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Gummi arabicum
Vorkommen und Gewinnung
Gummi arabicum ist das getrocknete Exudat, das aus Stamm und Zweigen von Acacia senegal oder verwandten Akazien-Arten (Fam. Leguminosen) gewonnen wird (Sudan, Senegal). Das Exudat, das sich bei natürlich entstandenen oder künstlich hervorgerufenen Verletzungen der Rinde als harzartige Masse abscheidet, härtet innerhalb weniger Wochen zu glasartigen Knollen oder Schuppen. Diese werden manuell gesammelt, von Rindenresten befreit und entsprechend ihrer Färbung in verschiedene Qualitätsklassen eingeteilt. Die Jahresproduktion beträgt etwa 60'000 Tonnen. Exudate anderer Pflanzen (z.B. Combretum-Arten) werden zuweilen fälschlich als Gummi arabicum angeboten.
Eigenschaften
Aussehen
Ungemahlener Gummi arabicum besteht aus weissen oder gelbllichen sphärischen, tropfenförmigen Gebilden unterschiedlicher Grösse oder aus eckigen Bruchstücken. Gelegentlich sind dunklere Fragmente oder Rindenstücke beigemischt. Dieser Rohstoff wird für die Verwendung in Lebensmitteln gereinigt. Dieses geschieht durch Lösung in Wasser, Reinigung der Lösung und anschliessende Sprühtrocknung. Gummi arabicum ist im Handel auch in Form weisser bis gelblicher Flocken, Körner oder als Pulver erhältlich.
Zusammensetzung
Gummi arabicum ist ein neutrales bis schwach saures komplexes Polysaccharid. Als Bausteine enthält das Makromolekül D-Galaktose, L-Arabinose, L-Rhamnose und D-Glucuronsäure im molaren Verhältnis von etwa 3:3:1:1. Die Struktur ist stark verzweigt mit einer Hauptkette aus β-(1-3)-verknüpften Galaktoseeinheiten, an die in α- und β-(1-6)-Bindung Galaktoseeinheiten mit endständiger Glucuronsäuregruppe gebunden sind. Die Säuregruppen sind teils durch Ca-, Mg-, Na- und K-Ionen neutralisiert, teils liegen sie in freier Form vor. Die Seitenketten sind weiterverzweigt mit Rhamnose- bzw. Arabinose-Einheiten. Das Molekulargewicht des Gummi arabicums schwankt in weiten Grenzen und liegt im Mittel bei etwa 350 000.
Löslichkeit
In kaltem Wasser ist Gummi arabicum leicht und rasch löslich. Es lassen sich hochkonzentrierte Lösungen mit verhältnismässig niedriger Viskosität herstellen. In heissem Ethylenglykol und Glycerin sowie in wässerigem Ethanol bis 60 % ist Gummi arabicum ebenfalls löslich. Unterhalb einer Konzentration von etwa 40 % verhalten sich die Lösungen wie echte Newtonsche Flüssigkeiten, bei höheren Konzentrationen zeigen sie pseudoplastisches Verhalten. In wässeriger Lösung zeigt Gummi arabicum leicht sauren Charkter (pH 4-5). Im pH-Bereich zwischen 4 und 9 ändert sich die Viskosität nur geringfügig, in stärker saurem oder alkalischem Milieu erfolgt rascher Abbau und damit verbunden eine Erniedrigung der Viskosität wässeriger Lösungen. Auch Ausfällung durch Elektrolyte reduzieren die Viskosität (z.B. CaCl2). Mit Gelatine erfolgt Coacervat-Bildung (d.h. Ausfällung).
Anwendungstechnische Eigenschaften
Hauptanwendungsgründe sind die Schutzkolloidbildung und somit Stabilisatorwirkung in Emulsionen und Dispersionen. Gummi arabicum bildet klare, lösliche aber nicht hygroskopsiche Überzüge auf Dragees; Verwendung auch als Briefmarkenleim. Das pseudoplastische Verhalten wird in Gummibonbons u.ä. genutzt.
Toxikologische Bewertung
Gummi arabicum wird im Magen und Dünndarm nicht abgebaut und resorbiert. Die Dickdarmflora spaltet es langsam auf; die über kurzkettige Fettsäuren erfolgte Resorption gibt bis zu 3,5 Kcal/g (80 % der Stärke). Gummi arabicum wird als Zusatz zu Lebensmitteln und in pharmazeutischen Präparaten schon seit Jahrzehnten verwendet. Es erschien daher nicht notwendig, die Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff durch die Festlegung einer Tageshöchstmenge in der Nahrung (engl. ADI, acceptable daily intake, ausgedrückt in mg Zusatzstoff/kg Körpergewicht) zu begrenzen.