在我國西北部寧夏、甘肅、陜西、新疆、內(nèi)蒙古等省區(qū)的騰格里沙漠、毛烏素沙漠、巴丹吉林沙漠地區(qū)以及青海省等地生長著一種良好的固沙野生植物沙蒿。沙蒿是菊科蒿屬多年生半灌木狀植物，天然生長在沙漠地區(qū)，其種籽在我國古代農(nóng)牧民就有食用習(xí)慣，現(xiàn)在西北地區(qū)的農(nóng)民仍用其作為食品添加劑制做蒿子面條。土豆粉條生產(chǎn)時亦添加蒿子粉增加韌性，防止斷條。華東理工大學(xué)食品添加劑和配料研究組認為,沙嵩籽膠（Sa-son seed gum）在食品工業(yè)中可以作為面團調(diào)節(jié)劑（加0.2%的沙蒿籽膠，面團拉伸強度能提高1～２倍）、保水劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、成膜劑和膠凝劑等添加劑使用。

（一）沙蒿籽膠的特性

白沙蒿籽粒與其它油料作物種子一樣，似芝麻而比芝麻小，咖啡色，可分為皮層、胚乳、胚芽。沙蒿籽含脂肪20％以上，蛋白質(zhì)20％～28％。在表皮被覆一層白色蠟狀膠質(zhì)(約占種籽重量的20％左右)，稱為沙蒿膠，兩端結(jié)膠較多，膠體易碎，遇水溶脹性極好，表皮為棕黃色，有一定韌性，手搓后膠體成片狀脫落。在80倍顯微鏡下可見明顯的纖維組織，胚乳顯黃色、粉質(zhì)，約占籽膠重量的60％左右，胚乳中含有一定的脂肪、淀粉和營養(yǎng)物質(zhì)，散落性較面粉差，胚芽含有籽粒大部分脂肪。吸水后種子體積能膨脹十幾倍，具有很強粘著力。

沙嵩籽膠不溶于水，但可均勻分散于水，吸水數(shù)十倍后溶脹成蛋清樣膠體。沙蒿膠具有特別的化學(xué)穩(wěn)定性，不同于一般膠體，在常溫下幾乎不溶于一船溶劑，也不溶于熱的稀酸或稀堿中，在水中呈有限吸水溶脹狀態(tài)，在二甲亞砜中亦呈有限溶脹現(xiàn)象，在65％高氯酸和72％硫酸中可以熔化。沙蒿膠是一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多糖物質(zhì)，經(jīng)乙酸水解紙層析譜進行化學(xué)成分鑒定，沙蒿膠質(zhì)為含有D-葡萄糖，D-甘露糖，D-半乳糖，L-阿拉伯糖及木糖組成的一種具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多糖物質(zhì)。但對于其具體結(jié)構(gòu)組成和連接方式國內(nèi)外還未見有報道。

沙蒿膠為一復(fù)雜的多種膠質(zhì)混合物，實驗發(fā)現(xiàn)應(yīng)用纖維素酶和果膠酶催化水解可明顯降低膠液表觀粘度，而以果膠酶對表現(xiàn)粘度降低更大，預(yù)示著果膠質(zhì)和纖維素是沙篙膠重要的組成成分。由于對沙蒿膠的化學(xué)組成研究資料還十分缺乏，所以進一步研究沙蒿膠質(zhì)結(jié)構(gòu)，探討結(jié)構(gòu)與流變學(xué)特性的關(guān)系等問題還有待深入研究。

1.高粘度 經(jīng)分離提取的膠質(zhì)相當粘稠，1%膠液的粘度可達900Pa.s，約為相同濃度明膠溶液的1800倍，是海藻酸鈉溶液的12倍。沙蒿籽膠經(jīng)過處理可均勻分散于水、明膠和海藻酸鈉溶液中，在改良劑的作用下具有膠凝性及熱凝集性。沙蒿膠液為非牛頓流體，表現(xiàn)出假塑性流體的特征，這與食品工業(yè)中常見的高分子溶液和懸濁液表現(xiàn)出一定的相似性，但是有時則為觸變性假塑性流體。沙篙膠不同濃度流變學(xué)行為顯示出其復(fù)雜的流變學(xué)特點。沙蒿膠的觸變稀化和剪切稀化的現(xiàn)象對食品加工過程有重要影響。在物料體系中通過添加沙蒿膠，改善其流變性能，適宜于高剪切速率下加工，可以改進物料輸送和灌注工藝，使能量消耗減少，易于加工成型。

沙蒿膠的流變學(xué)測量值的重復(fù)性較差。實驗中在嚴格條件，精確時間，多次重復(fù)求平均值而達到相對準確。實驗中發(fā)現(xiàn)，若將沙蒿膠用水溶脹低速度攪拌后測定，測量值相差較大，且出現(xiàn)十分嚴重的“爬桿”現(xiàn)象(weissenberg效應(yīng))，此時該流體表現(xiàn)出粘彈性流體的特征。所以實驗中通過高速攪拌使沙蒿膠充分分散均勻，靜置后再測定，測量值的重復(fù)性明顯提高。這是沙蒿膠流變學(xué)測量研究中應(yīng)充分注意的問題。這顯示了沙蒿膠結(jié)構(gòu)和流變學(xué)復(fù)雜性的另一方面。

沙蒿膠的流變學(xué)特性顯著地受濃度影響。表觀粘度隨膠濃度增大而顯著增加，并且濃度不同流體類型特征表現(xiàn)不同，在低濃度(如0.5％時)為與時間無關(guān)的假塑性流體，而在1％～1.75％的高濃度時則為與時間相關(guān)的假塑性流體。

從食品工業(yè)應(yīng)用目的出發(fā)，分析pH、溫度和重復(fù)剪切時對其表觀粘度的影響，可以發(fā)現(xiàn)沙蒿膠表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。PH變化，對表觀粘度值影響很小，顯示出其潛在的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛。在低酸性(pH3.5)和堿性體系中表現(xiàn)穩(wěn)定，而不像瓊脂、果膠、CMC、海藻酸鈉等大分子膠體在這樣的pH范圍都存在著局限性。較好的熱穩(wěn)定性，預(yù)示著干燥制備沙蒿膠工藝的可行性，在焙烤食品、高溫殺菌食品中具有更大的工藝適應(yīng)性。沙蒿籽膠與瓊脂、CMC、海藻酸鈉等常用食品增稠劑復(fù)合時表現(xiàn)出與其很好的互溶性，但無明顯的增效及減效效應(yīng)。

2.高保水性 沙蒿籽含有的這種特異的蠟狀膠質(zhì)，其吸水能力極強，可達沙蒿籽自身體積的數(shù)十倍。沙蒿籽膠吸水溶脹后形成蛋清樣膠體，在蠟狀膠質(zhì)內(nèi)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)包圍著許多水，且不易流散，起到了很好的保水性能。經(jīng)試驗表明，l%沙蒿籽膠液24小別內(nèi)的保水性能優(yōu)于全雞蛋液。

3.非水溶性 沙蒿籽膠不溶于水的這一特性應(yīng)用在掛面生產(chǎn)上取得了滿意的效果；它可提高小麥粉品質(zhì)，改良劣質(zhì)小麥粉，解決發(fā)芽小麥的發(fā)粘問題，改善掛面的烹調(diào)性能，使煮后的面條不發(fā)粘，不混湯，富咀嚼感。

4.分散性 液狀沙蒿籽膠經(jīng)濃縮干燥后所制成的粉末膠被水稀釋溶脹后具有成膠的可逆性，而且分散性好，用一般非高壓均質(zhì)設(shè)備便可達到滿意的分散效果，形成非常均勻的液狀膠體。

5.成膜性能 液狀沙蒿籽膠的成膜性能十分穩(wěn)定而且粘著力強，剝離后的膠膜具有一定的彈性和韌性，其彈韌性與成膜的厚度呈負相關(guān)。

6.無毒性 根據(jù)我國“食品衛(wèi)生法”的有關(guān)規(guī)定對沙蒿籽按新的食物資源進行毒理試驗，結(jié)果如下：

（1）急毒性試驗雌雄兩性小白鼠的LD50均大于10g/kg體重，屬實際無毒。

（2）微核試驗 以0.5，2.0，5.0g／kg體重劑量，雌雄兩性小白鼠骨髓細胞微核千分率及骨儲細胞成份與對照組比，無明顯差別，為陰性。

（3）精子畸變試驗：以0.5，2.0，5.0g／kg體重劑量，小白鼠精子畸變率與對照組比，未見增高，結(jié)果為陰性。

（4） Ames試驗 白沙蒿籽以50，500，5000微克／公斤體重，四對鼠傷寒沙門氏菌均無誘變性，結(jié)果為陰性。

以上毒理試驗證實了沙蒿籽無毒性。沙蒿籽膠是由沙蒿籽經(jīng)物理方法取得的膠體，未加任何添加劑，因此，也無毒性。

(二)沙蒿籽膠的提取工藝流程

我國民間自古有利用沙蒿籽的歷史，一是作為雜糧及谷物類面粉的筋力增強劑，增加延展性；二是作為一重要的油料植物，榨油食用。將籽粒直接粉碎作為食品加工輔料應(yīng)用，由于其脂肪含量高易氧化變質(zhì)、色澤不好、存在蒿臭味，使其應(yīng)用受到限制。

實驗室制取沙蒿籽膠可采用的工藝流程：水浸提→攪拌→離心分離→酒精沉淀分離→常溫減壓干燥→白色紙漿狀膠質(zhì)→沙蒿膠。得率約為種子重的20％。原料經(jīng)過篩分、精選除雜、漂洗或酒精淋洗、浸漬、攪拌、離心分離出膠液與料渣。膠液經(jīng)改良劑調(diào)理并濃縮后，制得灰白色液狀沙蒿膠；繼續(xù)濃縮干燥，制得粉狀沙蒿膠；脫膠后的料渣經(jīng)甩干、干燥、研磨及脫脂，還能制得副產(chǎn)品沙蒿油、沙蒿蛋白粉和沙蒿粗粉等副產(chǎn)品。

在工業(yè)上綜合利用制取沙蒿膠可分為兩種方案。方案一：沙蒿籽破碎后直接脫脂，脫脂粉經(jīng)粉碎過篩制取混合膠質(zhì)，稱為干法工藝，該制膠工藝簡單、設(shè)備投資少，混合膠得率高(約70％)、成本低。但混合膠只能在一般的對色澤要求不高的領(lǐng)域應(yīng)用，如作為雜糧食品、面條制品增強筋力和延展性能的添加劑，其它如石油鉆井、化工等工業(yè)領(lǐng)域；方案二：沙蒿籽用水浸泡使膠質(zhì)溶脹，然后機械打漿使膠質(zhì)與種子分離，再濃縮干燥制膠，稱為濕法工藝。該制膠工藝操作步驟多、設(shè)備投資大、能耗高，分離膠得率低(約17％)，膠質(zhì)成本較高，但分離膠雜質(zhì)少、膠的質(zhì)量優(yōu)良、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。分離膠的商品價格高于混合膠，但對兩種工藝的選擇，應(yīng)由沙蒿膠產(chǎn)品的市場和生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效應(yīng)來決定。

1.混和膠質(zhì)制備 精選沙蒿籽經(jīng)粗粉碎、用溶劑法提取脂肪，除去溶劑后再將其充分粉碎過150目篩，得到混合膠質(zhì)，其得率為原沙蒿籽(未脫脂)的70％左右，混合膠質(zhì)外觀為灰白色粉末。混合膠質(zhì)生產(chǎn)工藝簡單、得率高，它不同于直接粉碎應(yīng)用的沙蒿籽粉，前者由于充分萃取脂肪，使得混合膠質(zhì)的脂肪含量低(小于0.5％)，去除了大量脂溶性色素和沙蒿特有蒿臭味，且脫脂沙蒿粉粉碎工藝性能好。而不脫脂沙蒿籽直接粉碎則由于脂肪含量高，粉碎不徹底，色素和蒿臭味明顯，脂肪氧化變質(zhì)使其貯藏性能差，在食品中應(yīng)用會有局限性。

2.溶脹機械分離法制取膠質(zhì) 沙蒿籽經(jīng)溶脹機械分離法制取的膠質(zhì)稱為分離膠：沙蒿籽篩分去雜，加50倍水充分溶脹(約5min)。用組織搗碎機高速攪拌1min，使膠質(zhì)和種子剝離，4000r／min離心沉淀種子，再將膠液在70℃以下護色干燥，粉碎過篩即得分離膠質(zhì)。經(jīng)多次平行實驗分離膠的平均得率為17.0％(占沙蒿籽干重)。實驗中分離膠液采用鼓風(fēng)干燥箱淺盤干燥，70℃、4～6h，為防止褐變，膠液中添加0.2％的亞硫酸鈉，粉碎后得到淡黃色粉末。由于沙蒿膠液的高粘度，工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)中宜采用滾筒干燥工藝，若能采取真空干燥更好。

上述兩種沙蒿籽膠在水中的分散性能差別不大，混合膠質(zhì)在常溫水中分散需更強力攪拌，分散后的膠液的粘度都很大，在25～85℃溫度范圍內(nèi)表觀粘度無明顯變化，表明沙蒿膠在加工中對溫度的工藝適應(yīng)性好。兩種膠液在不同的PH值下，其粘度基本無變化，膠液的色澤卻表現(xiàn)出很大的不同，分離膠在pH3～12范圍內(nèi)保持乳白色不變，而混合膠則在不同的pH值下色澤發(fā)生明顯變化，酸性時為灰白色、中性為土黃色、堿性則變?yōu)榫G色，且隨PH增大綠色加深，表明混合膠中含有葉綠素，其在堿性范圍呈綠色，而在酸性范圍則葉綠素變?yōu)槿ユV葉綠素而呈土灰色。

另外，據(jù)張文奇申請的“一種面食的改良劑”專利(公開號CN1110515A)報道了沙蒿籽膠的工藝流程:沙蒿籽→風(fēng)選除雜→過篩去石→自來水沖洗→過濾去水→60℃烘干→80～95℃榨油去脂→乙醇脫色→60℃烘干后粉碎→輥磨過90～110目篩→沙籬粉+海藻酸鈉+面粉(比例42～48：4～8：48～52)混勻得面食改良劑。可顯著提高和改善粉狀糧食的筋力及品質(zhì)，粘彈性穩(wěn)定持久，耐蒸、炸、煮、烙、烤等高溫加工，尤可防止掛面、方便面回生老化。

 ——摘自《功能性食品膠》，化工出版社