Guaran olarak da adlandırılan GUAR GUM, gıda, yem ve endüstriyel uygulamalarda yararlı koyulaştırıcı ve dengeleyici özelliklere sahip olan, guar fasulyesinden ekstrakte edilen bir galaktomannan polisakarittir.

Guar GUM, yüzyıllardır özellikle Hindistan ve Pakistan'da yetişen ve uzun süredir insanlar ve hayvanlar için gıda olarak kullanılan en önemli mahsul olan baklagil bir bitki olan Cyamopsis tetragonolobus'un endosperm kısmının öğütülmesiyle elde edilen jel oluşturucu bir galaktomannandır.

 

GuarGUM, salkım fasulyesinin endosperminden işlenen yeni bir agrokimyasaldır.

GUAR GUM, gıda, ilaç, kağıt, tekstil, patlayıcı, petrol kuyusu sondajı ve kozmetik endüstrisinde katkı maddesi olarak toz formda kullanılmaktadır. Guar zamkının endüstriyel uygulamaları, su molekülü ile hidrojen bağı oluşturabilmesi nedeniyle mümkündür.

GUAR GUM koyulaştırıcı ve dengeleyici olarak kullanılır.

 

GUAR GUM, GUAR SAKIZI OLARAK DA ADLANDIRILIR. 

CAS Numarası: 9000-30-0

E numarası: E412

AT / Liste no.: 232-536-8

EŞ ANLAMLI:

IUPAC isimleri

(2S,5'R)-7-kloro-3',4,6-trimetoksi-5'-metilspiro[1-benzofuran-2,4'-sikloheks-2-en]-1',3-dion

Cyamopsis sakızı; Siyanopsis tetragonoloba

disodyum;[[[5-(6-aminopurin-9-il)-3-hidroksioksolan-2-il]metoksi-hidroksifosforil]oksi-oksidofosforil] hidrojen fosfat

galaktomannan polisakkarit

GUAR SAKIZI

Guar Hidroksipropil Trimonium Klorür

Fasulye, guar sakızı unu ve galaktomannan fraksiyonu için bilimsel literatürde kullanılan yaygın isimler sırasıyla Hint salkımına fasulyesi, guar ve guaran'dır.

GUAR GUM üretimi ve ticareti

Guar fasulyesi esas olarak Hindistan, Pakistan, Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya ve Afrika'da yetiştirilmektedir.

Hindistan, dünya üretiminin yaklaşık %80'ini oluşturan en büyük üreticidir.

Hindistan'da Rajasthan, Gujarat ve Haryana ana üretim bölgeleridir.

GUAR GUM'un Özellikleri

Kimyasal bileşim

Kimyasal olarak guar sakızı, galaktoz ve mannoz şekerlerinden oluşan bir ekzo-polisakkarittir.

Omurga, kısa yan dallar oluşturan her ikinci mannozda galaktoz kalıntılarının 1,6-bağlı olduğu β 1,4-bağlı mannoz kalıntılarının lineer bir zinciridir.

Guar sakızı, beş dakika boyunca 80 °C (176 °F) sıcaklığa dayanma özelliğine sahiptir.

Çözünürlük ve viskozite

Guar sakızı, ekstra galaktoz dallanma noktaları nedeniyle keçiboynuzu sakızından daha fazla çözünür. Keçiboynuzu sakızından farklı olarak, kendi kendine jelleşmez.

Boraks veya kalsiyum, guar sakızını çapraz bağlayarak jelleşmesine neden olabilir.

Suda iyonik olmayan ve hidrokolloidaldir.

İyonik güçten veya pH'tan etkilenmez, ancak aşırı pH ve sıcaklıkta (örn. 50 °C'de pH 3) bozunur.

5-7 pH aralığında çözelti içinde stabil kalır.

Güçlü asitler hidrolize ve viskozite kaybına neden olur ve güçlü konsantrasyondaki alkaliler de viskoziteyi düşürme eğilimindedir.

Çoğu hidrokarbon çözücüde çözünmez.

Ulaşılan viskozite, kullanılan toz sakızın süresine, sıcaklığına, konsantrasyonuna, pH'ına, ajitasyon hızına ve parçacık boyutuna bağlıdır.

Sıcaklık ne kadar düşük olursa, viskozitenin artma hızı o kadar düşük olur ve nihai viskozite o kadar düşük olur. 80°'nin üzerinde, nihai viskozite biraz azalır.

Daha ince guar tozları, daha büyük parçacık boyutuna sahip kaba toz halindeki sakızdan daha hızlı şişer.[kaynak belirtilmeli][10]

Guar sakızı, akış eğrisi üzerinde net bir düşük kesme platosu gösterir ve kuvvetli bir şekilde kesmeyle incelir.

Guar sakızının reolojisi rastgele bir sarmal polimer için tipiktir.

Ksantan sakızı gibi daha sert polimer zincirlerinde görülen çok yüksek düşük kesme plato viskozitelerini göstermez.

%1 konsantrasyonun üzerinde çok tiksotropiktir, ancak %0,3'ün altında tiksotropi hafiftir.

Guar sakızı, ksantan sakızı ile viskozite sinerjisi gösterir. Guar sakızı ve misel kazein karışımları, iki fazlı bir sistem oluşursa hafifçe tiksotropik olabilir.

kalınlaşma

Guar sakızının bir kullanımı, insanlar ve hayvanlar için gıdalarda ve ilaçlarda koyulaştırıcı bir maddedir.

Guar sakızı aynı zamanda ekonomiktir, çünkü diğer maddelere (örneğin mısır nişastası) göre neredeyse sekiz kat daha fazla su kalınlaştırma kabiliyetine sahiptir ve yeterli viskoziteyi üretmek için sadece küçük bir miktara ihtiyaç vardır.

Bor ile çapraz bağlandığında kırılabilir jeller oluşturur.

Hidrolik kırılma için çeşitli çok fazlı formülasyonlarda, bazılarında yağ damlacıklarının birleşmesini önlemeye yardımcı olduğu için bir emülgatör olarak ve diğerlerinde katı parçacıkların çökmesini ve/veya ayrılmasını önlemeye yardımcı olan bir stabilizatör olarak kullanılır.

Fracking, kum yüklü sıvıların yüksek basınç ve akış hızında bir petrol veya doğal gaz rezervuarına pompalanmasını içerir. Bu, rezervuar kayasını çatlatır ve ardından çatlakları açar.

Tek başına su, propant kumunu taşımada etkili olamayacak kadar incedir, bu nedenle guar zamkı, bulamaç karışımını kalınlaştırmak ve propant taşıma yeteneğini geliştirmek için eklenen bileşenlerden biridir.

Önemli olan birkaç özellik vardır:

1. Tiksotropik: sıvı tiksotropik olmalıdır, yani birkaç saat içinde jelleşmelidir.

2. Jelleştirme ve jel giderme: İstenen viskozite birkaç saat içinde değişir.

Fracking bulamacı karıştırıldığında, pompalamayı kolaylaştıracak kadar ince olması gerekir.

Daha sonra borudan aşağı akarken sıvının propantı desteklemek ve çatlakların derinliklerine akıtmak için jelleşmesi gerekir.

Bu işlemden sonra, kırılma sıvısının geri kazanılması ancak propantın geride bırakılması mümkün olacak şekilde jelin parçalanması gerekir.

Bu, jel çapraz bağlanmasını öngörülebilir bir oranda üreten ve sonra kıran bir kimyasal işlem gerektirir.

Buz kristali büyümesi

Guar sakızı, katı/sıvı arayüzü boyunca kütle transferini yavaşlatarak buz kristali büyümesini geciktirir.

Donma-çözülme döngüleri sırasında iyi stabilite gösterir. Bu nedenle yumurtasız dondurmada kullanılır.

Guar sakızı, keçiboynuzu sakızı ve sodyum aljinat ile sinerjistik etkilere sahiptir.

Ksantan ile sinerjik olabilir: Ksantan sakızı ile birlikte çorba gibi net sonuç gerektirmeyen uygulamalarda kullanılan daha kalın bir ürün (%0,5 guar sakızı / %0,35 ksantan sakızı) üretir.

Guar sakızı bir hidrokolloiddir, bu nedenle jel oluşturmadan kalın macunlar yapmak ve bir sos veya emülsiyonda suyu bağlı tutmak için kullanışlıdır.

Guar sakızı, soğuk ve sıcak sıvıları kalınlaştırmak, sıcak jeller, hafif köpükler yapmak ve emülsiyon stabilizatörü olarak kullanılabilir.

Guar sakızı süzme peynirler, lorlar, yoğurtlar, soslar, çorbalar ve donmuş tatlılar için kullanılabilir.

Guar sakızı ayrıca kuru ağırlık bazında %80 çözünür diyet lifi içeren iyi bir lif kaynağıdır.

Üretim süreci

Nihai ürünün ihtiyacına göre çeşitli işleme teknikleri kullanılmaktadır.

Guar zamkının ticari üretimi normalde kavurma, diferansiyel aşındırma, eleme ve cilalama kullanır. Gıdaya uygun guar sakızı aşamalı olarak üretilir. Guar split seçimi bu süreçte önemlidir.

Parça, temizlemek için elenir ve ardından çift konili bir karıştırıcıda önceden hidratlanması için ıslatılır.

Ön hidratlama aşaması son ürünün hidrasyon oranını belirlediği için çok önemlidir.

Oldukça yüksek nem içeriğine sahip olan ıslatılmış yarıklar, bir pul puldan geçirilir.

Pul pul dökülen guar yarma öğütülür ve ardından kurutulur. Toz, gerekli parçacık boyutunu sağlamak için döner eleklerden elenir.

Büyük boyutlu parçacıklar, viskozite gereksinimine göre ya ana ultra inceliğe geri dönüştürülür ya da ayrı bir yeniden öğütme tesisinde yeniden öğütülür.

Bu aşama, öğütücüdeki yükün azaltılmasına yardımcı olur. Islatılmış yarıkları öğütmek zordur.

Bunların doğrudan öğütülmesi, ürünün hidrasyonunu azalttığı için işlemde istenmeyen bir durum olan öğütücüde daha fazla ısı üretir.

Isıtma, öğütme ve cilalama işlemi ile kabuk, endosperm yarılarından ayrılır ve rafine edilmiş guar ayrımı elde edilir.

Daha fazla öğütme işlemiyle, rafine edilmiş guar yarma daha sonra işlenir ve toz haline dönüştürülür.

Bölünmüş üretim süreci, uluslararası pazarda sığır yemi olarak yaygın şekilde satılan "guar unu" adı verilen kabuk ve tohum verir.

Protein açısından yüksektir ve tohumda yaklaşık %50 ve kabuklarda yaklaşık %25 olmak üzere yağ ve albüminoidler içerir.

Gıda sınıfı guar sakızı tozunun kalitesi, partikül boyutu, hidrasyon oranı ve mikrobiyal içeriği ile tanımlanır.

Üreticiler, partikül boyutuna, belirli bir konsantrasyonla üretilen viskoziteye ve bu viskozitenin gelişme hızına göre guar sakızının farklı derecelerini ve kalitelerini tanımlar.

Kaba gözenekli guar sakızları, her zaman olmamakla birlikte tipik olarak viskoziteyi daha yavaş geliştirir.

Oldukça yüksek bir viskozite elde edebilirler, ancak elde etmeleri daha uzun sürer.

Öte yandan, tüm koşullar eşit olduğunda ince ağdan daha iyi dağılırlar.

GUAR GUM'un endüstriyel uygulamaları

Tekstil endüstrisi – boyutlandırma, bitirme ve baskı

Kağıt endüstrisi – geliştirilmiş tabaka oluşumu, katlama ve baskı için daha yoğun yüzey

Patlayıcı endüstrisi - amonyum nitrat, nitrogliserin vb. ile karıştırılmış su yalıtım maddesi olarak.

İlaç endüstrisi - tabletlerde bağlayıcı veya parçalayıcı olarak; bazı kütle oluşturucu laksatiflerin ana maddesi

Kozmetik ve banyo malzemeleri endüstrileri - diş macunlarında koyulaştırıcı, şampuanlarda saç kremi (genellikle kimyasal olarak değiştirilmiş bir versiyonda)

Hidrolik kırma – Şeyl yağı ve gaz çıkarma endüstrileri, Hindistan ve Pakistan'dan üretilen guar sakızının yaklaşık %90'ını tüketir.[17]

Çatlatma sıvıları normalde iki ana amaca hizmet eden birçok katkı maddesinden oluşur; birincisi, kırılma oluşumunu ve propant taşıma kapasitesini arttırmak ve ikincisi, oluşum hasarını en aza indirmektir.

Polimerler ve çapraz bağlama maddeleri gibi viskozite arttırıcılar, sıcaklık stabilizatörleri, pH kontrol maddeleri ve sıvı kaybı kontrol malzemeleri, kırılma oluşumuna yardımcı olan katkı maddeleri arasındadır.

Oluşum hasarı, kırıcılar, biyositler ve yüzey aktif maddeler dahil edilerek en aza indirilir.

Daha uygun jelleştirici maddeler, guar sakızı, selüloz ve bunların türevleri gibi doğrusal polisakaritlerdir.

Guar sakızları, geliştirilmiş yağ geri kazanımı (EOR) için koyulaştırıcılar olarak tercih edilir.

Guar sakızı ve türevleri, jelleşmiş kırılma sıvılarının çoğunu oluşturur.

Guar diğer zamklara göre suda daha fazla çözünür ve daha fazla galaktoz dallanma noktasına sahip olduğu için daha iyi bir emülgatördür.

Guar sakızı, yüksek düşük kesme viskozitesi gösterir, ancak kuvvetli bir şekilde kesmeyle incelir.

Non-iyonik olduğundan, iyonik güçten veya pH'tan etkilenmez, ancak orta sıcaklıkta (50 °C'de pH 3) düşük pH'ta bozunur.

Guar türevleri, yüksek sıcaklık ve pH ortamlarında kararlılık gösterir.

Guar kullanımı, kırılma sıvısının propantı taşıma yeteneğini geliştiren olağanüstü yüksek viskoziteler elde edilmesini sağlar.

Guar, soğuk suda oldukça hızlı bir şekilde hidratlanarak, genellikle diğer hidrokolloidlerden daha yüksek düşük kesme viskozitesine sahip oldukça viskoz psödoplastik çözeltiler verir.

Guarda bulunan koloidal katılar, daha az filtre keki oluşturarak sıvıları daha verimli hale getirir.

Propant paketi iletkenliği, guar sakızında bulunan koloidal katılar gibi mükemmel sıvı kaybı kontrolüne sahip bir sıvı kullanılarak korunur.

Guar, nişastanın sekiz katına kadar koyulaştırma gücüne sahiptir.

Guar sakızının türetilmesi, hidrojen bağının azalması, su-alkol karışımında çözünürlüğün artması ve elektrolit uyumluluğunun artması gibi özelliklerde ince değişikliklere yol açar.

Özelliklerdeki bu değişiklikler, tekstil baskısı, patlayıcılar ve yağ-su parçalama uygulamaları gibi farklı alanlarda kullanımın artmasına neden olur.

çapraz bağlama guar

Guar molekülleri, esas olarak moleküller arası hidrojen bağı nedeniyle, hidrolik kırılma işlemi sırasında toplanma eğilimindedir.

Bu agregalar, çatlakları tıkayarak petrol akışını kısıtladıkları için petrol geri kazanımı için zararlıdır. Çapraz bağlanan guar polimer zincirleri metal – hidroksil kompleksleri oluşturarak agregasyonu önler.

İlk çapraz bağlı guar jelleri 60'ların sonunda geliştirildi.

Çapraz bağlama için, aralarında krom, alüminyum, antimon, zirkonyum ve daha yaygın olarak kullanılan boron bulunan çeşitli metal katkı maddeleri kullanılmıştır.

B(OH)4 formundaki bor, bis-diol kompleksleri oluşturmak üzere iki polimer şeridini birbirine bağlamak için iki aşamalı bir süreçte polimer üzerindeki hidroksil grupları ile reaksiyona girer.

1:1 1,2 diol kompleksi ve 1:1 1,3 diol kompleksi, negatif yüklü borat iyonunu polimer zincirine asılı bir grup olarak yerleştirin.

Borik asidin kendisi polimerle görünüşte kompleks oluşturmaz, böylece tüm bağlı bor negatif yüklüdür.

Birincil çapraz bağlanma şekli, anyonik borat kompleksi ile ikinci polimer zincirinde adsorbe edilmiş katyonlar arasındaki iyonik ilişkiden kaynaklanabilir.

Çapraz bağlı jellerin geliştirilmesi, kırılma sıvısı teknolojisinde büyük bir ilerlemeydi.

Viskozite, düşük moleküler ağırlıklı iplikçiklerin birbirine bağlanmasıyla arttırılır, etkili bir şekilde daha yüksek moleküler ağırlıklı iplikçikler ve rijit bir yapı elde edilir.

Lineer jellere göre daha yüksek propant taşıma performansı sağlamak için lineer polisakarit bulamaçlarına çapraz bağlama ajanları eklenir.

Doğrusal guar zincirleri çapraz bağlandığında daha düşük konsantrasyonlarda guar jelleştirme ajanlarına ihtiyaç duyulur.

Azaltılmış guar konsantrasyonlarının kırıkta daha iyi ve daha eksiksiz kırılmalar sağladığı belirlenmiştir.

Çatlatma işleminden sonra çapraz bağlı guar jelin parçalanması, oluşum geçirgenliğini geri kazandırır ve petrol ürünlerinin üretim akışının artmasına izin verir.

madencilik

Hydroseeding - tohum taşıyan "guar tack" oluşumu

Tıbbi kurumlar, özellikle bakım evleri - disfajisi olan hastalar için sıvıları ve yiyecekleri koyulaştırmak için kullanılır

Alev geciktirici endüstrisi – Phos-Chek'te koyulaştırıcı olarak

Nanopartiküller endüstrisi - gümüş veya altın nanopartiküller üretmek veya ilaç endüstrisindeki ilaçlar için yenilikçi ilaç verme mekanizmaları geliştirmek.

Slime (oyuncak), sodyum tetraborat ile çapraz bağlanmış guar sakızı bazlı.

Gıda uygulamaları

Guar sakızı için en büyük pazar gıda endüstrisindedir.

ABD'de, çeşitli gıda uygulamalarında izin verilen konsantrasyonu için farklı yüzdeler belirlenmiştir.

Avrupa'da guar sakızı, AB gıda katkı maddesi kodu E412'ye sahiptir.

Ksantan sakızı ve guar sakızı, glutensiz tariflerde ve glutensiz ürünlerde en sık kullanılan sakızlardır.

Uygulamalar şunları içerir:

Unlu mamullerde hamur verimini artırır, daha fazla esneklik sağlar, doku ve raf ömrünü iyileştirir; börek dolgularında, börek kabuğunun çıtır çıtır kalmasını sağlayarak dolgudaki suyun "akmasını" (sinerez) önler.

Öncelikle, farklı türde tam tahıllı unların kullanıldığı hipoalerjenik tariflerde kullanılır.

Bu unların kıvamı, mayalamayla salınan gazın kaçmasına izin verdiğinden, bu unların kalınlığını iyileştirmek ve normal bir un gibi kabarmalarını sağlamak için guar sakızı gerekir.

Süt ürünlerinde süt, yoğurt, kefir ve sıvı peynir ürünlerinde koyulaştırıcı, dondurma ve şerbetlerde homojenlik ve doku sağlanmasına yardımcı olur.

Bitkisel sütlerde de benzer amaçlarla kullanılmaktadır.

Et için bağlayıcı görevi görür.

Çeşnilerde, salata soslarının, barbekü soslarının, çeşnilerin, ketçapların ve diğerlerinin stabilitesini ve görünümünü iyileştirir.

Konserve çorbalarda koyulaştırıcı ve dengeleyici olarak kullanılır.

Kuru çorbalarda, hazır yulaf ezmesinde, tatlı tatlılarda, soslu balık konservelerinde, dondurulmuş gıda maddelerinde ve hayvan yemlerinde de kullanılır.

FDA, maddenin bağırsakları ve yemek borusunu şişirip tıkadığına dair raporlar nedeniyle guar sakızını kilo verme hapı olarak yasakladı.

Sığır Yemi için, daha fazla süt üretimini ve sütte daha fazla yağ yüzdesini arttırdığı için.

GUAR GUM'un fiziko-kimyasal özellikleri

Guar galaktomannan ve diğer bu tür polisakkaritlerin biyolojik özellikleri, sulu bir ortamdaki davranışlarına bağlıdır. Guar sakızı, dispersiyon üzerine polar çözücü içinde şişer ve/veya çözünür ve güçlü hidrojen bağları oluşturur. Polar olmayan çözücülerde sadece zayıf hidrojen bağları oluşturur. Guar sakızı çözünme hızı ve viskozite gelişimi genel olarak azalan partikül boyutu, azalan pH ve artan sıcaklık ile artar. Hidrasyon oranları, çözünmüş tuzların ve sukroz gibi diğer su bağlayıcı maddelerin varlığında azalır (Bemiller ve Whistler 1993).

reoloji

Reoloji, dış kuvvet uygulandığında malzemenin akışı ve deformasyonunun incelenmesidir. Sulu çözeltilerdeki guar sakızı, psödoplastik veya kesme-inceltme davranışı gösterir; bu, birçok yüksek moleküler ağırlıklı polimerde gösterildiği gibi, artan kesme hızı ile viskozitede azalma anlamına gelir. Guar sakızı sulu çözeltisinin bu kesmeyle incelme davranışı, polimer konsantrasyonu ve molekül ağırlığı ile artar. Guar zamkı sulu çözeltileri de akma stresi özellikleri göstermezler (Whistler ve Hymowitz 1979). %1 konsantrasyonda sulu guar sakızı çözeltileri, düşük frekans aralığında depolama modülüne (G') baskın kayıp modülü (G″) ile makromoleküler biyopolimerin tipik bir davranışını gösterir. Ancak, yüksek frekans aralığında depolama modülü, kayıp modülüne hakimdir (Shobha ve Tharanathan 2009). Zamanla guar zamkı sulu çözeltileri, depolama modülünde (G') ve kayıp modülünde (G″) bir düşüş gösterdi (Chenlo ve ark. 2010).

viskozite

Guar zamkının en önemli özelliği, soğuk su sistemlerinde hızla hidratlanarak yüksek viskoziteli çözeltiler verebilmesidir. Guar sakızı, tamamen hidratlandığında, tiksotropik bir reolojik sistem olan viskoz bir koloidal dispersiyon oluşturur. %1'den az konsantrasyonda guar zamkı içeren seyreltik solüsyon, %1 veya daha yüksek konsantrasyondaki solüsyonlardan daha az tiksotropiktir (Glicksman 1969). Diğer sakızlarda olduğu gibi guar sakızının viskozitesi de zamana, sıcaklığa, konsantrasyona, pH'a, iyonik kuvvete ve ayrıca ajitasyon tipine bağlıdır. Schlakman ve Bartilucci (1957), on üç farklı ticari numuneyi incelediler ve viskozite özelliğinde, partikül boyutunda ve hidratasyon hızında büyük farklılıklar buldular. Kaliteli guar sakızının %1'lik sulu bir dispersiyonu, 10000 cP gibi yüksek bir viskozite değeri gösterebilir (Parija ve ark. 2001).

Hidrasyon oranı

Guar sakızının hidrasyon hızı değişkendir. Maksimum viskoziteye ulaşmak için pratik uygulamalarda yaklaşık 2 saat hidrasyon gerekir. Hidrasyon oranı büyük ölçüde guar sakızı tozunun parçacık boyutuna bağlıdır. Bu nedenle, hızlı başlangıç viskozitesi için çok ince gözenekli guar sakızları mevcuttur (Glicksman 1969). Bununla birlikte, maksimum hidrasyon ve viskozitenin elde edilmesi için hatırı sayılır bir zaman aralığı hala arzu edilmektedir.

hidrojen bağı aktivitesi

Guar zamkının hidrojen bağı aktivitesi, guar zamkı molekülündeki hidroksil grubunun varlığından kaynaklanmaktadır. Guar sakızı, selülozik malzeme ve hidratlı mineraller ile hidrojen bağı gösterir. Hafifçe guar sakızı ilavesiyle, herhangi bir sistemin elektrokinetik özelliklerinde belirgin bir değişiklik olur (Glicksman 1969). Guar sakızındaki hidroksil gruplarının hidroksipropil ile ikame edilmesi, hidrojen bağlarının stabilitesini azaltan sterik engellemeye neden olur (Cheng ve Prud'homme 2002).

Viskozite ve hidratasyon oranını etkileyen faktörler

Guar zamkının viskozitesi ve hidrasyon hızı sabit kalmaz, sıcaklık, pH, çözünen madde, konsantrasyon vb. koşullarla değişir.

Hava sıcaklığı

Hidrasyon oranını ve maksimum viskoziteyi etkileyen en önemli faktör sıcaklıktır. Guar çözeltileri, daha yüksek sıcaklıklarda hazırlandığında, daha düşük sıcaklıklardakinden çok daha hızlı maksimum viskoziteye ulaşır. Ancak uzun süreli ısının da bozucu etkiye sahip olduğu düşünülmektedir. Çoğu durumda, ısıtılarak hazırlanan guar sakızı çözeltileri, soğuk suyla hazırlanan ve yavaş yavaş hidratlanmaya bırakılan aynı çözeltilere göre daha düşük bir son viskoziteye sahiptir. Guar sakızı dispersiyonunun maksimum viskoziteleri için 25–40 °C sıcaklık aralığı arzu edilir. 25 °C'de %0,5 (w/w) guar solüsyonunun viskozitesi, 37 °C'dekinden önemli ölçüde yüksektir (Srichamroen 2007).

Konsantrasyon

Guar gum solüsyonu çok düşük konsantrasyonda bile çok yüksek viskozite gösterir. Gıda uygulamalarının çoğunda %1'in altındaki konsantrasyonlarda tavsiye edilir. Guar sakızı çözeltisi viskoziteleri, guar sakızı konsantrasyonundaki artışla orantılı olarak artar (Morris ve diğerleri, 1981; Robinson ve diğerleri, 1982). Bunun nedeni guar molekülünün galaktoz yan zincirinin su molekülü ile etkileşimidir. Guar zamkı konsantrasyonundaki artış, moleküller arası zincir etkileşimini veya dolaşıklığı arttırır, bu da viskozitede artışa yol açar (Zhang ve diğerleri, 2005). Konsantrasyonun iki katına çıkarılması, guar sakızının viskozitesinde on kat artış gösterir (Carlson ve diğerleri, 1962). %0,5 konsantrasyona kadar, guar sakızı çözeltileri Newton sistemi gibi davranırken, bu konsantrasyon seviyesinin üzerinde guar çözeltileri, Newtoniyen olmayan ve tiksotropik sistemler gibi davranır. Ayrıca sabit sıcaklıkta farklı guar sakızı konsantrasyonlarının viskozitelerinin kayma hızının artmasıyla azaldığı da bildirilmektedir (Srichamroen 2007).

pH

Guar sakızı çözeltileri, yaklaşık 1.0-10.5 gibi geniş bir pH aralığında stabildir. Bunun nedeni iyonik olmaması ve yüksüz davranışıdır. Guar zamkının nihai viskozitesi pH'tan etkilenmez, ancak hidrasyon oranı, pH'taki herhangi bir değişiklikle değişiklik gösterir. En hızlı hidrasyon pH 8-9'da elde edilir, ancak en yavaş hidrasyon oranı pH 10'un üzerinde ve 4'ün altında gerçekleşir (Carlson ve ark. 1962).

Şeker

Guar-şeker çözeltisinde şeker, çözeltide bulunan su için guar zamkı molekülü ile rekabet eder, bu nedenle guar zamkı çözeltisinde şeker bulunması guar zamkı moleküllerinin hidrasyonunda gecikmeye neden olur. Guar-şeker çözeltisinin viskozitesi kademeli olarak azalır ve şeker konsantrasyonu ile ters orantılıdır (Carlson ve Ziegenfuss 1965). Aspartam, asesülfam-k, siklamat ve neotam gibi tatlandırıcılar, guar sakızı çözeltilerinin içsel viskozitesini önemli ölçüde etkilememektedir (Samavati ve ark. 2008).

Tuz

Tuz, su dışındaki gıdalarda en yaygın kullanılan bileşendir, guar sakızı üzerindeki etkisi kapsamlı bir şekilde incelenmiştir (Carlson ve diğerleri, 1962). Tuzlu sudaki guar sakızı çözeltileri, sudaki gibi davranır. Hidrasyon oranı tuzdan etkilenmez; bununla birlikte, sodyum klorürün mevcudiyeti tamamen hidratlı guar sakızının nihai viskozitesini biraz artırır. Fizyolojik tampon yani Krebs bikarbonat, tek başına sudaki gaur sakızına kıyasla %0.25 guar sakızı çözeltisinin viskozitesini azaltır (Srichamroen 2007). Tuzlar, guar sakızı çözeltisinin hidrasyonunu sınırlar (Doyle ve ark. 2006). Srichamroen, %0.5 guar sakızı çözeltisinin viskozitesinin eklenen tuzlarla arttığını gösterdi. Tuzların varlığı, zamkın yük yoğunluğu ve konformasyonundaki değişiklik nedeniyle moleküller arası etkileşimlere yardımcı olabilir (Gittings ve ark. 2001).

Gıda uygulamaları

Gıda endüstrisinde guar sakızı, çeşitli gıda ürünlerinde gıda stabilizasyonu için yeni bir gıda katkı maddesi ve lif kaynağı olarak kullanılmaktadır (Morris 2010). Hem ekonomik hem de doğal katkı maddesi olduğu için hem üretici hem de tüketici tarafından beğenilmektedir. Çeşitli gıdalarda ortak bir bileşen olarak bulunan suyun davranışını değiştirdiği için çeşitli gıdalarda katkı maddesi olarak kullanılır . Guar sakızının en yaygın gıda uygulamalarından bazıları Tablo 3'te gösterilmektedir. Çeşitli ürünlerde izin verilen kullanım seviyeleri ve sınırlamalar, guar'ın "genel olarak güvenli olarak kabul edildi" (GRAS) statüsünü teyit eden Başlık 21 CFR 184.1339 kapsamında ele alınmaktadır.

İçecekler

Guar sakızı, çeşitli doğal özelliklerinden dolayı içeceklerde koyulaştırma ve viskozite kontrolü için kullanılır. Guar sakızının önemli özelliği, içeceklerde bulunan düşük pH koşullarında bozulmaya karşı direncidir. Guar sakızı soğuk suda çözünür ve bu da içecek işleme tesislerinde kullanımını kolaylaştırır. İçeceklerin raf ömrünü uzatır.

işlenmiş peynirler

Peynir ürününde sineresiz veya sızdırma ciddi bir sorundur. Guar sakızı, su fazı yönetimi ile sinerezi veya sızmayı önler ve böylece ürünün dokusunu ve yapısını da iyileştirir (Klis 1966). Peynir ürünlerinde toplam ağırlığın %3'üne kadar izin verilir. Yumuşak peynirlerdeki guar sakızı, lor katılarının verimini arttırır ve ayrılmış peynir altı suyu ile daha yumuşak bir eğri verir. Az yağlı peynir, tam yağlı peynire kıyasla reoloji ve tekstürü değiştirmeden guar zamkı ilavesiyle (%0,0025–0,01 a/h konsantrasyonda) üretilebilir.

Süt Ürünleri

Dondurulmuş ürünlerde guar sakızı kullanımının temel amacı stabilizasyondur. Guar sakızı, su bağlama özelliğinden dolayı dondurma stabilizasyonunda önemli bir role sahiptir. Yüksek sıcaklıkta kısa süreli (HTST) işlemlerde kullanımı çok uygundur çünkü bu tür işlemler, kısa işlem süresinde tamamen hidrat olabilen hidrokolloidler gerektirir. McKiernan'a (1957) göre keçiboynuzu zamkı ideal bir sakızın tüm özelliklerine sahiptir ancak yavaş hidratlanır ve bu da HTST işleminde uygun değildir. Julien (1953), sürekli dondurma işlemede stabilizatör olarak guar ile tatmin edici sonuçlar elde etti. Guar gum dondurma karışımında %0,3 konsantrasyon seviyesinde kullanılmalıdır (Goldstein & Alter 1959a, b). Ayrıca, HTST işlemi için geliştirilmiş bir karma guar-karragenan sisteminde İrlanda yosunu ile kombinasyon halinde kullanılmıştır. Keçiboynuzu sakızı gibi, diğer stabilizatörlerle birlikte kullanıldığında performansı iyileştirilebilir (Weinstein 1958). Dondurmadaki guar sakızı, gövdeyi, dokuyu, çiğnenebilirliği ve ısı şoku direncini geliştirir. Kısmen hidrolize edilmiş guar sakızı (%2-6 konsantrasyon seviyesinde), sinerezi azaltır ve tam yağlı yoğurtla karşılaştırılabilir şekilde az yağlı yoğurdun tekstürel ve reolojik özelliklerini geliştirir (Brennan ve Tudorica 2008).

İşlenmiş et ürünleri

Guar sakızı hem sıcak hem de soğuk suda güçlü su tutma kapasitesine sahiptir. Bu nedenle sucuk ürünleri ve doldurulmuş et ürünlerinin üretiminde bağlayıcı ve yağlayıcı olarak çok etkin bir şekilde kullanılmaktadır. İşlenmiş et ürünlerinde sineresiz kontrolü, depolama sırasında yağ göçünün önlenmesi, işleme ve soğutma sırasında sıvı fazın viskozite kontrolü ve depolama sırasında kutuda su birikmesinin kontrolü gibi belirli işlevleri yerine getirir. Guar gam ayrıca yumurta sarısı ile hazırlanan emülsiyonun krema stabilitesini ve reolojisini kontrol eder (Erçelebi ve İbanoğlu 2010).

Unlu Mamüller

Kek ve bisküvi hamuruna guar sakızı ilavesi, kalıptan kolayca çıkan ve ufalanmadan kolayca dilimlenebilen hamurun işlenebilirliğini artırır. Çörek hamuruna %1 ilave edildiğinde, katı ve sıvı yağların penetrasyonunu azaltan arzu edilen bağlama ve film oluşturma özellikleri sağlar. Nişasta ile kombinasyon halindeki guar zamkının donmuş turta dolgularının kurumasını, büzülmesini ve çatlamasını önlemede etkili olduğu bulunmuştur (Werbin 1950). Buğday ekmeği hamurunda, guar zamkı ilavesi, pişirme sırasında somun hacminde önemli bir artışa neden olur (Cawley 1964). Ksantan sakızı ile birlikte guar sakızı, ağırlık kaybını ve retrogradasyon entalpisini azaltarak glutensiz pirinç keklerinde bayatlamayı geciktirir (Sumnu ve ark. 2010). Benzer şekilde guar sakızı, nişastanın retrogradasyonunu kontrol ederek oda sıcaklığında olduğu kadar soğutulmuş sıcaklıkta da chapati'de bayatlamayı geciktirir (Shaikh ve ark. 2008).

Salata sosları ve soslar

Soğuk suda dağılabilirliği ve yüksek asitli emülsiyonlarla uyumluluğu, toplam ağırlığın yaklaşık %0,2-0,8'i oranında salata soslarında koyulaştırıcı olarak kullanılmasını sağlar. Salata soslarında, su fazının viskozitesini artırarak ve dolayısıyla su ve yağ fazının ayrılma oranını azaltarak emülsiyon stabilizatörü görevi görür (Goldstein ve Alter 1959a, b). Guar sakızı, turşu ve çeşni soslarında kitre yerine koyulaştırıcı olarak faydalı bulunmuştur (Burrell 1958). Guar sakızı, domates ketçapının kıvamını, karboksi metil selüloz, Sodyum aljinat, sakız akasyası ve pektin gibi diğer hidrokolloidlerden daha belirgin bir şekilde arttırır. Guar zamkı ilavesiyle domates ketçabının serum kaybı ve akış değerleri azalır, bu da onu domates ketçapı için yeni bir koyulaştırıcı yapar (Gujral ve ark. 2002).

Sağlık yararları

Guar sakızının hem zararlı hem de faydalı etkisini test etmek için hayvanlar üzerinde çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Guar, Clostridium butyricum tarafından kalın bağırsakta tamamen parçalanır (Hartemink ve ark. 1999). Zararlı etkiler ancak guar sakızı hayvanlara ağırlık bazında yaklaşık %10-15 gibi yüksek konsantrasyonda verildiğinde görülür. Bu yüksek konsantrasyon, azalan yem alımı ve bozulmuş sindirim nedeniyle hayvanın büyümesini azaltacaktır. Olumsuz etkilerin başlıca nedeninin, daha yüksek konsantrasyonda guar sakızı alımından kaynaklanan bağırsak yolu içeriğinin yüksek viskozitesi olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle, guar zamkı yararlı etkileri için yalnızca yaklaşık %0,5-1,0 gibi daha düşük konsantrasyonlarda kullanılabilir. Bu konsantrasyonun üzerinde, daha yüksek viskozite, azalmış protein etkinliği ve lipid kullanımının olumsuz etkilerini gösterecektir. Guar sakızının yüksek viskozitesi, %1.0'ın üzerinde daha yüksek bir konsantrasyonda kullanıldığında, yalnızca gıdanın besinsel özelliklerine değil, aynı zamanda gıda ürününün tüketici tarafından kabul edilmeyen fizikokimyasal ve duyusal özelliklerine de müdahale edecektir. Guar zamkının (PHGG) kısmi hidrolizi, polimerin zincir uzunluğunu ve moleküler ağırlığını azaltır ve sonuçta daha düşük viskozite, onu, temel kimyasal yapı olarak doğal guar zamkına benzeyen ve klinik beslenmede çeşitli uygulamalara sahip yeni bir çözünür lif haline getirir. diyet lifi. Guar sakızının yüksek viskozitesindeki tüm sorunları çözer. Hidrolize guar sakızı ile, gıda ürünlerinin besleyici ve duyusal özelliklerini bozmadan içecekler gibi çeşitli gıda ürünlerinin diyet lifi içeriğini arttırmak mümkündür. Diyete PHGG takviyesi ayrıca müshil gereksinimini, ishal insidansını ve hassas bağırsak sendromu semptomlarını azaltır (Greenberg ve Sellman 1998; Slavin ve Greenberg 2003). İrritabl barsak sendromunun tedavisi için suda çözünür jelleşmeyen lifler tercih edilir. Suda çözünürlüğü ve jelleşmeme davranışı nedeniyle, kısmen hidrolize guar sakızı, irritabl barsak sendromunun her iki formunda, yani kabızlığın baskın olduğu ve ishalin baskın olduğu semptomları azaltmıştır (Giannini ve ark. 2006).

In vitro çalışma, guar sakızı varlığının nişastanın sindirimini önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Nişasta ve nişastayı hidrolize eden enzimler arasında bir bariyer görevi görür (Dartois ve ark. 2010).

Guar zamkı, jel oluşturma özelliğinden dolayı kolesterol ve glikoz düşürücü etki gösterir. Ayrıca kilo vermeye ve obeziteyi önlemeye yardımcı olur. Guar sakızı çözünür lifinin jel oluşturma kapasitesi nedeniyle, yavaş mide boşalması nedeniyle artan bir doygunluk elde edilir. Guar zamkı ile desteklenmiş diyet iştahı, açlığı ve yemek yeme isteğini azaltmıştır (Butt ve ark. 2007). Guar zamkı ile kolesterolü düşürmenin ardındaki mekanizma, dışkıda safra asitlerinin atılımının artması ve kolesterolden safra asitlerinin üretimini artırabilen enterohepatik safra asidinin azalması ve dolayısıyla hepatik serbest kolesterol konsantrasyonunun azalmasıdır (Rideout ve ark. 2008). Hipotriasilgliserolemik etkiler, diyet lipitlerinin emilimindeki azalma ve karaciğerde yağ asidi sentaz aktivitesinin azalmasından kaynaklanır (Yamamoto 2001). Kısmen hidrolize guar sakızı üzerinde toksisite çalışması, 2500 mg/gün doz düzeyine kadar mutajenik olmadığını ortaya koymuştur (Takahashi ve diğerleri, 1994). Diyet lifi olarak yeterli guar sakızı alımı, barsak düzeninin korunmasına, total ve LDL-kolesterolde önemli azalmalara, diyabetin kontrolüne, mineral emiliminin arttırılmasına ve kabızlık gibi sindirim problemlerinin önlenmesine yardımcı olur (Yoon ve ark. 2008).