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樹膠是植物體的裂口或破傷處所分泌出的一種保護性的稠厚液體,在空氣中逐漸乾燥,形成無定形、質脆、透明或半透明的固體,遇水能膨脹或膠溶成粘稠狀的膠體溶液,在乙醇或大多數有機溶劑中均不溶解,如在其水溶液中加入乙醇即可產生白色無定形沉澱。[1]
樹膠的分子中均含有D一半乳糖酸酸或D—葡萄糖酸酸,其駐基多與鈉、鉀、鎂結合成鹽。此外還至少有以下五種糖中的任何兩種:D—半乳糖、L—阿拉伯糖、L—鼠李糖、D—甘露糖和D—木質糖。樹膠在醫藥工業中常用作乳化劑、混是劑,常用的有阿拉伯膠、西黃茂膠等。
樹膠按來源分
- 植物分泌物,如樹膠、黃蓍膠、茄替膠、卡拉雅膠、桃膠等。
- 植物的水浸提物,如落葉松阿拉伯半乳聚糖、果膠等。
- 種子膠,如瓜爾膠、角豆豆膠、羅望子膠等。
- 海藻膠,如瓊膠、褐藻膠、角叉藻聚糖、帚叉藻聚糖、海帶聚糖、墨角藻聚糖等。
- 製備樹膠,如生物合成樹膠、澱粉和澱粉衍生物、纖維素衍生物等。
樹膠的性質
樹膠是一種水溶性的多糖物質,屬水合膠體一族,天然膠塊多為大小不一的淚珠狀,略透明的琥珀色,精製膠粉則為白色,無味可食。樹膠乾粉非常穩定可以長久儲存,樹膠是天然大分子,分子量大約30-100萬道爾頓,其獨特的理化特性主要有:
溶解度
樹膠是一種獨特的親水膠體,能很容易地溶於冷/熱水,在水中具有高溶解性,可以製成濃度達50%的水溶液而仍具有流動性,當水溶液濃度達55%時就成了堅固的凝膠,樹膠不溶於油和大多數有機溶劑。[2]
流體表現:在水溶液濃度小於40%時,樹膠表現出牛頓流體特徵,在高於40%濃度時,樹膠具有假塑性,表現為剪切應力增大時粘度下降。
粘度
樹膠是典型的「高濃低粘」型膠體,與其他膠類不同,其粘度隨濃度增加而慢慢上升,5%水溶液的粘度低於5厘泊,25%水溶液的粘度約80-140厘泊(25℃,2小時後Brookfield轉子粘度計RVF型,轉速20rpm),在常溫下都有可能調製出50%濃度的膠液,在濃度為40-50%,樹膠具有高粘度,一般而言,噴霧乾燥的產品比原始膠的粘度略低些。
乳化特性
由於樹膠結構上帶有部分蛋白物質及結構外表的鼠李糖,使得樹膠有非常良好的親水親油性,可在油--水界面形成膜,是非常好的天然水包油型乳化穩定劑,可用於形成水包油型乳狀液,樹膠在大範圍PH值和電解質溶液中都可製成穩定的乳液。
兼容性
樹膠有很廣的相容性,能和大多數膠質、澱粉、糖類和蛋白質一起使用,樹膠溶液的兼容性受溶液PH值和濃度的影響,樹膠與少數膠不相容,如海藻酸鈉、明膠,在多鹽類溶液中會產生沉澱,尤其是在三價金屬鹽溶液中,但在較低pH條件下,樹膠與明膠能形成聚凝軟膠用來包裹油溶物質。
穩定性
- 樹膠具有熱、酸環境穩定的特性。
- 因為樹膠結構上帶有酸性基團,溶液的自然pH值呈弱酸性,一般在pH 4-5(25%濃度),溶液的最大粘度約在pH 5-5.5附近,在pH值在2-12範圍內變化對其樹膠的性狀影響不大。
- 當pH值低於3時,結構上酸基的離子狀態趨於減少,從而使得溶解度下降,而粘度下降。
- 一般性加熱膠溶液不會引起膠的性質改變,但長時間高溫加熱會使得膠體分子降解,導致乳化性能下降。
- 電解質的影響:在樹膠溶液加入電解質會降低溶液的粘度,即便是在弱酸溶液中也是如此。
其他特性
- 結晶性:濃度很高的樹膠水溶液即使放置在低溫下也不會結晶。
- 生物腐爛性:樹膠不會被微生物侵蝕,這一特徵在食品工業上非常重要。
工業用途
- 阿拉伯膠。主要是阿拉伯膠樹(Acacia senegal)的分泌物。淺黃至黃褐色固體、性脆、有光澤。其溶液粘度低、能配成濃度50%以上的溶液,其膠粘性能與粘度無關。世界年產量5萬噸,其中90%產於蘇丹。是工業上用途最廣的樹膠,常用於食品、醫藥、化妝品、顏料、墨水、印刷、紡織等方面,也用於油庫內壁防止滲漏。
- 黃蓍膠。是膠黃蓍樹(Astragalus gummifera)等的分泌物。在樹膠中以它的溶液的粘度最高,主要用於食品、醫藥和化妝品。[3]
- 桃膠。由桃的分泌物水解而製得,主要用於水彩顏料和印刷。
- 落葉松阿拉伯半乳聚糖。由落葉松屬木材用水或稀鹼液浸提加工而得,屬低粘度高分散性樹膠,主要用於醫藥、食品等。
保健作用
樹膠市一種無農殘、無抗生素的天然產物,常被出口至國外,製作成保健品。[4]
樹膠,里含有的黃酮類物質,對人的身體也是有好處的,具有蜂膠的一定功效,尤其是楊樹膠,是比較好的蜂膠替代物,楊樹膠的功能與蜂膠有很多的相識之處,樹膠也有很強的保健功效。