[发明专利]改善瓜耳胶－内胚乳的可利用性和可加工性的方法、和由此获得的产物

说明书

本发明涉及一种改善瓜耳胶-内胚乳的可利用性和可加工性的方法，和由此获得的产物，即氨爆炸后的瓜耳胶-内胚乳半片(瓜耳胶半片)、瓜耳胶面和瓜耳胶粉。

瓜耳胶面应用于食品工业中，作为冰激凌和一些软奶酪的稳定剂、作为调味汁和类似产品的黏合剂和增稠剂，以及应用于美容化妆品工业中。在工业上瓜耳胶面用于纺织品的砑光和上浆，和作为纺织印染浆料的增稠剂。造纸工业中还应用大量的瓜耳胶面作为打浆添加剂，用于制造结实纸张。

瓜耳胶面的主要组成成分为瓜耳胶。瓜耳胶为一种半乳甘露聚糖，由约36％右旋-半乳糖和64％甘露糖组成。甘露糖单元以吡喃糖形式、按照β-1,4-配糖方式相互连接成较长的主链，半乳糖单元则以吡喃糖形式通过α-1,6-配糖结合，连接固定于其上。在瓜耳胶中主链的每第二个甘露糖结构单元携带一个半乳糖侧基。瓜耳胶的平均分子重量通常显著大于200,000。

瓜耳胶存在于瓜耳豆(Cyamopsis Tetragonaloba)种子的内胚乳中，这种瓜耳豆遍布于印度，1944年以来广泛种植于美国。内胚乳为发芽期胚芽发育过程中的一种营养存贮形式。由于瓜耳胶为一种双叶子植物，所以在每个种子内有二个内胚乳半片。这二个内胚乳半片包裹胚芽，并且本身又被通常为浅棕色的种子壳包裹。内胚乳本身由一细胞层、即糊粉、和由一种胚芽的营养物质和存贮物质、即瓜耳胶所组成。糊粉层细胞含有许多糊粉角，也即浓缩的蛋白空泡。瓜耳豆种子发芽时，于糊粉细胞内合成酶并且排放到内胚乳中，以使存贮物质活动。这二个占优势的酶活性为α-半乳糖酶活性和β-甘露糖酶活性。

通过碾磨步骤和机械性分类挑拣等技术处理，去除种子壳和胚芽。在此利用了种子成分的不同硬度。多步的碾磨和筛选常常与其它的机械性处理步骤相结合，可以促使种子开裂和种子成分的分类。有各种不同的碾磨方式，它们可以结合焙炒步骤，或结合用水或酸处理种子。当应用于食品时，必须特别注意彻底去除胚芽。提纯的内胚乳称为“瓜耳胶半片”，进入市场销售。

瓜耳胶半片通常被碾磨成粉末，称为瓜耳胶面或瓜耳胶粉。瓜耳胶半片的含有蛋白质的内胚乳外壳在此不予去除。随着含有蛋白质的外壳附带进入瓜耳胶面的蛋白成分，妨碍了某些应用。因此需要一种简单而有效的方法，能够将瓜耳胶以非常纯净的形式从瓜耳胶半片中分离出来。

瓜耳胶半片的碾磨过程还消耗大量的电能量。此外碾磨条件影响瓜耳胶及其衍生物的水溶液的粘度。因此需要一种不必碾磨瓜耳胶半片的方法。

市售瓜耳胶面的水溶液常常是浑浊的。浑浊的主要原因是存在不溶性内胚乳部分。由瓜耳胶面制备的衍生物通常具有较好的水溶性和溶液清纯度。改善的清纯度是由于种子的不溶性杂质被衍生和溶解。但是在某些应用中，单凭衍生了的瓜耳胶面的特性是不够的。当剪切速率较低时，羰基甲基化的瓜耳胶具有相对较高的结构黏度，且只有弱的牛顿值范围。在纺织印染中应用羰基甲基化的瓜耳胶作为增稠剂时，市售产品具有较差的可洗除性。估计其原因是不均匀的取代基分布，而后者的原因是以多相反应的方式在碾磨过的瓜耳胶半片上进行的衍生化反应。即使碾磨至很小的微粒大小，也不能完全消除这一缺点。因此需要一种瓜耳胶产品，它可完全溶解于水，并且能够以均相反应的方式被衍生。

因此本发明的目的是，提供一种能够满足上述需要的方法。尤其是要能改善瓜耳-内胚乳半片(瓜耳胶半片)的可利用性和可加工性，以及瓜耳胶面可碾磨成粉面的性能。此外还能简单有效地从瓜耳胶半片中分离出纯的瓜耳胶，而并不需要碾磨瓜耳胶半片，并且瓜耳胶可完全溶解于水和能够以均相反应的方式被衍生。

通过改善瓜耳胶-内胚乳的可利用性和可加工性的方法，达到了本发明目的。该方法在相对于大气氛压而言升高了的起始压下、在至少约25℃的温度下，将瓜耳胶-内胚乳半片(瓜耳胶半片)与液态氨接触，此时液态氨的剂量至少足以润湿瓜耳胶-内胚乳半片的表面，在将压力降低至少5巴的条件下，以爆炸的方式，瓜耳胶-内胚乳半片/液态氨所在的系统的体积被扩大，瓜耳胶-内胚乳半片的外壳因此而裂开。

W096/30411公开了一种通过氨爆炸激活聚糖的方法。在一个实施例中，将瓜耳胶面用液态氨处理和爆炸。WO96/30411没有说明可以应用完整的瓜耳胶-内胚乳半片替代瓜耳胶面。

瓜耳胶-内胚乳起始材料优选为尚未预先碾碎的内胚乳半片，也即基本完整的瓜耳胶半片。