瓜爾豆膠是目前上最為廉價而又廣泛應用的親水膠體之一，來源于印度和巴基斯坦等地干旱和半干旱地區廣泛栽培的一年生草本抗旱農作物Cyamopsistetragonolobus，自1993年瓜爾豆膠打入中國市場以來，由于其優良的特性和較低廉的價格，使得近年來瓜爾豆膠正逐漸地成為中國食品工業中用量的增稠劑之一。
1．瓜爾豆膠的結構組成
瓜爾豆膠中有功能作用的多糖是瓜爾糖（Guaran），其主鍵為（1→4）－β－D－甘露糖單位，側鍵則由單個的α－D－半乳糖以（1→6）鍵與主鍵相連接。平均在主鍵上每兩個甘露糖單位中有一個半乳糖單位在C－6位與之相聯，甘露糖對半乳糖之比為1．8∶1（約為2∶1），與其說在每兩個甘露糖單位中的第二個上有規律分布有一個半乳糖側鍵基團，倒不如說半乳糖的分布是隨意無規則的，因為在其主鍵的有一些區段上并沒有半乳糖，而在另一些部分則是高取代區，尤其在離子強度很低的情況下，這種均勻無分支的區段被認為能與黃原膠形成聚合物，結果產生弱的黏度增效作用。與大多數高分子量聚合物一樣，瓜爾豆膠及其衍生物呈假塑性的流變性。但是，它們的假塑度沒有像黃原膠那樣大，而這兩種聚合物結合起來，就會有助于乳制品之類產品的穩定。
2．瓜爾豆膠的特性
瓜爾豆膠來源于廣泛栽培的一年生草本抗旱農作物Cyamopsistetragonolobus，這種豆科植物主要生長在印度和巴基斯坦等地的干旱和半干旱地區，瓜爾豆一般含14％～17％的豆殼，35％～42％的胚乳和43％～47％的胚芽。瓜爾豆膠系由瓜爾豆的種子去皮去胚芽后的胚乳部分經清理、干燥粉碎后加水、再進行加壓水解后用20％乙醇沉淀，離心分離后干燥、粉碎而得。商品膠一般為白色至淺黃褐色自由流動的粉末，接近無嗅，也無其他任何異味，一般含75％～85％的多糖，5％～6％的蛋白質，2％～3％的纖維及1％的灰分。瓜爾豆膠是極為良好的增稠劑，根據其粒度和粘度可分為不同的等級。
瓜爾豆膠是中性多糖，分子量約20～30萬，在冷水中就能充分水化（一般需要兩小時），能分散在熱或冷的水中形成黏稠液，1％水溶液黏度在4～5Pa．s之間，具體黏度取決于粒度、制備條件及溫度，為天然膠中黏度者。分散于冷水中約2小時后呈現很強黏度，以后黏度逐漸增大，24小時達到點，黏稠力為淀粉糊的5～8倍。加熱則迅速達到黏度，膠溶液的黏度隨膠粉粒度直徑的減小而增加；水化速率則隨溫度的上升而加快，如果經85℃制備，10分鐘即可充分水化達到黏度，但長時間高溫處理將導致瓜爾豆膠本身降解，使黏度下降。瓜爾豆膠溶液pH在8～9時可達最快水化速度，然而大于10或小于4則水化速度很慢。因此，在應用時應等瓜爾豆膠充分水化后再調節溶液pH值。同樣，溶液中有蔗糖等其他強需水劑存在時，也會導致瓜爾豆膠的水化速率下降，實際應用中，也應等瓜爾豆膠充分水化后再添加蔗糖。一般而言，0．5％以上的瓜爾豆膠溶液已呈非牛頓流體的假塑性流體特性，具有攪稀作用。瓜爾豆膠的水溶液為中性，pH變化在3．5～10范圍內對膠溶液的性狀影響不很明顯，一般在pH6．0～3．5范圍內隨pH降低，黏度也有所降低，pH3．5以下黏度又增大，在pH6～8范圍內，其溶液黏度可達到值，pH10以上則迅速降低。
瓜爾豆膠是一種溶脹高聚物，對它來說，水是惟一的通用溶劑，不過也能以有限的溶解度溶解于與水混溶的溶劑中，如乙醇液中，此外瓜爾豆膠具有良好的無機鹽類兼容性能，耐受一價金屬鹽，如食鹽等的濃度可高達60％；但高價金屬離子的存在可使溶解度下降。在控制溶液pH的條件下，瓜爾豆膠能與交聯劑，如硼酸鹽、金屬離子等反應可生成稍帶彈性的黏質，瓜爾豆膠還能形成一定強度的水溶性薄膜。與其他多糖類物質一樣，瓜爾豆膠及其衍生物在pH3或以下的酸性溶液中會導致降解，被水解的是糖苷鍵，結果黏度急速喪失。在輕度偏堿的pH下，鏈段還原末端β－位的切斷反應，使鏈緩慢縮短，這一過程比酸水解要慢。瓜爾豆膠加熱至很高溫度時可導致熱降解，瓜爾豆膠溶液加熱至80～95℃并持續一定時間，就可喪失黏度。
瓜爾豆膠是直鏈大分子，鏈上的羥基可與某些親水膠體及淀粉形成氫鍵，瓜爾豆膠與小麥淀粉共煮可達更高的黏度，瓜爾豆膠能與某些線型多糖，如黃原膠、瓊脂糖和κ－型卡拉膠相互作用而形成復合體，瓜爾豆膠與黃原膠有一定程度的協同作用，但與卡拉膠則無協同效應。這種相互作用比之槐豆膠則相對較弱。在低離子強度下，與陰離子聚合物和陰離子表面活性劑配合后有增強黏度的協同作用。這些陰離子化合物被吸附在中性聚合物上，并因此而擴大了瓜爾豆膠的分子。這是在所吸附的帶陰離子的功能基團之間發生相互排斥作用的結果。如加入電解質，導入相反的離子從而中和了陰離子電荷，并因而破壞了協同作用。
瓜爾豆膠的應用1、在冷飲如冰淇淋、雪糕、冰霜、冰片中起優良穩定劑作用，防止冰晶產生，起著增稠、乳化作用。如冰淇淋、冰乳、冰果腩、果汁凍、乳酸奶等當中，單獨使用或與其它水溶性膠體，淀粉，CMC，刺槐豆膠和海藻酸鈉等復配使用。可以使凝浮粘連，抑制冰晶生成，保證結構平滑、使成品形成均勻的浮液組織，起增稠、乳化作用，改善口感，同時，在冷凍時保持穩定，還可以防止快速融化，延長保持期。添加量不超過0。2%-0。5%。少量瓜爾豆膠不能明顯地影響這種混合物物在制造時的黏度，但能賦予產品滑溜和糯性的口感。另外一個好處是使產品緩慢熔化，并提高產品抗驟熱的性能。用瓜爾豆膠穩定的冰淇淋可以避免由于冰晶生成而引起顆粒的存在。2、在面制品如面條、掛面、方便面、粉條中起到防止粘結、保水、增加筋力，保持品質的優良作用，而且延長上貨架時間。瓜兒膠是目前上最為廉價而又廣泛應用的親水膠體之一。在掛面生產中，瓜爾豆膠可以說是最理想的粘結劑，制面過程中添加0.2～0.6%瓜爾豆膠，可使面條表面光滑，不易斷，增加面彈性，在面條干燥過程中，防止粘連，減少烘干時間，口感好，制成的面條耐煮，不斷條。在方便面生產中，添加0.3 %～0.5 %瓜爾豆膠，一方面使面團柔韌，切割成面條時不易斷裂，成型時也不易起毛邊；另一方面，在油炸時阻止食油滲入，節省食油，加工后的面爽滑而不油膩，增加面條韌性，水煮不混湯。3、在飲料如花生奶、杏仁奶、核桃奶、粒粒橙、果汁、果茶、各種固體飲料及八寶粥中起到增稠持水和穩定劑作用，并改善口感作用。瓜爾豆膠是通過糖苷鍵結合的膠體多糖，并且無臭無味，能分散在熱水或冷水中形成粘稠液，用于飲料中有增稠和穩定作用，可防止制品分層、沉淀，并使產品富有良好的滑膩口感，添加量為0.05—0.5%4、在乳制品如果奶、酸奶中起到穩定劑作用，并起到增稠、乳化，改善口感的作用。5、在豆制品如豆腐、豆奶中起到穩定作用。6、在肉制品中，如火腿腸、午餐肉、各種肉丸中起到粘結、爽口和增加體積作用。瓜兒豆膠在灌裝肉制品中可以降低肉及其他輔料在烹煮過程中的暴沸，控制液相黏度，并且開罐后內容物易傾倒；在香腸及填陷類肉制品中，加入瓜膠，在制肉糜時可迅速結合游離水分，改善腸衣的充填性，消除烹煮、煙熏和儲藏期間脂肪和游離水的分離與移動，改善冷卻后產品的堅實度。7、調味品在調味汁和色拉調味品中，利用了瓜爾豆膠在低濃度下產生高黏度這一基本性質，使得這些產品的質構和流變等感官品質更加優質。8、罐頭食品這類產品的特征是盡可能不含流動態的水，瓜爾豆膠則可用于稠化產品中的水分，并使肉菜固體部分表面包一層稠厚的肉汁。特殊的、緩慢溶脹的瓜爾豆膠有時還可以用于限制裝罐時的黏度。
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