普凤仙，张建云，包松莲，李志国，赵杰军

(1.易门县林业局，云南 易门651100；2.中国林业科学研究院资源昆虫研究所，云南 昆明650233)

塔拉(CaesalpiniaspinosaKuntze)作为一种珍贵的经济植物倍受重视，具有很好的发展前景。中国林业科学院资源昆虫所引进塔拉，并对塔拉饱满、半饱满和瘪塔拉豆进行了结构、组成及成分研究。结果表明：塔拉豆的结构分为豆壳、多糖(胶层)和胚3层，多糖层约占30%，胚层约占35.0%；饱满、半饱满和瘪塔拉豆的种胚粗蛋白含量分别为40.60%、36.91%、15.69%，粗脂肪含量分别为14.27%、15.16%、3.95%，其中，粗脂肪中亚油酸含量高达43.23%-45.33%。亚油酸在人体中是不能合成的必需脂肪酸，具降低血脂、胆固醇、防治心血管疾病之功效[1-2]。与我国大豆(Glycinemax)蛋白质的含量(35.1%)和脂肪含量(16.0%)相比，塔拉豆的蛋白质含量高而脂肪含量却偏低，属优良的低脂高蛋白木本豆类；我国生产的饱满塔拉豆与原产地秘鲁的饱满塔拉豆(40.22%、12.91%)的质量基本一致；塔拉豆种胚还含有人体必需的氨基酸和矿质元素[3]。

Rahanitriniana对塔拉种子的化学成分进行了测定分析，豆壳约占38%-40%；豆胚乳即胶层或多糖层约占30%-34%；豆胚约占27%-30%，而胚乳的主要成分是半乳甘露聚糖[4]； Ana Sicchaetal.、Grasdalen Hetal.、Lescanoa C Eetal.报道了塔拉豆的化学成分及提取等方面的研究[4-7]。蒋建新等、马文秀等、朱莉伟等研究了塔拉多糖的化学组分与结构、塔拉多糖的提取等[8-11]。塔拉多糖是天然的植物多糖，是一种中性的半乳甘露聚糖大分子，其化学结构及溶液特性都介于瓜尔胶和长角豆胶之间，也是以1→4键相连接的D-甘露聚糖为主链，支链是单个的D-半乳糖通过1→6键与甘露聚糖主链连接。但连接的半乳糖支链数量相对比瓜尔胶少，比长角豆胶多，许多性质介于瓜尔豆胶和长角豆胶之间，平均半乳糖与甘露糖之比约为1︰3。塔拉多糖为半乳甘露聚糖胶，半乳糖与甘露糖配比为1︰2.4，其化学组分及摩尔比为D-半乳糖:D-葡萄糖︰D-甘露糖=1.00︰0.33︰3.03，平均分子量为1.82×104，它的主链由β(1→4)键连结的D-吡喃型甘露糖单元与D-吡喃型葡萄糖单元所组成，侧链中D-半乳糖单元可能按(1→6)键附于甘露糖主链上。塔拉多糖是一种无毒可食的天然产物，广泛用于食品、饮品、医药、纺织、造纸等行业中，作保健食品或食品添加剂，我国规定可不限量使用[12]，法定编号INS 417。目前，国内无塔拉多糖生产，长期依赖进口，无国标、行标、企标。仅以FAO/WHO，CXAS(1989)，日本食品添加物公定书等指标为验收标准。本文通过较全面地研究塔拉胶理化性质，对塔拉胶标准的制定、加工工艺及设备的研制等具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

塔拉胶为云南产塔拉豆经物理加工方法得到的胚乳层，其主要成分为塔拉多糖。其余试剂均为分析纯。

1.2 方法

(1)干燥失重 采用重量法，称取0.1g胶片，置105℃烘箱中烘24h，取出于干燥器中干燥30min称重，再置入烘箱30min，取出于干燥器中干燥30min称重，反复操作至恒重。通过水分的蒸发量来计算含水率。含水率%=(烘干前重-烘干后重)×100%/烘干前重。

(2)塔拉胶的溶解性 称5份1g的胶片，分别置于10mL的乙醚、石油醚、冰乙酸、乙酸乙酯、正己烷、乙醇中，观察其变化情况；以水做溶剂，分别配成0.1%、1.0%、0.5%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、5.0%的溶液，每隔0.5h搅拌1次，观察不同时间、不同浓度的变化情况。

(3)黏度测定 称取2.5g胶片配成0.5%的溶液，于不同温度下加热2h后测黏度，冷却到室温下，采用S1，v60测其黏度，观察其变化情况；配成1%浓度的胶液(称取5g的塔拉胶片加9mL的异丙醇充分润湿，在激烈搅拌下加水500mL，搅拌到胶体完全均匀分散，形成溶液)，用ZDJ-1黏度计测量黏度，然后在沸水中加热10min，冷却到室温，再测黏度；对进口塔拉胶浓度、时间、颜色变化的影响进行研究，采用S1，v60进行测定，取进口胶片放入烘箱于150℃下分别烘烤25min和50min，然后配成1%的溶液80℃下测定黏度。

(4)稳定性 盐稳定性(称取5g的胶片于500mL的水中配成1%的溶液，于90℃的水浴锅中加热2h后逐步加盐测粘度)；不同pH、浓度、温度、时间，塔拉胶液的稳定性。

(5)胶凝性 金属离子交联剂存在时，塔拉胶溶液可发生交联而形成凝胶；取2g四硼酸钠定溶于100mL水中，配成1%和2%的溶液于90℃水浴锅中加热2h使之充分溶解，2h后取出部分溶液滴加四硼酸钠溶液，观察凝胶形成的情况。

(6)其它性质 pH、酸不溶物(按GB/T23834.2执行)等指标测定。

2 结果与分析

2.1 塔拉胶的溶解性

(1)塔拉胶干燥失重 塔拉胶干燥失重测定结果表明，塔拉胶含水率最高为16.03%，最低为11.40%，干燥失重平均值为13.53%，达到FAO指标。

(2)不同浓度与不同时间的塔拉胶溶解性 不同浓度、不同时间观察塔拉胶的溶解性，结果见表1。

表1 不同浓度、时间塔拉胶溶解

由表1可知，塔拉胶液随着其浓度的增大、时间的延长，出现胶状、固化态。低浓度时，随时间延长胶液渐渐完全吸胀，再延长时间，无明显变化；高浓度时，随时间延长而出现固化。

(3)不同溶剂塔拉胶的溶解性 不同溶剂对塔拉胶的溶解性测定结果表明，塔拉胶不溶解于乙醚、石油醚、冰乙酸、乙酸乙酯、正己烷、乙醇等溶剂。

2.2 黏度的测定

搅拌时间对塔拉胶黏度影响的测定结果见表2。

表2 搅拌时间对塔拉胶黏度的影响

塔拉胶的黏度随搅拌时间的延长呈先降后急升趋势；经搅拌3.5h与沸水中加热10min取出冷却到室温的黏度无明显差异。

(1)不同温度下黏度的比较 不同温度对塔拉胶黏度的影响结果见表3。

表3 温度对塔拉胶黏度的影响

由表3可知，在温度为30-40℃时，冷热黏度随温度的升高而增大；50-90℃时，冷热黏度先随温度的升高而降低，然后再随温度升高而增大。

(2)不同温度、不同浓度、不同时间的黏度 不同浓度、时间及温度对塔拉胶黏度的测定结果见表4。

表4 浓度、时间、温度对塔拉胶黏度的影响

续表4

温度/℃浓度/%热黏度/cp30min热黏度/cp60min热黏度/cp90min热黏度/cp120min冷黏度/cp700160606060700560607070701060701001001401560110140120902570709011031050701h后在测时胶片已吸水充分润胀，充满烧杯无法测定，变成了胶体 90017060607022005707070701101070808010011015708010015014025708013047090050701h后在测时胶片已吸水充分润胀，充满烧杯无法测定，变成了胶体

在浓度为0.1%-0.5%时，塔拉胶的黏度随温度升高、时间增长其黏度呈下降至平衡；高浓度、高温下溶液黏度随时间延长而增大；50℃时，低浓度溶液的黏度随时间延长而减小；1.5%的溶液随时间延长而黏度增大，其余浓度的溶液黏度无明显变化；70℃和90℃时，高浓度溶液的黏度随时间延长而增大；低浓度基本无明显差异。冷黏度随温度、浓度的增大，其黏度总体有增大趋势。

(3)浓度、时间、颜色变化对进口塔拉胶影响 采用S1，v60测定浓度、时间、颜色变化对进口塔拉胶影响，取进口胶片放入烘箱于150℃下分别烘烤25min和50min，然后配成1%的溶液80℃下测定黏度，结果见表5。

表5 不同浓度、时间对进口塔拉胶的黏度影响

0.1%浓度时，30min内黏度增大，然后随时间的延长，冷热黏度无明显的变化；0.5%-1.5%浓度其黏度均无明显变化。

经烘烤25min、50min后，胶片颜色随时间的增长而加深。而其热黏度无明显变化，且比冷黏度低。与未烘烤的胶片相比，无明显的差异。因此，不同浓度、时间对进口塔拉胶的颜色深浅及冷热黏度无明显影响。

2.3 淀粉实验

塔拉胶片溶液中滴加TS-124试液没有变蓝，说明塔拉胶片溶液中无淀粉的存在。

2.4 凝胶实验

随塔拉胶液浓度增大成凝胶所用的硼酸钠试液随之减少，形成凝胶的效果随之增加，浓度是影响塔拉胶成凝胶的因素之一。

2.5 酸不溶物的测定

塔拉胶酸不溶物测定结果表明，酸不溶物的最大值为2.03%，最小值为1.26%，均值为1.78%，符合FAO规定的指标(≤2%)。

2.6 稳定性

(1)盐对塔拉胶稳定性的影响 塔拉胶液加入盐的稳定性测定结果见图1。

图1 盐对塔拉胶液的稳定性的影响

氯化钙、氯化镁、氯化钠3种盐的不同浓度对胶液稳定性没有较大影响。最大和最小值间的差异不超过2cp，胶液是稳定的。

(2)pH对塔拉胶稳定性的影响 pH对塔拉胶黏度的稳定性测定结果见图2。

图2 不同pH下塔拉胶溶液的黏度变化

pH在1-4时黏度增加，pH为4-6时，胶液黏度减少，当pH=7时，黏度达到最大值，pH大于7，黏度递减，且波动不大。pH大于10胶片呈现一定淡黄色，随着pH增加颜色加深。强碱可能破坏了胶液性能，使它趋于稳定。

(3)不同浓度、温度及时间对塔拉胶溶液的稳定性 于80℃下，不同浓度、时间对塔拉胶溶液的影响见图3。

图3 不同浓度、时间对塔拉胶溶液的稳定性

在80℃下0.1%和0.3%浓度的溶液随加热时间增加其黏度无明显变化；0.5%和0.8%塔拉胶液黏度随时间和浓度增加而缓慢增加，保温9h黏度达到最大值随后减少；1.0%浓度塔拉胶液黏度随时间和浓度增加而增加，9h后增加明显。故低浓度塔拉胶液黏度随时间变化不明显，高浓度时随时间增加而增加。

图4 0.5%的塔拉胶液加热48h的黏度变化

由图4可知，加热0.5%的塔拉胶液到30℃和40℃时，在6h内黏度在增加，6-12h趋于平稳，12-48h有波动，在24h时黏度达到最大；50℃时，8h黏度增加，8-12h趋于平稳，12-36h黏度在增加，36h以后趋于平稳；60℃时，黏度在不断增加，到36h后趋于平稳；70℃时，黏度在不断增加，24h后平稳；80℃时，10h内黏度波动较大，10h后黏度在缓慢增加；90℃时，10h内黏度明显增加，但是幅度没有80℃时大，10-24h降低，24h后缓慢增加。

图5 1.0%塔拉胶溶液加热48h的黏度变化

由图5可知，1.0%塔拉胶溶液在30℃和40℃时随加热时间增加黏度变化小；50-70℃前12h黏度缓慢增加，12h后黏度增加明显，70℃在24h时达到最大随后降低，50℃和60℃在36h时达到最大随后降低；80℃和90℃时，2-6h黏度缓慢增加，80℃在6-12h呈梯度增加，12h后保持不变，90℃在6-24h呈梯度增加，24h后保持不变。随着温度的增加黏度也在增加，低温时增加缓慢，50-70℃时黏度依次递增，80℃和90℃时黏度呈梯度增加，80℃在12h时达到最大，90℃在24h时达到最大，80℃和90℃达到最大时的黏度相同。塔拉胶片溶解效果随温度增加而增加，但在80℃时溶解效果达到最佳。

图6 0.5%和1.0%塔拉胶液加热48h后冷却

由图6可知，塔拉胶片溶液浓度低时，温度对它的溶解性影响小；塔拉胶片溶液浓度高时，随温度的增加黏度在增加，在80℃时溶解效果最好，之后随温度的增加黏度下降。

图7 80℃下1.0%塔拉胶溶液加热84h黏度变化

由图7可知，80℃下随时间的增加黏度在不断增加，4h后增加幅度较大，在36h时达最大值，48h后黏度下降。

综上所述，随加热温度和浓度增加，塔拉胶片的黏度在增加，50℃以下增加小，50-70℃时黏度依次递增，但塔拉胶片在80℃下1.0%浓度时分散效果最好，到达最大黏度用时最少。塔拉胶的盐稳定性较好；塔拉胶中无淀粉检出；pH对塔拉胶的稳定性影响小。塔拉胶用做食品添加剂的添加量一般不超过1.0%浓度，塔拉胶片在1.0%浓度时溶解效果最佳。不同浓度下塔拉胶能和不同的添加物起到很好的协同作用，保证食品的口感、稳定性、色泽等性质。

3 结论与讨论

迄今为止食品增稠剂已有40余种，按其来源，可分为4类：植物渗出液制取的增稠剂，植物种子、海藻制取的增稠剂，含蛋白质的动物原料制取的增稠剂，以天然物质为基础的半合成增稠剂。刺槐豆胶、瓜尔豆胶和塔拉胶在GB 2760-2014中是可使用的食品增稠剂，而联合国FAO/WHO将塔拉胶的每日摄入量(ADI)规定为“不做限制”，是一种国际公认的最安全的食品添加剂。

刺槐豆胶可以分散在冷水中，慢慢地膨胀，在加热的情况下，能变成均匀透明的溶液。但是，刺槐豆胶也不溶于有机溶剂，在甲醇和乙醇中析出沉淀。瓜尔豆胶是中性多糖，在冷水中经过1-2h就能充分水化，能分散在热或冷的水中形成黏稠液，1%水溶液黏度在4 000-5 000cp之间，为天然胶中黏度最高者。但长时间高温处理将导致瓜尔豆胶本身降解，使黏度下降。pH变化在3.5-10范围内对胶溶液的性状影响不很明显，一般在pH为6.0-3.5范围内随pH降低，黏度也有所降低，pH为3.5以下黏度又增大，在pH为6-8范围内，其溶液黏度可达到最大值，pH为10以上则迅速降低。此外瓜尔豆胶具有良好的无机盐类兼容性能，耐受一价金属盐，如食盐等的浓度可高达60%；但高价金属离子的存在可使溶解度下降。塔拉胶是无味的植物胚乳精制多糖，主要含有甘露糖及半乳搪，属植物种子制取的增稠剂。其性质：塔拉胶溶于热水，不溶解于乙醚、石油醚、冰乙酸、乙酸乙酯、乙醇等溶剂；塔拉胶遇水能溶胀、形成高黏度的溶胶液，且随温度升高和浓度的增加黏度也在增加，在80℃时达到最佳效果；由于它的非离子性，塔拉胶液一般不受阴、阳离子的影响，不产生盐析现象；在pH为1-4时黏度在增加，pH为4-6时减少，在pH为7时达到最大，pH为7-10时减少，pH为10以后黏度变化范围不超过2cp，其溶液呈淡黄色，随着pH增加其颜色逐渐加深；强碱可能破坏了胶液性能，使它趋于稳定；塔拉胶在食品添加中最优效果是80℃下1.0%浓度时分散效果最好，到达最大黏度的用时最少，和其他添加物料起到很好的协调作用。塔拉胶的性质介于刺槐豆胶和瓜尔豆胶之间，塔拉胶具非常良好的发展势头。

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