صمغ عربی
صمغ عربی از 4000 سال پیش استفاده می‌شود و رایج‌ترین و شناخته شده‌ترین آدامس طبیعی است. حدود 500 گونه اقاقیا وجود دارد، اما تنها تعداد کمی از آنها از نظر تجاری مهم هستند. عمده صمغ موجود از سودان می‌آید. با این حال، صمغ سنگالی و نیجریه اخیراً فراوان شده است. صمغ عربی، صمغ طبیعی تراوش شده توسط گونه‌های مختلف اقاقیا است؛ که منبع اصلی صمغ عربی تجاری Acacia Senegal و Acacia seyal است. صمغ عربی توسط مصریان باستان به عنوان چسب هنگام پیچیدن مومیایی‌ها و در رنگ‌های معدنی برای ساخت هیروگلیف از هزاره دوم قبل از میلاد استفاده می‌شد. در عصر حاضر، صمغ عربی در صنایع غذایی، داروسازی و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می‌شود.
خواص کارکردی صمغ عربی
صمغ عربی، با دلیل وجود تعداد زیادی گروه کربوکسیل بر روی واحدهای اسید اورونیک آن، پلی ساکاریدی با بار منفی است. با توجه به این ویژگی‌ها، صمغ عربی یک گلیکوپروتئین طبیعی با خواص امولسیون کنندگی عالی در نظر گرفته می‌شود. در ادامه به شکل موردی به خواص کارکردی صمغ عربی اشاره شده است:
- حلالیت
صمغ عربی در بین هیدروکلوئیدهای طبیعی منحصر به فرد است؛ زیرا در آب سرد و گرم به راحتی حل می‌شود. اکثر صمغ‌ها را نمی وان با غلظت بالاتر از 5 درصد در آب حل کرد، اما صمغ عربی می‌تواند محلول‌هایی تا غلظت 50 درصد تولید کند. توانایی صمغ عربی برای تشکیل این محلول های غلیظ بدون افزایش بیش از حد ویسکوزیته به دلیل درجه بالای انشعاب در ساختار صمغ است. در واقع، دلیل حلالیت بالای صمغ عربی، ساختار مولکولی بسیار منشعب آن است.
- امولسیون کنندگی
صمغ عربی یک عامل امولسیفایر و استابلایزر بسیار موثر است و در تهیه امولسیون‌های روغن در آب کاربرد گسترده‌ای دارد. بخش پروتئینی صمغ عربی همچنین با خواص امولسیون کنندگی و کف کنندگی مرتبط است. این بخش‌های پروتئینی می‌توانند از طریق فعل و انفعالات آبگریز و هیدروژنی به سطح روغن بچسبند. صمغ عربی با پروتئین‌ها تعامل می‌کند تا کمپلکس را از طریق برهمکنش الکترواستاتیکی تشکیل دهد، بنابراین جذب پروتئین‌ها را در سطح مشترک افزایش می‌دهد. در طول جذب آهسته پروتئین‌ها در سطح مشترک، صمغ عربی به عنوان یک پروموتر عمل می‌کند و اجازه می‌دهد پروتئین بیشتری در سطح مشترک روغن و آب جذب شود. در حالی که بلوک‌های کربوهیدراتی از لخته شدن و ادغام قطرات روغن از طریق دافعه‌های الکترواستاتیکی جلوگیری می‌کنند.
- ویسکوزیته پایین
بیشتر صمغ‌ها در غلظت کم (5-1 درصد) محلول‌های بسیار چسبناک تشکیل می‌دهند. با این حال، در غلظت‌های نسبتاً کم صمغ عربی، محلول‌هایی به دست می‌آید که اساساً رفتار نیوتنی دارند و در مقایسه با سایر پلی‌ساکاریدها با جرم مولکولی مشابه، ویسکوزیته بسیار پایینی دارند.
ترکیبات تشکیل دهنده صمغ عربی
صمغ عربی به طور کلی مخلوطی از نمک‌ها، پروتئین و قندها است. ترکیب اصلی صمغ عربی آرابینوگالاکتان است، یک بیوپلیمر متشکل از مونوساکاریدهای آرابینوز و گالاکتوز. در ذیل به درصد ترکیبات تشکیل دهنده صمغ عربی اشاره شده است:
- گالاکتوز: 39 تا 42 درصد
- آرابینوز: 24 تا 27 درصد
- اسید گلوکورونیک: 15 تا16 درصد
- رامنوز: 12 تا 16 درصد
- پروتئین: 1.5 تا 2.6 درصد
- نمک‌های کلسیم، منیزیم و پتاسیم
خواص فیزیکوشیمیایی صمغ عربی
- پلی ساکاریدی با زنجیره شاخه‌دار، پیچیده و طبیعی
- هیدروکلوئید بی بو، بی رنگ و بی مزه
- ساختار بسیار منشعب و وزن مولکولی کم
- محلول در آب سرد
- نامحلول در روغن‌ها و در اکثر حلال‌های آلی
- ویسکوزیته بسیار پایین
- پایدار در شرایط اسیدی
کاربردهای صمغ عربی
در صنایع غذایی از صمغ عربی به عنوان تثبیت کننده، امولسیفایر و غلیظ کننده استفاده می‌شود. صمغ عربی به دلیل ویسکوزیته کم در محلول، عدم سمیت، پایداری pH، نگهداری زیاد ترکیبات فرار و توانایی تثبیت امولسیون‌ها به طور گسترده در صنایع غذایی و دارویی برای امولسیون سازی، کنترل بافت و کپسوله کردن طعم استفاده می‌شود. در ادامه به برخی کاربردهای صمغ عربی اشاره شده است:
- کپسوله سازی
صمغ عربی برای کپسوله کردن ترکیبات آبگریز بسیار مفید است. به طور کلی، آن را به عنوان یک پلیمر زیستی قابل دوام برای کپسوله‌سازی، در نظر می‌گیرند. از آنجایی که صمغ عربی محافظت نسبی در برابر اکسیژن نشان می‌دهد، می تواند به عنوان یک ماده نیمه تراوا برای کپسولاسیون عمل کند؛البته برای دستیابی به خواص بهتر با سایر پلیمرها ترکیب می‌شود. به عنوان مثال، مالتودکسترین و صمغ عربی به عنوان مواد کپسوله‌کننده برای ریزپوشانی سلول‌های پروبیوتیک استفاده می‌شوند. صمغ عربی نسبت به مالتودکسترین و نشاسته اصلاح‌شده برای کپسوله‌سازی اولئورزین‌ها، گزینه بهتری است. در واقع، صمغ عربی بهترین عامل کپسوله‌کننده از نظر پایداری اسید اسکوربیک میکرو کپسوله شده است.
- اسانس و نوشابه
به طور گسترده به عنوان یک امولسیفایر در تولید اسانس‌های غلیظ مرکبات و طعم کولا برای نوشابه‌ها استفاده می‌شود.
- آبنبات
صمغ عربی به طور گسترده در صنعت آبنبات استفاده می‌شود. این صمغ برای امولسیون کردن چربی‌ها و تاخیر در کریستالیزاسیون قند کاربرد دارد. در آبنبات‌ها و پاستیل‌ها، جایی که محتوای قند زیاد و رطوبت نسبتاً کم است، از تبلور قند جلوگیری می‌کند و چربی‌ها را به طور یکنواخت در سراسر محصول پخش می‌کند. به علاوه، صمغ عربی از نشت چربی‌ها به سطح و تشکیل یک لایه چرب و قابل اکسید شدن جلوگیری می‌کند. هر چه درصد صمغ عربی بیشتر باشد، آب نبات نرم‌تر و قابل جویدن‌تر خواهد شد.
- محصولات پخت و نان
صمغ عربی که یک لعاب عالی برای مارزیپان و نان است و همچنین به عنوان یک پوشش محافظ در محصولات شیرینی‌پزی عمل می‌کند. این صمغ، خواص پخت چاودار و آرد گندم را بهبود می‌بخشد. صمغ عربی با نرم‌تر کردن نان، ماندگاری آن را افزایش می‌دهد.
کاربردهای صمغ عربی در صنایع دارویی
صمغ عربی به طور گسترده‌ای به عنوان یک ماده کمکی (معمولاً به شکل هیدروژل، فیلم، کواسروات و میکروذرات) در فرمولاسیون‌های دارورسانی استفاده می‌شود.
بازار جهانی صمغ عربی
ارزش بازار صمغ عربی در سال 2023 به 985.36 میلیون دلار رسید. پیش‌بینی می‌شود ارزش صنعت صمغ عربی به بیش از 1.9 میلیارد دلار تا سال 2032 برسد. فهرست زیر در بردارنده نام‌های بزرگ‌ترین و شناخته شده‌ترین تولید کنندگان صمغ عربی در دنیا است:
- Ingredion (United States)
- Archer Daniels Midland Company (United States)
- Ashland Inc (United States)
- Hawkins Watts (Australia)
- Nexira (Switzerland)
- Gum Arabic Company (Nigeria)
- Kerry Group (Ireland)
- TIC Gums (United States)
- Agrigum International Limited (England)
- Farbest Brands (United States)
- Hawkins Watts Limited (New Zealand)
- Alland & Robert SE (Germany)
