田菁(Sdsbania cnnabina ( Retz ) Pers )原產(chǎn)于低諱 度熱帶和亞熱帶沿海地區(qū),為灌木狀草本植物,耐 鹽,耐澇,是優(yōu)良的改良土壤綠肥植物。它的理化性能適應(yīng)范圍很廣,在我國大部分地區(qū)都能種植生長,特別是沿 海地區(qū)產(chǎn)量很大。田菁膠(Sesbania Gum,SG)來源于 田菁種子的內(nèi)膠乳,其主要化學(xué)組成是半乳甘露聚 糖,分子量約20萬左右。
植物膠的研究和利用,國外已有70年以上的歷 史,最早采用長角S■膠(Ceratonia siliqua)的種子,稱 為長角B■膠(Locust beangum), 1942年,美國生產(chǎn)出 商品瓜爾膠^(Guar gum),長角豆膠和瓜爾膠作為 穩(wěn)定劑和增稠劑廣泛應(yīng)用于食品、石油、紡織、造紙、 炸藥等領(lǐng)域。我國研究和利用半乳甘露聚糖膠較 晚,目前仍主要依靠進口,因此,開發(fā)我國自己的半 乳甘露聚糖膠資源已迫在眉睫。1998年以來,作者 對田菁膠進行了初步的研究,本文就田菁膠的主要 理化性能作一陳述。
2田菁膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)簡介田菁膠是田菁種子的內(nèi)胚乳,主要化學(xué)成分是 植物膠質(zhì)(聚糖),含有少量的蛋白質(zhì),不溶于各種有 機溶劑,易溶于水。表1列出田菁膠、香豆膠、增皂 仁膠、瓜爾膠四種植物膠的化學(xué)組成及用不同方法 測定的殘渣含量數(shù)據(jù)。
表1 4種植物膠的化學(xué)組成及殘渣含量數(shù)據(jù)植物膠水分含N量IV 植物膠 殘渣含名稱 (%)(%) W纟量⑷氧化法酶處理法酸處職田菁膠11.51.054.8282.723.274.183.57香豆膠7.000,322.3887.033.184.623.60增皂仁膠11.800.503.1381.158.3310.103.93瓜爾膠7.800.764.7484.314.319.653.15田菁膠聚糖是由甘露糖單元構(gòu)成主鏈,半乳糖 單元形成支鏈。半乳糖與甘露糖單元之比為1:2.
甘露糖單元通過a,(l—4)甙鏈連接,半乳糖單 元通過卩,(1—6)甙鍵接在甘露糖主鏈上。
3田菁膠理化性能測定方法田菁膠樣品共12個,分別為鹽城市新洋試驗站 植物膠有限公司,響水縣光明化工集團,河南尉氏植 物膠廠,無錫新光植物膠廠的產(chǎn)品,由不同渠道按隨 機方式取得C各項理化性能的測定均按頒布的石油天然氣行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5766 - 1995的規(guī)定進行。
所測數(shù)據(jù)不作為評價廠家產(chǎn)品優(yōu)劣的依據(jù),目 的在于探討我國田菁膠產(chǎn)品的性能可能改進方法。
4我國田菁膠產(chǎn)品的理化性能4.1外觀樣品顏色為白色或淡黃色,為無結(jié)塊的粉末狀序號物C4.2細度隨著工業(yè)的發(fā)展,超微細粉碎機的出現(xiàn),田菁膠 現(xiàn)可以粉碎至3000目,甚至以上,細度越細,植物膠 在水中溶解速度就越快,但一般工業(yè)用,根據(jù)SY- T5766 - 1995 的規(guī)定,過 SSW0.125/0.091 (120 目)標(biāo) 準(zhǔn)篩的百分?jǐn)?shù)應(yīng)奮99 % ,其中特級品過SSW0.071 / 0.050(200目)標(biāo)準(zhǔn)篩的百分?jǐn)?shù)應(yīng)& 85%, —級品和 二級品過SSW0.090/0.063(160目)標(biāo)準(zhǔn)篩的百分?jǐn)?shù) 應(yīng)多90%和80%。表2列出一些田菁膠樣品和兩種 國外瓜爾膠樣品細度的測定結(jié)果。從表2可以看 出,我國一些田菁膠產(chǎn)品在細度指標(biāo)已完全接近國 外的瓜爾膠。
含水率12個樣品的含水率測定結(jié)果見表3。
4.4水不溶物含最12種田菁膠的水不溶物測定結(jié)果列于表3。
4.5 1.0%水溶液的表觀粘度溶液濃度1.0%(干基計),田菁膠和水在混調(diào) 器中高速攪拌10分鐘,低速攪拌5分鐘,倒人燒杯 中,測定粘度,放置15min、lh、2h、3h分別測粘度,直 至粘度穩(wěn)定(熔解達到完全、充分時),為其表觀粘 度,結(jié)果見表3。田菁膠是一種易溶解的植物膠稠 化劑。
表3 12個田菁膠樣品的含水率、水不溶物含量及在 30T:、170s- 1剪切不同時間的表觀粘度值田著膠纟神水不_?M(mPa.s)溶液樣品 ⑷(%) 15rain lh 2h 3h pH?
]鹽新1號9.1723.75150.6175.6180.7180.77.02鹽新2號9.5423.81148.2177.2181.5181.57.03鹽新3號8.7122.75154.7180.2186.7186.77.04響水1號12.1826.16160.2165.6169.5169.57.05響水2號10.1925.4]159.7165.2172.7172.77.06響水3號11.2426.31155.6161.3168.4168.47.07河南1號9.7523.15161.7175.1181.2181,27.08河南2號10.0724.26162.1171.2177.5177.57.09河南3號11.2526.36150.2160.4167.2167.27.010無錫1號9.1623.75165.7175.1179.1179.17.011無錫2號8.5422.16162.8172.7180.2180.27,012無錫3號l(A22.17159.7170.6175.7175.77.04.6交聯(lián)性能0.5%田菁膠溶液與1%硼砂水溶液(或金屬元 素如銻(V)和過渡金屬元素鈦(IN)等化合物亦有此 作用)按100:2的體積比混合后,在很短時間內(nèi)形成 了強度良好的凍膠,田菁膠具有良好的交聯(lián)性能。
綜上所述,田菁膠是一種白色或淡黃色粉狀物, 易溶于水,不溶于有機溶劑,含水率9%左右,水不 溶物含量22 - 26%,1%水溶液粘度18〇111?3.3。
4.7田菁膠與其它植物膠性能對比田菁膠與其它植物膠產(chǎn)品的含水率,水不溶物 含量,1 %溶液30^ ,170s—1表觀粘度這三項性能的 對比數(shù)據(jù)見表4。
表4田菁膠與其它植物膠性能對比植物膠含水率(%)水不溶物(%)表觀粘度(mPa.s)
田菁膠9.8124.17176.7羥丙基田菁膠6,147.52111.0羧乙基田菁膠5.715.16207.0增皂仁膠4.3419.62288.0瓜爾膠9.5220.06309.0香豆膠5.4!9.27202.5羥丙基瓜爾膠8.214.38297.0從表4可以看出,未改性的田菁膠其含水率,水 不溶物均很高,這一方面同其本身性質(zhì)有關(guān),另方面 也同目前的加工技術(shù)有關(guān),但經(jīng)過改性的田菁膠產(chǎn) 物,含水率5.5 - 6%水不溶物含量5 - 5.5%%水 溶液粘度210mPa. s,其各項指標(biāo)與國外瓜爾膠相差 不大,甚至可以超過,但粘度指標(biāo)依然有一 ?定的差距 (這與其本身單糖結(jié)構(gòu)的配比有關(guān)),但這已不影響 改性田菁膠在某些行業(yè)上的應(yīng)用如印染、食品等。 另外,改性技術(shù)的逐步改進,仍可使其性能得到改 善,則發(fā)展前途會更好。