沙蒿胶的有关研究与用途

概述

沙蒿胶（sa-hao seed gum），别名沙蒿籽胶，是一种主要由葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖等组成的具有交联结构的多糖类物质。该物质表现为白色或略带淡黄色的粉末，无嗅，不溶于水，但可均匀分散于水，吸水数十倍后溶胀成蛋清样胶体，具有特别的化学稳定性、不溶于一般的溶剂、也不溶于热的稀酸或稀碱中。沙蒿胶在二甲亚砜中呈有限溶胀状态，在高氯酸或硫酸中可溶化。

性质

沙蒿胶具有许多特定性质，下面就其中比较显著的几点做详细介绍：

(1)高粘度：1%(w/w)鲜胶液粘度可达900Pa.s，是相同浓度明胶溶液的1800倍，是海藻酸钠溶液的12倍。

(2)高保水性：吸水性很强可达到自身的数十倍，沙蒿胶吸水溶胀后形成蛋清样液体。1%(w/w)沙蒿籽胶液24h内保水性能优于鸡蛋液。

(3)非水溶性：沙蒿胶不溶于水，在水中呈有限的吸水溶胀状态，若将其胶粉加入水中进行搅拌，大部分将聚集成团而不能很好分散，并有“爬杆”现象。根据这一特性可用于改良劣质小麦粉，解决发芽小麦发粘问题，改良面条烹调性，煮后不发粘，不混汤，富咀嚼感。

(4)分散性好：液状沙蒿胶经浓缩干燥后制成粉状胶，水稀释溶胀后成胶具有可逆性，而且分散性好。用一般的非高压均质设备便可达到满意的效果，形成均匀的胶状液体。

(5)成膜性：稳定且粘着力强，剥离后的沙蒿胶膜有一定弹性和韧性，其弹韧性与成膜厚度呈负相关。

有关研究

采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对沙蒿胶热稳定性进行了研究。从沙蒿胶的DSC和TGA曲线上可以看出，沙蒿胶的热分解温度在300℃左右，通过计算比较沙蒿胶最大分解阶段的活化能(217kJ/mol)，积分程序降解温度(IPDT)和内在热稳定性指标(ITS)，表明沙蒿胶是一种热稳定性好的食品胶[1]。

此外，沙蒿胶具备良好的生物活性。以沙蒿籽粒为原料，通过提取，分离，纯化，得到沙蒿胶多糖(ASP)，高分子量沙蒿胶多糖(60P)，低分子量沙蒿胶多糖(60S)。实验将这三种多糖作用于外周血单个核细胞(PBMC)和人自然杀伤细胞(NK)，通过测定细胞增值活性以及细胞杀伤活性，分析不同多糖组分对免疫细胞活性的影响。利用菌群人源化(HFA)动物模拟了人肠道菌群的特性，将沙蒿胶多糖与燕麦β-葡聚糖进行比较。通过HFA小鼠体重，血糖及血脂指标，肝组织和脂肪组织进行HE染色结果，以及PCR-DGGE结果研究沙蒿胶多糖对菌群人源化小鼠肠道菌群结构以及多样性的影响和差异。通过研究得到如下结论：(1)多糖组分ASP，60P和60S作用PBMC后，使得细胞增值活性都呈现先增后减的趋势，并且ASP效果优于60P和60S。ASP浓度达到100 mg/L-1000 mg/L时，细胞增值活性与对照组有极显著差异(p0.01)。500 mg/L浓度的60P与对照组比较，PBMC增值活性显著增强(p0.05)；(2)多糖组分ASP，60P和60S作用NK细胞后，细胞增值活性都呈现先增后减的趋势，并且ASP效果优于60P和60S；(3)多糖组分ASP，60P和60S对NK细胞的杀伤活性基本没有贡献，并且多糖之间作用效果基本没有差异；(4)与对照组比较，两种多糖均能降低HFA小鼠空腹血糖水平(p0.05)，燕麦β-葡聚糖组能显著降低总甘油三酯含量(p0.05)，沙蒿胶多糖组总胆固醇含量和高密度脂蛋白胆固醇含量显著高于其他两组(p0.05)；(5)燕麦β-葡聚糖组脂肪细胞较沙蒿胶多糖组，对照组明显变小，细胞排列更加紧密；(6)多糖饮食会增加HFA小鼠肠道的微生物多样性，沙蒿胶多糖组效果优于燕麦β-葡聚糖组(p0.05)[2]。

制备方法

（1）水解提取法：采用水解法从沙蒿籽中提取食用胶。通过正交试验对其工艺条件进行研究，初步分析表明适宜提取条件为：沙蒿籽与提取液质量之比为1:18，pH值为0.6，提取温度70℃，提取时间6h。在此条件下产率为24.8%，产品颜色为淡黄色[3]。

（2）化学法：实验提供了一种化学法提取沙蒿胶的新方法，该方法的出胶率接近或等于20%。该方法主要包括水洗，加酸萃取，双氧水改性，加盐沉析，脱色，甩干过筛，脱盐，抽滤，洗涤干燥碾碎等步骤。其突出的特点为使用的有机溶剂量大为减少，并且通过加盐沉析步骤，可使整个提取过程的稳定性大大提高[4]。

用途

(1)面条加工业：沙蒿胶在面团中具有很强的结合粘结力，能使面团的流变学特性改善。尤其对不含面筋质(麦麸蛋白和麦胶蛋白)的荞麦面粉，改变了面团易脆裂、无延伸性，不易压延成型而无法工业化生产荞麦挂面的局面。

(2)烘烤加工业：由于沙蒿籽胶有很强的吸水溶胀及优良的持水性，用于面团烘烤加工业，能起到明显的保质保鲜作用。实验研究了沙蒿胶的不同添加量对面包比容、硬度、水分含量、高径比及感官品质的影响，研究结果表明：在面包中添加沙蒿胶量为0.5%时，面包的保水性较好、比容最大，同时也可延缓面包的老化，对改善面包的形状具有一定的作用[5]。

(3)饮料工业：可用沙蒿籽胶作为稳定剂、增稠剂。

(4)纳米化学：文献公开了一种静电喷雾制备玉米醇溶蛋白/沙蒿胶纳米微球的方法，主要包括高场强超声波改性处理玉米醇溶蛋白溶液，将改性后的玉米醇溶蛋白溶液与沙蒿胶溶液混合，进行静电喷雾得到的玉米醇溶蛋白/沙蒿胶纳米微球，所述纳米微球粒径分布在800～1500nm。该纳米微球兼具纳米材料的结构特征和蛋白质的化学特征，制备流程简单，制备成本低，可控性好，在食品工业(水果保鲜)，药物载送和空气过滤等领域具有广阔的发展前景[6]。

参考文献

[1]刘敦华,谷文英.沙蒿胶热稳定性的研究[J].食品工业科技, 2006, 27(4):3.DOI:10.3969/j.issn.1002-0306.2006.04.051.

[2]张静.沙蒿胶多糖对免疫细胞以及HFA小鼠生理及肠道菌群的影响[D].西北农林科技大学,2015.

[3]秦振平,曹庆生,樊世科.食用沙蒿胶的提取研究[J].食品科学, 2001, 22(8):3.DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2001.08.013.

[4]段立平.化学法制取沙蒿胶的新方法:CN 98125297[P].CN 1095489 C.

[5]张瑞珍,赵丽芹,张曦.沙蒿胶对荞麦面包品质的影响[J].农产食品科技, 2007.

[6]范鑫,荣令爽,曹云刚,等.一种静电喷雾制备玉米醇溶蛋白/沙蒿胶纳米微球的方法:CN202111341085.6[P].CN202111341085.6.