Page 43 - 《精细化工》2020年 第10期

第 10 期 王善勇，等: 基于天然多糖的绿色表面活性剂 ·1973·

6 总结与展望

近年来，为了减少化石资源的消耗及对环境的
影响，使用天然可再生降解的多糖类表面活性剂来
作为合成类表面活性剂的替代产品，具有较好的经
济和环境效益。多糖来源广泛、性质迥异，可根据
需求选用不同种类的多糖来作为表面活性剂使用，
还可以经过适当的化学手段进行修饰来获得性能更

图 8 AGP 在液-液界面处的聚集行为：蛋白质（橙色） 好的多糖表面活性剂产品。但多糖的化学修饰不可
与油滴之间疏水作用驱动 AGP 油滴表面的吸附和
避免地带来一些环境及生物毒性等问题，尤其是应
聚集（a）；疏水蛋白界面浓度的增加导致二维网络 用在食品行业，需要谨慎对待。例如：烯基琥珀酸
的形成（b） [91]
Fig. 8 AGP aggregation behavior at the oil-water interface: 酐是一种较好的两亲化改性试剂，但其改性产品是
hydrophobic interaction between protein (orange) 否具有完全的生物安全性还有待验证。
and oil droplets drives the adsorption and 采取与其他化合物非共价结合的方式，如静电
aggregation of AGP on the surface of oil droplets
(a); increase in the concentration of hydrophobin 耦合和疏水性缔合，代替通过共价键连接的化学修
interface leading to the formation of a two- 饰手段来改善多糖的两亲性，可以获得两亲性更佳
dimensional network (b) [91]
的多糖分子，并能够扩大改性试剂的选择范围，例
为了进一步提高阿拉伯树胶的表面活性，可以 如：一些安全的蛋白质分子，极大地降低化学试剂
对阿拉伯树胶进行适当的化学改性。SHI 等 [96] 用辛 对多糖生物相容性及安全性的影响。此外，这种非
烯基琥珀酸酐对阿拉伯树胶进行疏水改性。结果表 共价结合还可用于不同种类多糖分子之间，使其表
明，疏水化修饰可以明显增加阿拉伯树胶的分子量， 现出较好的协同作用，制备性能更优异的复合多糖
并且随着取代度的提高，黏度随之提高，较大幅度 表面活性剂。因此，非共价结合是一种具有很大发
提高了阿拉伯树胶的乳化活性和乳化稳定性。 展潜力的多糖表面活性增强手段。
5.3 瓜尔豆胶
参考文献：
瓜尔豆胶是一种天然的中性多糖，主要来自于
[1] XIE J H, JIN M L, MORRIS G A, et al. Advances on bioactive
豆科植物瓜尔豆的种子去皮去胚芽后的胚乳部分， polysaccharides from medicinal plants[J]. Critical Reviews in Food
是一种典型的半乳甘露聚糖。在化学结构上，瓜尔 Science and Nutrition, 2016, 56(S1): 60-84.
豆胶主链是 β-D-吡喃甘露糖基通过 β-1,4-糖苷键连 [2] SALVIA-TRUJILLO L, ROJAS-GRA M A, SOLIVA-FORTUNY R,
et al. Effect of processing parameters on physicochemical
接而成，支链由 α-D-吡喃半乳糖通过 1,6-糖苷键连 characteristics of microfluidized lemongrass essential oil-alginate
接到主链糖基上。此外，瓜尔豆胶是所有天然水溶 nanoemulsions[J]. Food Hydrocolloids, 2013, 30(1): 401-407.
[3] WILLIAMS P, PHILLIPS G. Introduction to food hydrocolloids[M].
性多糖中分子量最高的一种，其平均分子量在 Britian: Elsevier, 2009.
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1×10 ~ 2×10 之间分布 [97] ，因此，在水溶液中具有 [4] FU G Q, HU Y J, BIAN J, et al. Isolation, purification, and potential
较大的黏度，即使是质量分数为 1%的水分散液，其 applications of xylan[M]. Singapore: Springer Singapore, 2019.
[5] USMAN A, KHALID S, USMAN A, et al. Chapter 5-Algal
黏度也可高达 10 Pa·s [98] ，故常被用作工业中的稳定 polysaccharides, novel application, and outlook[M]. Holland:
剂、乳化剂和增稠剂 [99] 。 Elsevier, 2017.
[6] WUSTENBERG T. General overview of food hydrocolloids[M].
羧甲基化等亲水改性可以为瓜尔豆胶分子引入
Germany: Wiley-VCH, 2014.
更多的亲水基团和表面电荷，提高其水结合能力以 [7] SHEVKANI K, SINGH N, BAJAJ R, et al. Wheat starch production,
及通过静电排斥稳定分散体系的能力 [100-101] 。而通 structure, functionality and applications-A review[J]. International
Journal of Food Science & Technology, 2017, 52(1): 38-58.
过疏水链段的引入，瓜尔豆胶可以显著改善砂浆的 [8] ZHOU J (周君), QIAO X Y (乔秀颖), SUN K (孙康). Advance in
流变性能，增加砂浆的剪切稀化性能和稠度系数 [102] 。 the investigations of the preparation and application of Pickering
emulsion[J]. Chemistry (化学通报), 2012, 75(2): 99-105.
除了作为分散剂与稳定剂，长链疏水改性的瓜尔豆
[9] KALASHNIKOVA I, BIZOT H, CATHALA B, et al. Modulation of
胶还可以用于油水乳化和颗粒分散。此外，长链疏 cellulose nanocrystals amphiphilic properties to stabilize oil/water
水基团的引入可以降低瓜尔豆胶分子的结晶度，提 interface[J]. Biomacromolecules, 2012, 13(1): 267-275.
[10] LI X, LI J, GONG J, et al. Cellulose nanocrystals (CNCs) with
高瓜尔豆胶分子的水分散能力 [103-104] 。尤其是烯基 different crystalline allomorph for oil in water Pickering
琥珀酸酐改性的瓜尔豆胶，具有优异的两亲性、热 emulsions[J]. Carbohydrate Polymers, 2018, 183: 303-310.
[11] BRINATTI C, HUANG J, BERRY R M, et al. Structural and
稳定性和增稠特性，是一种潜在的阿拉伯树胶替代
energetic studies on the interaction of cationic surfactants and
产品 [105] 。 cellulose nanocrystals[J]. Langmuir, 2016, 32(3): 689-698.