瓜尔胶（英文名：Guar gum)是从皂荚豆内胚乳中提取的一种天然高分子植物胶，皂荚瓜尔胶的提取及其性能,就分子结构来说 是一种非离子半乳甘露聚糖（图1)。它是以D4比喃甘露糖单元之间以0(1-4)苷键连接形成聚甘露糖 主链，Dfl比喃半乳糖以a(1-6)键连接在聚甘露糖主链上，其中半乳糖与甘露糖单元之摩尔比约为1:

3 2[1~5]。

 

瓜尔胶成品为白色或微黄色，几乎无味，具有较好 的水溶性和可交联性，且在低浓度下能形成高黏度的稳 定性水溶液，作为増稠剂、稳定剂、黏合剂而广泛应用于 石油钻采、食品医药、纺织印染、采矿选矿、兵工炸药、日 化陶瓷、建筑涂料、木材加工、造纸、农药等行业[67]。国 外研究半乳甘露聚糖胶己有近百年的历史，我国从20 世纪70年代开始对其研究利用[8]。近年来，由于分离 提取植物胶技术的提高和应用技术及应用领域的不断

拓宽，使这一研究领域倍受人们关注。我国皂荚资源丰

富，分布面广，作为一种优良的生态经济型树种和绿色图1瓜尔胶的分子结构

产业树种，皂荚树的经济和社会性能日益受到人们关注。皂荚种子是一种有巨大开发价值的野生植物 胶资源，同时皂荚种子中含有丰富的蛋白质，提胶后的副产物是开发天然绿色食品的优质原料。为此， 笔者对皂荚种子中瓜尔胶的含量、结构和流变特性进行了试验研究。

1实验部分

1 1实验材料与仪器

实验材料:皂荚豆，从河北科技师范学院园内的皂荚树上采摘，经手工剥离所得。

实验仪器:乌氏黏度计，501型超级恒温器，jH计，NDJ-1型旋转黏度计。

药品:丙酮（分析纯，天津市耀华试剂有限公司生产），盐酸（分析纯，唐山市路北区化工厂生产）， NaOH (分析纯，张家口市化学试剂厂生产）。

1 2实验内容及方法

121种子中瓜尔胶含量测定及提取称取一定量的皂荚种子，皂荚瓜尔胶的提取及其性能,在电炉上煮沸30 min至其变软、充分 吸水膨胀后手工剥离得内胚乳，研磨成粉后烘干，称重。重复以上操作3次，计算皂荚种子中内胚乳含 量。将上述实验中所得内胚乳粉分别用足量的水溶解，得到内胚乳溶液，经抽滤弃去不溶物后，向其中加入丙酮使瓜尔胶沉淀析出，过滤，烘干，得瓜尔胶纯品。称重计算内胚乳中瓜尔胶的含量。

1 2 2瓜尔胶性能测定配制初始质量浓度为0 559 g/L的瓜尔胶溶液,将其分别置于小烧杯后逐一 稀释成浓度不同的溶液，在30°c的恒温器内用乌氏黏度计测其在不同浓度时的相对黏度a = 其 中n为溶液黏度，％为溶剂黏度，计算比浓黏度％/p= (a- i)/9其中p为溶液浓度。重复3次得平 均值，作浓度与比浓黏度的关系图。

配制质量浓度为5 0g/L的瓜尔胶溶液，用NDJ-1型旋转黏度计测其分别在6 12 30 60 r/m in时 的比浓黏度，观察其黏度变化。

取瓜尔胶粉分别溶于不同pH值的溶剂中（稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节），在30 °C ±0 1 °C下用 乌氏黏度法测定相对黏度,用外推法求特性黏度[n]值，考察pH和对瓜尔胶特性黏度的影响。

1 3瓜尔胶多糖结构的鉴定

用FTR-8900红外光谱仪,KBr压片法，对瓜尔胶产品进行红外光谱分析。测定条件：分辨率4 0 cm- \扫描范围400~ 4 000 an-1，扫描20次。

2结果与讨论表1皂荚种子中内胚乳及瓜尔胶含量

项目含量 /(mg- g-l)

2 1皂荚种子中内胚乳和瓜尔胶含量的测定内胚乳415

皂荚种子中的瓜尔胶绝大部分存在于种子的内胚乳中。由表内胚乳中的胶805

1可以看出，皂荚种子中内胚乳含量为415 mg/g内胚乳中瓜尔胶种子中的胶334

的含量为805 mg/g整个种子中瓜尔胶含量约为334mg/g。可见表中数据为3次重复平均值。

皂荚种子含有较丰富的瓜尔胶，是生产瓜尔胶的天然优良原料。

2 2皂荚瓜尔胶性能研究

2 2 1浓度对瓜尔胶溶液比浓黏度的影响皂荚瓜尔胶在很低浓度下便可形成高黏度溶液，当其质量 分数达到30mg/g时便形成明显的胨状。皂荚瓜尔胶的比浓黏度随浓度的升高而显著升高（图2)。这 是因为瓜尔胶是强亲水性高分子化合物，随着溶液浓度的增加，瓜尔胶分子链间的距离越来越小，因而 分子链间作用力增大，溶液黏度增大。皂荚瓜尔胶的这一特性十分利于其在生产中的应用。

2 2 2剪切速度对瓜尔胶溶液比浓黏度的影响瓜尔胶为非牛顿型流体,溶液黏度随剪切速度的增加 而降低（图3)。这与瓜尔胶的大分子结构有关:胶液静止时，溶液中的大分子链为无规则的线团，皂荚瓜尔胶的提取及其性能,彼此 缠结在一起,对溶液产生很大的黏性阻力，当溶液受到剪切力的作用时，分子链中缠结点被解开,缠结点 减少，并被拉直取向，分子或质点沿流动方向排列成线，溶液黏度减小，并且在不同的剪切速度下，伸展 程度不同,从而表现出不同的表观黏度。随着剪切速度的增大，直线排列愈完善，溶液黏度就愈低。

 

图2浓度对瓜尔胶比浓黏度的影响图3剪切力对瓜尔胶比浓黏度的影响

2 2 3 pH值对瓜尔胶溶液特性黏度的影响当瓜尔胶溶液pH值低于6 0时，随着溶液！H值的升

高，溶液特性黏度呈不明显的上升趋势（图4);而当溶液pH值高于6 0时，随着溶液！H值升高，溶液

特性黏度呈不明显的下降趋势。总的看来,瓜尔胶在酸或碱性条件下是稳定的。从瓜尔胶原粉结构上看，半乳糖为支链，甘露糖为主链，固态下通常以卷曲的球形结构存在，非离子性使其在酸或碱性溶液中受阴、阳离子的影响很小。皂荚的这一特性也有利于其在各种环境中的应用。

2 3皂荚瓜尔胶的红外光谱分析

 

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 PH

 

 

0

m

从瓜尔胶的红外光谱图可以看出，3 448 5 on-1是-OH伸缩振动峰（图5); 2 923 9 on-1和2 854 5 on-1的C-H键的对称和不对称伸缩吸收，1 384 8 on-1的吸收峰是由于羟甲基-CH2-的弯曲振动引起；1 026~ 1 145 an-1的吸收峰是醇0丑弯曲和C-O的伸缩振动引起；而人=875 6 an-1的吸收峰为缩醛的 对称伸缩振动。与朱莉伟等181报道的瓜尔胶红外光谱图（图6)相比,两者特征吸收峰相近，基本可以确 定实验中提取的皂荚瓜尔胶为半乳甘露聚糖。

图4 pH对瓜尔胶溶液特性黏度的影响图5瓜尔胶红外光谱图

 

3结 论

皂荚种子中含有丰富的瓜尔胶。皂荚瓜尔胶在低浓度下 即可形成黏度很高的溶液，皂荚瓜尔胶的提取及其性能,且受溶液的！H值变化影响很小；

皂荚瓜尔胶为非牛顿流体，随着切变速度的增加溶液黏度降 低，红外光谱分析表明皂荚瓜尔胶为半乳甘露聚糖。