮料粉，以改善其质地；在烘焙食品中，茄替胶可以保持烘焙产品表面糖衣的稳定性；茄替胶还被用作成膜材料，Zhang等探究茄替胶的成膜能力，并辅以抑菌剂，开发出一种新型的可食性抑菌膜，不仅具有良好的阻隔性， 还具有一定的抑菌特性，可用于水产品的保鲜；茄替胶在冰淇淋工业中起着非常重要的作用。如通过改变粘度来稳定系统；通过吸水防止冰晶的形成并改变冰淇淋产品的融解行为，最终产品的口感和质地得以显著提升。
2、健康制药
茄替胶主要由可溶性多糖组成，可通过吸收水分加速肠道运输、降低结肠癌发病率。另外，茄替胶还能改善葡萄糖耐量并降低血清胆固醇和甘油三酯水平。茄替胶可作为膳食纤维添加到食物系统中，以生产低热量食物。Morley等研发了几种食品配方，如添加茄替胶的纤维片和小吃棒，既可以获得高比例的纤维与低卡路里含量的可消化材料，也因为可溶性纤维的增加，代替脂肪或碳水化合物掩盖不溶性纤维的较差口感。在制药工业中，茄替胶由于具有无毒、亲水和生物可降解的特性，被用作药物释放剂。Singh等人研究发现，将葡甘露聚糖与茄替胶按30：70的摩尔比混合，有利于药物双氯芬酸钠的释放。此外，茄替胶作为悬浮剂，能有效减少悬浮液中颗粒沉降速度。
3、工业领域
茄替胶在其他领域也起到重要作用。在石油开采领域，低浓度的茄替胶在高盐浓 度的中性混合物中使用可以防止油井钻井泥浆中的钻井液滤失；茄替胶还具备独特的高温防滤失性能，在特定温度下维护油井薄壁滤饼效果显著；将茄替胶添加至硝酸铵-半明胶混合物之中，可提高炸药抗水性[17]。
参考文献
[1] 蔡佳雨. 改性茄替胶的结构鉴定及基于乳化特性的构效机制研究[D]. 天津:天津科技大学,2024.