Гуаровая камедь

редактировать
Гуаровая камедь
Guargum.jpg
Идентификаторы
Номер CAS
ChemSpider
  • нет
ECHA InfoCard 100.029.567 Измените это в Викиданных
E-номер E412 (загустители,...)
UNII
CompTox Dashboard (EPA )
Свойства
Плотность 0,8-1,0 г / мл при 25 ° C
Кислотность (pK a)5-7
Фармакология
код АТС A10BX01 (ВОЗ )
Опасности
Паспорт безопасности MSDS
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии ( при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки в ink

Гуаровая камедь, также называемая гуара, представляет собой галактоманнан полисахарид, экстрагированный из гуаровых бобов, который обладает загущающими и стабилизирующими свойствами, которые можно использовать в пищевых продуктах, кормах и в промышленности. Семена гуара механически лущеный, гидратированный, измельченный и просеянный в зависимости от применения. Обычно это выпускается в виде сыпучего не совсем белого порошка.

Содержание

  • 1 Производство и торговля
  • 2 Свойства
    • 2.1 Химический состав
    • 2.2 Растворимость и вязкость
    • 2.3 Утолщение
    • 2.4 Рост кристаллов льда
    • 2,5 Классификация
  • 3 Производственный процесс
  • 4 Промышленное применение
    • 4.1 Сшивание гуара
  • 5 Применение в пищевых продуктах
  • 6 Пищевые и лечебные эффекты
    • 6.1 Аллергия
    • 6.2 Загрязнение диоксинами
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Производство и торговля

Гуаровая фасоль в основном выращивается в Индии, Пакистане, США, Австралии и Африка. Индия производит около 2,5 - 3 миллионов тонн гуара ежегодно, что делает ее крупнейшим производителем, на долю которого приходится около 80% мирового производства. В Индии основными производящими регионами являются Раджастхан, Гуджарат и Харьяна, а Джодхпур, Шри Ганганагар и Ханумангарх в Раджастане - основные торговые рынки гуара. США произвели от 4600 до 14000 тонн гуара за последние 5 лет. Посевные площади в Техасе с 1999 года колеблются от 7000 до 50 000 акров. Мировое производство гуаровой камеди и ее производных составляет около 1,0 миллиона тонн. Непродовольственная гуаровая камедь составляет около 40% от общего спроса.

Свойства

Химический состав

Guaran.svg

С химической точки зрения гуаровая камедь представляет собой экзо- полисахарид, состоящий из сахаров галактозы и манноза. Каркас представляет собой линейную цепь из 1,4-связанных остатков маннозы, с которыми остатки галактозы связаны 1,6-связью на каждой второй маннозе, образуя короткие боковые ответвления. Гуаровая камедь способна выдерживать температуру 80 ° C (176 ° F) в течение пяти минут.

Растворимость и вязкость

Гуаровая камедь более растворима, чем камедь плодов рожкового дерева, из-за ее дополнительных галактозных точек разветвления. В отличие от камеди плодов рожкового дерева, она не желируется. Либо бура, либо кальций может сшивать гуаровую камедь, в результате чего она превращается в гель. В воде он неионогенный и гидроколлоидный. На него не влияют ионная сила или pH, но он будет разлагаться при экстремальных значениях pH и температуры (например, pH 3 при 50 ° C). Он остается стабильным в растворе в диапазоне pH 5-7. Сильные кислоты вызывают гидролиз, потеря вязкости, а щелочи в сильных концентрациях также имеют тенденцию к снижению вязкости. Он не растворяется в большинстве углеводородных растворителей. Достигаемая вязкость зависит от времени, температуры, концентрации, pH, скорости перемешивания и размера частиц используемой порошковой жевательной резинки. Чем ниже температура, тем ниже скорость увеличения вязкости и тем ниже конечная вязкость. При температуре выше 80 ° конечная вязкость немного снижается. Более мелкие порошки гуара набухают быстрее, чем крупнозернистая измельченная камедь с крупными частицами.

Гуаровая камедь демонстрирует четкое плато с низким сдвигом на кривой текучести и сильно разжижается при сдвиге. Реология гуаровой камеди типична для полимера со статистической катушкой. Он не показывает очень высокие вязкости плато с низким сдвигом, наблюдаемые для более жестких полимерных цепей, таких как ксантановая камедь. Он очень тиксотропный при концентрации выше 1%, но ниже 0,3% тиксотропия мала. Гуаровая камедь проявляет синергизм вязкости с ксантановой камедью. Смеси гуаровой камеди и мицеллярного казеина могут быть слегка тиксотропными, если образуется двухфазная система.

Загущение

Гуаровая камедь используется в качестве загустителя в пищевых продуктах и ​​лекарствах для людей. и животные. Поскольку он не содержит глютена, он используется в качестве добавки для замены пшеничной муки в выпечке. Было доказано, что это полезно для здоровья. Было показано, что он снижает уровень холестерина в сыворотке и уровень глюкозы в крови. Дополнительные преимущества были замечены в попытках похудеть, когда при приеме внутрь его водопоглощающие свойства заставляют его набухать в желудке, вызывая ощущение «сытости» раньше.

Гуаровая камедь также экономична. Поскольку его способность загущать воду почти в восемь раз выше, чем у других агентов (например, кукурузный крахмал ), требуется лишь небольшое количество для получения достаточной вязкости. Поскольку требуется меньше, затраты снижаются.

В дополнение к влиянию гуаровой камеди на вязкость, ее высокая способность течь или деформироваться придает ей благоприятные реологические свойства. При сшивании бором образует хрупкие гели. Он используется в различных многофазных составах для гидроразрыва пласта, в некоторых в качестве эмульгатора, поскольку он помогает предотвратить слипание капель масла, а в других в качестве стабилизатора для предотвращения образования твердых частиц. от оседания и / или отделения.

Фрекинг включает закачку жидкостей, содержащих песок, в залежь нефти или природного газа при высоком давлении и скорости потока. Это раскалывает породу коллектора, а затем раскалывает трещины. Вода сама по себе слишком разрежена, чтобы эффективно переносить проппантный песок, поэтому гуаровая камедь является одним из ингредиентов, добавляемых для сгущения суспензии и улучшения ее способности переносить проппант. Есть несколько важных свойств: 1. Тиксотропность: жидкость должна быть тиксотропной, то есть загустеть в гель в течение нескольких часов. 2. Гелеобразование и де-гелеобразование: желаемая вязкость изменяется в течение нескольких часов. Когда раствор гидроразрыва смешивается, он должен быть достаточно жидким, чтобы его было легче перекачивать. Затем, когда она течет по трубе, жидкость должна загустевать, чтобы поддерживать проппант и смывать его глубоко в трещины. После этого процесса гель должен разрушиться, чтобы можно было извлечь флюид гидроразрыва, но оставить проппант. Это требует химического процесса, который производит, а затем разрушает сшивание геля с предсказуемой скоростью. Гуар + бор + запатентованные химические вещества могут достичь обеих этих целей одновременно.

Рост кристаллов льда

Гуаровая камедь замедляет рост кристаллов льда, замедляя массоперенос через границу раздела твердое / жидкое. Он показывает хорошую стабильность во время циклов замораживания-оттаивания. Таким образом, он используется в мороженом без яиц. Гуаровая камедь обладает синергическим действием с камедью рожкового дерева и альгинатом натрия. Может быть синергетическим с ксантаном : вместе с ксантановой камедью он дает более густой продукт (0,5% гуаровая камедь / 0,35% ксантановая камедь), который используется в таких применениях, как супы, которые не требуют четких результатов.

Гуаровая камедь представляет собой гидроколлоид, поэтому ее можно использовать для изготовления густых паст без образования геля и для сохранения воды в составе соуса или эмульсии. Гуаровую камедь можно использовать для загустения холодных и горячих жидкостей, для изготовления горячих гелей, легких пен и в качестве стабилизатора эмульсии. Гуаровую камедь можно использовать для приготовления творога, творога, йогурта, соусов, супов и замороженных десертов. Гуаровая камедь также является хорошим источником клетчатки с 80% растворимой пищевой клетчатки в пересчете на сухой вес.

Класс

Гуаровая камедь анализируется с помощью

TestTest МетодТестМетод теста
ЦветTP/09Нерастворимый в кислоте остатокTP / 115
ВязкостьTP / 10/04Содержание жираTP / 18
Гранулирование (меш)TP / 21ЗольностьTP / 12
Влага, pHTP / 1 и TP / 29Содержание камедиTP / 03
БелокTP / 05Тяжелые металлыTP / 13
Нерастворимая золаTP / 11ФильтруемостьTP / 20A

Стандарты порошка гуаровой камеди:

  • Код HS - 130 232 30
  • Номер CAS .- 9000-30-0
  • EEC № .- E 412
  • BT № .- 1302 3290
  • EINECS № . - 232-536-8
  • Код Imco - Безвредный

Производственный процесс

В зависимости от требований к конечному продукту используются различные методы обработки. В промышленном производстве гуаровой камеди обычно используются обжиг, дифференциальное истирание, просеивание и полировка. Пищевая гуаровая камедь производится поэтапно. В этом процессе важен выбор расщепленного гуара. Разделка просеивается для очистки и затем замачивается для предварительной гидратации в двухконусном смесителе. Этап предварительной гидратации очень важен, потому что он определяет скорость гидратации конечного продукта. Пропитанные фракции, которые имеют достаточно высокое содержание влаги, проходят через измельчитель. Хлопья гуаровой дроби измельчают, а затем сушат. Порошок просеивается через вращающиеся сита для доставки частиц необходимого размера. Частицы крупногабаритного размера либо рециркулируют в основной сверхтонкий, либо повторно измельчают на отдельной установке доизмельчения, в соответствии с требованиями к вязкости.

Этот этап помогает снизить нагрузку на кофемолку. Пропитанные шпаги трудно измельчить. При прямом измельчении в кофемолке выделяется больше тепла, что нежелательно в процессе, так как снижает гидратацию продукта. В процессе нагрева, шлифования и полировки шелуха отделяется от половинок эндосперма и получается очищенный гуаровый раскол. В процессе дальнейшего измельчения очищенная гуаровая дробь обрабатывается и превращается в порошок. В результате раздельного производственного процесса получают шелуху и зародыши, называемые «гуаровая мука», которые широко продаются на международном рынке в качестве корма для скота. Он богат белком и содержит масло и альбуминоиды, около 50% в зародышах и около 25% в шелухе. Качество порошка гуаровой камеди пищевого качества определяется размером его частиц, скоростью гидратации и содержанием микробов.

Производители определяют различные сорта и качества гуаровой камеди по размеру частиц, вязкости, полученной при данной концентрации, и скорости, с которой эта вязкость развивается. Гуаровая камедь с крупными ячейками обычно, но не всегда, имеет вязкость медленнее. Они могут достичь достаточно высокой вязкости, но для достижения этого потребуется больше времени. Зато диспергируются они лучше, чем мелкоячеистые, при равных условиях. Более мелкая сетка, такая как 200 меш, требует большего усилия для растворения. Модифицированные формы гуаровой камеди коммерчески доступны, включая модифицированный ферментами, катионный и гидропропилгуар.

Промышленное применение

Жидкости для гидроразрыва обычно состоят из множества добавок, которые служат двум основным целям: во-первых, для улучшения образования трещин и переноса проппанта способность и, во-вторых, минимизировать повреждение пласта. Загустители, такие как полимеры и сшивающие агенты, стабилизаторы температуры, агенты для регулирования pH и материалы для контроля водоотдачи, входят в число добавок, которые способствуют созданию трещин. Повреждение пласта сводится к минимуму за счет включения разжижителей, биоцидов и поверхностно-активных веществ. Более подходящими желирующими агентами являются линейные полисахариды, такие как гуаровая камедь, целлюлоза и их производные.

Гуаровая камедь является предпочтительной в качестве загустителя для увеличения нефтеотдачи (EOR). Гуаровая камедь и ее производные составляют большую часть загущенных жидкостей гидроразрыва. Гуар более растворим в воде, чем другие камеди, а также является лучшим эмульгатором, поскольку имеет больше точек разветвления галактозы. Гуаровая камедь показывает высокую вязкость при низком сдвиге, но она сильно разжижается при сдвиге. Поскольку он неионный, он не зависит от ионной силы или pH, но разлагается при низком pH при умеренной температуре (pH 3 при 50 ° C). Производные гуара демонстрируют стабильность в условиях высоких температур и pH. Использование гуара позволяет достичь исключительно высокой вязкости, что улучшает способность жидкости гидроразрыва переносить проппант. Гуар довольно быстро гидратируется в холодной воде с образованием высоковязких псевдопластических растворов, обычно с большей вязкостью при низком сдвиге, чем другие гидроколлоиды. Коллоидные твердые вещества, присутствующие в гуаре, делают жидкости более эффективными, создавая меньше фильтровальной корки. Электропроводность проппантной набивки поддерживается за счет использования жидкости, которая имеет отличный контроль водоотдачи, такой как коллоидные твердые вещества, присутствующие в гуаровой камеди.

Гуар загустевает в восемь раз больше, чем крахмал. Дериватизация гуаровой камеди приводит к незначительным изменениям свойств, таким как уменьшение водородных связей, повышение растворимости в водно-спиртовой смеси и улучшенная совместимость с электролитом. Эти изменения свойств приводят к более широкому использованию в различных областях, таких как текстильная печать, взрывчатые вещества и гидроразрыв пласта.

Сшивание гуара

Молекулы гуара имеют тенденцию к агрегированию в процессе гидроразрыва пласта, в основном за счет межмолекулярных водородных связей. Эти агрегаты вредны для добычи нефти, потому что они закупоривают трещины, ограничивая поток нефти. Сшивка полимерных цепей гуара предотвращает агрегацию за счет образования комплексов металл-гидроксил. Первые сшитые гуаровые гели были разработаны в конце 60-х годов. Для сшивания использовалось несколько металлических добавок, среди которых хром, алюминий, сурьма, цирконий и, как правило, бор. Бор в форме B (OH) 4 реагирует с гидроксильными группами на полимере в двухстадийном процессе, связывая две цепи полимера вместе с образованием бис-диольных комплексов.

1,2-диольный комплекс 1: 1 и 1,3-диольный комплекс 1: 1 помещают отрицательно заряженный борат-ион на полимерную цепь в качестве боковой группы. Сама по себе борная кислота, по-видимому, не образует комплекс с полимером, так что весь связанный бор заряжен отрицательно. Первичная форма сшивания может быть обусловлена ​​ионной ассоциацией между анионным боратным комплексом и адсорбированными катионами на второй полимерной цепи. Разработка сшитых гелей стала крупным достижением в технологии жидкости для гидроразрыва. Вязкость повышается за счет связывания вместе нитей с низкой молекулярной массой, что эффективно дает цепочки с более высокой молекулярной массой и жесткую структуру. Сшивающие агенты добавляют к суспензиям линейных полисахаридов для обеспечения более высоких характеристик транспорта проппанта по сравнению с линейными гелями.

Если линейные цепи гуара сшиты, необходимы более низкие концентрации гуаровых агентов. Было определено, что пониженные концентрации гуара обеспечивают лучшие и более полные разрывы трещины. Разрушение сшитого гуарового геля после процесса гидроразрыва восстанавливает проницаемость пласта и позволяет увеличить добычу нефтепродуктов.

Пищевая промышленность

Самый большой рынок гуаровой камеди находится в пищевой промышленности. В США установлены разные процентные значения его допустимой концентрации в различных пищевых продуктах. В Европе гуаровая камедь имеет код пищевой добавки ЕС E412. Ксантановая камедь и гуаровая камедь являются наиболее часто используемыми камедями в рецептах без глютена и в продуктах без глютена.

Применения включают:

  • В хлебобулочных изделиях он увеличивает выход теста, придает большую эластичность и улучшает текстуру и срок хранения; в начинках для выпечки предотвращает "просачивание" (синерезис ) воды в начинке, сохраняя хрустящую корочку теста. Он в основном используется в гипоаллергенных рецептах, в которых используются различные виды цельнозерновой муки. Поскольку консистенция этой муки позволяет улетучиваться газам, выделяемым при заквашивании, гуаровая камедь необходима для увеличения густоты этой муки, позволяя ей подниматься, как это делает обычная мука.
  • В молочных продуктах продукты, он загущает молоко, йогурт, кефир и жидкие сыр продукты и помогает поддерживать однородность и текстура мороженого и шербет. Он используется для аналогичных целей в растительном молоке.
  • Для мяса он действует как связующее.
  • В приправ он улучшает стабильность и появление заправок для салатов, соусов для барбекю , приправ, кетчупов и др.
  • В консервированных супах используется как загуститель и стабилизатор.
  • Он также используется в сухих супах, овсяных хлопьях быстрого приготовления, сладких десертах, рыбных консервах в соусе, замороженных пищевых продуктах и ​​кормах для животных.
  • FDA запретило использование гуаровой камеди для похудания. таблетка из-за сообщений о набухании вещества и закупорке кишечника и пищевода.

Пищевые и лечебные эффекты

Гуаровая камедь, как водорастворимая клетчатка , действует как объемообразующая слабительное. Несколько исследований показали, что он снижает уровень холестерина. Считается, что это снижение является функцией высокого содержания растворимой клетчатки.

Более того, его низкая усвояемость позволяет использовать его в рецептах в качестве наполнителя, который может помочь обеспечить сытость или замедлить переваривание пищи, что снижает гликемический индекс этой еды. В конце 1980-х гуаровая камедь использовалась и активно рекламировалась в нескольких препаратах для похудания. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США в конечном итоге отозвало их из-за сообщений о закупорке пищевода из-за недостаточного потребления жидкости, после того как одна только марка привела к госпитализации по меньшей мере 10 пользователей и смерти. По этой причине гуаровая камедь больше не одобрена для использования в безрецептурных лекарствах для похудения в Соединенных Штатах, хотя это ограничение не распространяется на добавки. Кроме того, метаанализ показал, что добавки гуаровой камеди неэффективны для снижения массы тела.

Соединения на основе гуара, такие как гидроксипропилгуар, были в искусственные слезы для лечения сухого глаза.

аллергии

Некоторые исследования обнаружили аллергическую чувствительность к гуаровой камеди, развившуюся у нескольких людей, работающих в промышленных условиях, где концентрация этого вещества в воздухе были представлены. У тех, кто пострадал от вдыхания частиц, переносимых по воздуху, обычными побочными реакциями были профессиональный ринит и астма.

Загрязнение диоксином

В июле 2007 года Европейская комиссия выпустила предупреждение о вреде для здоровья для своих государств-членов после высокие уровни диоксинов были обнаружены в пищевой добавке - гуаровой камеди - используемой в небольших количествах в качестве загустителя в мясных, молочных, десертных или деликатесных продуктах. Источником была гуаровая камедь из Индии, загрязненная пентахлорфенолом, пестицидом, который больше не используется. ПХФ содержит диоксины в качестве загрязнения. Диоксины повреждают иммунную систему человека.

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-22 12:17:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте