药物辅料阿拉伯树胶
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2007年6月4日
摘自：《中国药剂学杂志》
作者：崔亚男(沈阳药科大学)
摘要：目的 介绍药物辅料阿拉伯树胶。方法 根据国内外相关文献报道，对阿拉伯树胶的制备、性质、用途及其市场应用前景进行了综述。结果与结论 阿拉伯树胶用途相当广泛，应尽快寻找
阿拉伯树胶的替代品。
关键词：药剂学；药物辅料；综述；阿拉伯树胶
现如今，一种重要的新药上市后，尤其当其销售量相当可观时，往往被认为是特效药。然而，使这些新药形成适宜剂型的辅料却很少引起人们的注意。确实，辅料只是一种组成成分而已，并无什么神秘之处。但阿拉伯树胶(acacia or arabic gum )却不同，由于其独特的历史、性质以及来源，使其日益引起人们的关注。《美国药典》24 版中对阿拉伯树胶进行了详细的描述[1]。日常生活中，阿拉伯树胶经常用作临时制备的丸剂、混悬剂及乳剂的主要组成成分。在20 世纪上半叶，药剂师在配方中经常用到阿拉伯树胶，并且对其性质也有相当的了解。但在过去的30～40 年里成长起来的药剂师，他们对该辅料的了解甚少。鉴于阿拉伯树胶在制药、食品加工以及其他领域中有着广泛的应用，作者粗略地总结归纳了阿拉伯树胶的收集制备情况及其性质和用途等，并对其应用前景进行展望。阿拉伯树胶系由阿拉伯、非洲及澳大利亚等地生长的胶树所得树胶的总称，被人们用作食品添加剂已有5 千多年的历史，之所以被称为“阿拉伯树胶”是因为要从阿拉伯地区的港口启运欧洲。直到今天，欧洲仍是阿拉伯树胶的主要出口地，其中以法国为最，2003 年进口1.2 万吨，而我国从苏丹进口也有将近60 吨。目前全世界年需要量仍保持在4、5 万吨。质量最好的阿拉伯树胶产自非洲
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豆科类植物acacia senegal 和acacia seyal，这2 种胶树繁衍生长在非洲北纬10～18 度之间撒哈拉地区的“树胶地带”(Gum Belt)。在这一地区，生产树胶的国家有苏丹、乍得、尼日利亚、埃塞阿比亚和塞内加尔，而苏丹产量占80%以上。苏丹以盛产阿拉伯树胶闻名于世，产量和出口均排名世界之首，它的中北部地区是阿拉伯胶树集中生长的地方，多是干旱的沙土地，面积约2.5 万平方公里。阿拉伯树胶是苏丹最重要的经济作物之一。2003 年苏丹出口阿拉伯树胶3.6 万吨，占世界市场的70%以上；而苏丹的邻国乍得出口1.5 万吨，位居世界第二。
1 阿拉伯树胶的收集制备及性质
1.1 收集制备
阿拉伯树胶是生长在中非、北非及印度尼西亚等热带地方的荆球花、阿拉伯胶树等的树干或树枝所分泌的胶状物。胶农通常是在每年10月中旬收胶，他们用树棍拍打胶树，直到树皮打破，树汁渗出，渗出的液体由于挥发作用而变干，渗出的胶体可长达1～2.54 cm，等到6周后，胶农开始割胶。每年收胶季节如此割胶3次，间隔3周。这样大约会持续到来年5月份。平均每年每棵树可产约250 g胶。胶农将阿拉伯树胶收上来卖给当地收购商人，再运往清洗棚进行筛选分级。原胶按三级分类：手工精选级、清洗级和筛选去杂级[2]。上好的阿拉伯树胶为半透明琥珀色。筛选分级后的原胶按50或100 kg麻袋包装卖给阿拉伯树胶公司(GAC)出口至世界各国。
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1.2 性质
阿拉伯树胶是一种水溶性的多糖物质，属水合胶体一族。其成品像小桃滴形或破碎体，颜色呈白色至深红色，有灰色、琥珀色、淡红色、深红色等，颜色愈淡愈好。新品外表平滑，内部透明；陈品外表多有裂纹，内部半透明，性脆，断面有光辉像玻璃。密度1.35～1.49 g·cm-3，溶解于甘油及水，不溶于有机溶剂。阿拉伯树胶区别于其他天然树胶的重要性质就在于它的高水溶性，溶解度可达50%以上，而其他树胶仅能达到5%，等级好的阿拉伯树胶其水溶液无色、无臭、味略甘，其他树胶在质量浓度为2%～5%时即形成凝胶，而阿拉伯树胶在质量分数高达30%的条件下，仍具有良好的牛顿流体的性质，且在切变率〔shear rate)发生变化时，其黏度几乎不变。这就使得阿拉伯树胶的用途极其广泛。阿拉伯树胶的性质与其他水合胶体如瓜尔豆胶和琼脂类等有极为明显的不同。一般来说，从化学结构上看，阿拉伯树胶属于一种复杂的多糖酸盐聚合物。由阿拉伯胶素酸(分子式为C10H18O9)的钾、钙、镁盐等转变为半乳糖和葡萄糖醛酸而形成的长链状聚合物。经水解分析，阿拉伯树胶分子中含质量分数39%的D-半乳糖(galactose)、 28%的L-阿拉伯糖(arabinose)、 14%的L-鼠李糖(rhamnose)、 17.5%的D-葡萄糖醛酸(glucuronic acid)以及1.5%的甲基葡萄糖醛酸。其中，半乳糖和鼠李糖是六碳糖，阿拉伯糖是五碳糖，多糖醛酸与Ca2+、Mg2+以及K+形成多糖酸盐。阿拉伯树胶的分子质量从2.6×104 到1.16×106 u 不等，平均分子质量在35×104 u。其化学结构非常复杂，至今尚未弄清[3]。
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2 用途
阿拉伯树胶的用途很广泛，可用作胶黏剂、保护胶剂、印花染料以及药物辅料等。如用于光学镜片、食品包装等的胶接，用作邮票、商标标贴的上胶材料。
2.1 在医药制剂中的应用
2.1.1 片剂
很早以前阿拉伯树胶就应用于糖衣片的制造中，现如今仍有应用。该技术首先将片芯用虫胶等包裹上一层膜，以防止片芯与糖衣液直接接触，然后再包第二层，此时应用到阿拉伯树胶的糖浆液，以及由糖粉、碳酸钙和阿拉伯树胶粉组成的混合物粉末。最后再进行包彩衣以及抛光等步骤，制成糖衣片 [4]。同样，在有些片剂的制造过程中，阿拉伯树胶通常也可代替淀粉用作黏合剂，已达到更强的黏合效果。一项由FDA 调查统计的资料显示，阿拉伯树胶可以应用于113 种NDA 支持的口含片中，51 种包衣片中，以及13 种缓释片中，可谓用途相当广泛[5]。
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2.1.2 丸剂
阿拉伯树胶在丸剂的制备中应用非常广泛。所谓丸剂，是指制成的呈圆形、卵圆形等形状的固体制剂，通过口服以产生药效的药物剂型。在制备过程中，阿拉伯树胶通常先配成溶液，主要有2 种形式：一种是质量分数为35%的阿拉伯树胶的水溶液；一种是以质量分数为80%的葡萄糖溶液作为溶剂配成质量分数为10%的阿拉伯糖浆液[6]。
2.1.3 乳剂
在乳剂的制备中，阿拉伯树胶是主要的辅料成分。在20 世纪前30 年里，药剂工作者已经学会将蓖麻油、鱼肝油、矿物油等制成乳剂，以使这些药物具有良好的口感。其制备方法是：将油、水、阿拉伯树胶以质量比为4∶2∶1 的比例在乳钵中研制而成。首先，将阿拉伯树胶与油在乳钵中研匀，制成均匀稠滑的混合物，然后在同向快速搅拌下，按比例一次性迅速加入水，迅速搅拌至产生噼啪声，这一步是关键性步骤，最终溶液变为乳白色。然后在形成的初乳中加入水至所需体积，制成乳剂。该法称为干胶法(又称为大陆制乳法)[7]。另一种制备乳剂的方法称为湿胶法(又称为英式制乳法)。制备方法是将阿拉伯树胶溶于同体积的水中，在乳钵中搅匀制成胶浆液，然后在同向迅速搅拌下加入少量的油溶性成分，制成初乳后，将剩下的油和水交替着加入到初乳中，快速搅拌至听到明显的噼啪声，制成乳剂[7]。
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湿胶法比干胶法费时费力，对技术方面的要求很高，因为乳滴随时可能会破裂。
2.1.4 微囊
微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。包在微胶囊内部的物质称为“囊芯”，囊芯的材料(芯材)可以是固体、液体或气体。微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜称为“囊壁”。囊壁的材料(壁材)通常是天然的或合成的高分子材料，也可以是无机化合物。明胶、阿拉伯树胶是复合凝聚法制取微胶囊最早也是最常用的原料。其原理是当pH 值在明胶等电点以上时将明胶与阿拉伯树胶的水溶液混合，由于此时明胶与阿拉伯树胶粒子都带有负电荷，并不发生相互吸引的凝聚作用。而把溶液pH 值调到明胶等电点以下时，明胶粒子就会带正电荷，与带负电荷的阿拉伯树胶粒子相互吸引发生电性中和而凝聚，并对在溶液中分散的囊芯进行包覆形成微胶囊[8～11]。
2.1.5 巴布剂
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阿拉伯树胶与其他辅料混合可以用作巴布剂的基质。如马云淑等采用L9(34)正交实验法对黄连解毒巴布剂的基质进行筛选，结果认为阿拉伯树胶粉-明胶-甘油的质量比是1∶0.1∶2 为最佳配比选择。从黏结力及成型性上来看，阿拉伯树胶粉对黄连解毒巴布剂的影响最为明显[12]。
2.1.6 其他
阿拉伯树胶被广泛用作质地成构剂(texturizer)和包衣剂(coating agent)；另外，它最显著的特性是优等的乳化和稳定作用〔emulsifying and stabilizing properties〕。在喷雾干燥工业中，它是喷雾香精粉的乳化剂(emulsifier)和包裹剂(encapsulating agent)，它能非常有效地防止成品香精中精炼香精油的氧化[3]。
2.2 在其他行业中的应用
在干白、干红葡萄酒的酿造过程中，阿拉伯树胶与SO2 结合可使葡萄酒中的二价铁保持良好的稳定性[13]。袁永俊等利用阿拉伯树胶等对豆奶粉颗粒进行外涂膜以改善其流动性和分散性。结果表明，单独喷涂阿拉伯树胶能防止豆奶粉冲调结团并具有较好的防潮能力，同时喷涂阿拉伯树胶、羧甲基纤维钠、β-环糊精时，不但能防止豆奶粉冲调结团，而且豆奶粉的防潮能力也比单独喷涂效果好[14]。用阿拉伯树胶做成的印花浆，能使色泽均匀，尤以印淡色时最为显著[15]。阿拉伯树胶可单独与水配制，也可加入增塑剂、淀粉、黄耆树胶和百里酚等一起配制，具有极高的黏性，且具有保护胶体的性能。利用阿拉伯树胶的保护胶剂及胶黏剂这一特性，将其包裹在固体色素表面，在印刷字的表面形成一层光滑的保护膜，并且具有很强的黏性粘在纸上[16~18]。为发展珍珠贝养殖业，日本中央水产研究所的沼口藤之用阿拉伯树胶作乳化剂，以鳕鱼肝油为主要原料制成微胶囊饲料(GAM)，并用此种人工饲料进行了2次珍珠稚贝的饲养实验[19]。阿拉伯树胶在测定一些像铋、镉、锰、铕、铟等微量元素的含量过程中，具有增溶及增敏的作用[20~22]。另外，阿拉伯树胶在陶瓷[23,24]及电镀[25]等方面也有应用。
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3 展望
在我国，阿拉伯树胶作为众多的天然材料之一，必须从国外进口。有报道，在20 世纪90 年代中期，仅美国从苏丹进口的阿拉伯树胶就超过了45 000 吨，由于世界上出产阿拉伯树胶的国家很少，主要集中在苏丹，其良好的溶解性和黏度又是其他胶所不能替代的。而近几年由于恐怖组织的猖獗活动，使得阿拉伯树胶的供应更加受到限制[26]。尽管目前发现的新胶或某经修饰的化学物质可以直接应用到印染工业中，但是要相应用到食品及制药行业中，还得需要几年甚至几十年的时间，以确保它的安全性。近年有报道说，在某种程度上可以用CMC 代替阿拉伯树胶，但是要寻找阿拉伯树胶的完全替代品，还是有一段艰辛的路程需要走的。因此，作者认为，必须尽快寻找阿拉伯树胶的替代品，以适应现代工业飞速发展的需要。
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关键词：药剂学；药物辅料；综述；阿拉伯树胶
现如今，一种重要的新药上市后，尤其当其销售量相当可观时，往往被认为是特效药。然而，使这些新药形成适宜剂型的辅料却很少引起人们的注意。确实，辅料只是一种组成成分而已，并无什么神秘之处。但阿拉伯树胶(acacia or arabic gum )却不同，由于其独特的历史、性质以及来源，使其日益引起人们的关注。《美国药典》24 版中对阿拉伯树胶进行了详细的描述[1]。日常生活中，阿拉伯树胶经常用作临时制备的丸剂、混悬剂及乳剂的主要组成成分。在20 世纪上半叶，药剂师在配方中经常用到阿拉伯树胶，并且对其性质也有相当的了解。但在过去的30～40 年里成长起来的药剂师，他们对该辅料的了解甚少。鉴于阿拉伯树胶在制药、食品加工以及其他领域中有着广泛的应用，作者粗略地总结归纳了阿拉伯树胶的收集制备情况及其性质和用途等，并对其应用前景进行展望。阿拉伯树胶系由阿拉伯、非洲及澳大利亚等地生长的胶树所得树胶的总称，被人们用作食品添加剂已有5 千多年的历史，之所以被称为“阿拉伯树胶”是因为要从阿拉伯地区的港口启运欧洲。直到今天，欧洲仍是阿拉伯树胶的主要出口地，其中以法国为最，2003 年进口1.2 万吨，而我国从苏丹进口也有将近60 吨。目前全世界年需要量仍保持在4、5 万吨。质量最好的阿拉伯树胶产自非洲
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1 阿拉伯树胶的收集制备及性质
1.1 收集制备
阿拉伯树胶是生长在中非、北非及印度尼西亚等热带地方的荆球花、阿拉伯胶树等的树干或树枝所分泌的胶状物。胶农通常是在每年10月中旬收胶，他们用树棍拍打胶树，直到树皮打破，树汁渗出，渗出的液体由于挥发作用而变干，渗出的胶体可长达1～2.54 cm，等到6周后，胶农开始割胶。每年收胶季节如此割胶3次，间隔3周。这样大约会持续到来年5月份。平均每年每棵树可产约250 g胶。胶农将阿拉伯树胶收上来卖给当地收购商人，再运往清洗棚进行筛选分级。原胶按三级分类：手工精选级、清洗级和筛选去杂级[2]。上好的阿拉伯树胶为半透明琥珀色。筛选分级后的原胶按50或100 kg麻袋包装卖给阿拉伯树胶公司(GAC)出口至世界各国。
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1.2 性质
阿拉伯树胶是一种水溶性的多糖物质，属水合胶体一族。其成品像小桃滴形或破碎体，颜色呈白色至深红色，有灰色、琥珀色、淡红色、深红色等，颜色愈淡愈好。新品外表平滑，内部透明；陈品外表多有裂纹，内部半透明，性脆，断面有光辉像玻璃。密度1.35～1.49 g·cm-3，溶解于甘油及水，不溶于有机溶剂。阿拉伯树胶区别于其他天然树胶的重要性质就在于它的高水溶性，溶解度可达50%以上，而其他树胶仅能达到5%，等级好的阿拉伯树胶其水溶液无色、无臭、味略甘，其他树胶在质量浓度为2%～5%时即形成凝胶，而阿拉伯树胶在质量分数高达30%的条件下，仍具有良好的牛顿流体的性质，且在切变率〔shear rate)发生变化时，其黏度几乎不变。这就使得阿拉伯树胶的用途极其广泛。阿拉伯树胶的性质与其他水合胶体如瓜尔豆胶和琼脂类等有极为明显的不同。一般来说，从化学结构上看，阿拉伯树胶属于一种复杂的多糖酸盐聚合物。由阿拉伯胶素酸(分子式为C10H18O9)的钾、钙、镁盐等转变为半乳糖和葡萄糖醛酸而形成的长链状聚合物。经水解分析，阿拉伯树胶分子中含质量分数39%的D-半乳糖(galactose)、 28%的L-阿拉伯糖(arabinose)、 14%的L-鼠李糖(rhamnose)、 17.5%的D-葡萄糖醛酸(glucuronic acid)以及1.5%的甲基葡萄糖醛酸。其中，半乳糖和鼠李糖是六碳糖，阿拉伯糖是五碳糖，多糖醛酸与Ca2+、Mg2+以及K+形成多糖酸盐。阿拉伯树胶的分子质量从2.6×104 到1.16×106 u 不等，平均分子质量在35×104 u。其化学结构非常复杂，至今尚未弄清[3]。
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2 用途
阿拉伯树胶的用途很广泛，可用作胶黏剂、保护胶剂、印花染料以及药物辅料等。如用于光学镜片、食品包装等的胶接，用作邮票、商标标贴的上胶材料。
2.1 在医药制剂中的应用
2.1.1 片剂
很早以前阿拉伯树胶就应用于糖衣片的制造中，现如今仍有应用。该技术首先将片芯用虫胶等包裹上一层膜，以防止片芯与糖衣液直接接触，然后再包第二层，此时应用到阿拉伯树胶的糖浆液，以及由糖粉、碳酸钙和阿拉伯树胶粉组成的混合物粉末。最后再进行包彩衣以及抛光等步骤，制成糖衣片 [4]。同样，在有些片剂的制造过程中，阿拉伯树胶通常也可代替淀粉用作黏合剂，已达到更强的黏合效果。一项由FDA 调查统计的资料显示，阿拉伯树胶可以应用于113 种NDA 支持的口含片中，51 种包衣片中，以及13 种缓释片中，可谓用途相当广泛[5]。
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2.1.2 丸剂
阿拉伯树胶在丸剂的制备中应用非常广泛。所谓丸剂，是指制成的呈圆形、卵圆形等形状的固体制剂，通过口服以产生药效的药物剂型。在制备过程中，阿拉伯树胶通常先配成溶液，主要有2 种形式：一种是质量分数为35%的阿拉伯树胶的水溶液；一种是以质量分数为80%的葡萄糖溶液作为溶剂配成质量分数为10%的阿拉伯糖浆液[6]。
2.1.3 乳剂
在乳剂的制备中，阿拉伯树胶是主要的辅料成分。在20 世纪前30 年里，药剂工作者已经学会将蓖麻油、鱼肝油、矿物油等制成乳剂，以使这些药物具有良好的口感。其制备方法是：将油、水、阿拉伯树胶以质量比为4∶2∶1 的比例在乳钵中研制而成。首先，将阿拉伯树胶与油在乳钵中研匀，制成均匀稠滑的混合物，然后在同向快速搅拌下，按比例一次性迅速加入水，迅速搅拌至产生噼啪声，这一步是关键性步骤，最终溶液变为乳白色。然后在形成的初乳中加入水至所需体积，制成乳剂。该法称为干胶法(又称为大陆制乳法)[7]。另一种制备乳剂的方法称为湿胶法(又称为英式制乳法)。制备方法是将阿拉伯树胶溶于同体积的水中，在乳钵中搅匀制成胶浆液，然后在同向迅速搅拌下加入少量的油溶性成分，制成初乳后，将剩下的油和水交替着加入到初乳中，快速搅拌至听到明显的噼啪声，制成乳剂[7]。
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湿胶法比干胶法费时费力，对技术方面的要求很高，因为乳滴随时可能会破裂。
2.1.4 微囊
微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒子的技术。包在微胶囊内部的物质称为“囊芯”，囊芯的材料(芯材)可以是固体、液体或气体。微胶囊外部由成膜材料形成的包覆膜称为“囊壁”。囊壁的材料(壁材)通常是天然的或合成的高分子材料，也可以是无机化合物。明胶、阿拉伯树胶是复合凝聚法制取微胶囊最早也是最常用的原料。其原理是当pH 值在明胶等电点以上时将明胶与阿拉伯树胶的水溶液混合，由于此时明胶与阿拉伯树胶粒子都带有负电荷，并不发生相互吸引的凝聚作用。而把溶液pH 值调到明胶等电点以下时，明胶粒子就会带正电荷，与带负电荷的阿拉伯树胶粒子相互吸引发生电性中和而凝聚，并对在溶液中分散的囊芯进行包覆形成微胶囊[8～11]。
2.1.5 巴布剂
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阿拉伯树胶与其他辅料混合可以用作巴布剂的基质。如马云淑等采用L9(34)正交实验法对黄连解毒巴布剂的基质进行筛选，结果认为阿拉伯树胶粉-明胶-甘油的质量比是1∶0.1∶2 为最佳配比选择。从黏结力及成型性上来看，阿拉伯树胶粉对黄连解毒巴布剂的影响最为明显[12]。
2.1.6 其他
阿拉伯树胶被广泛用作质地成构剂(texturizer)和包衣剂(coating agent)；另外，它最显著的特性是优等的乳化和稳定作用〔emulsifying and stabilizing properties〕。在喷雾干燥工业中，它是喷雾香精粉的乳化剂(emulsifier)和包裹剂(encapsulating agent)，它能非常有效地防止成品香精中精炼香精油的氧化[3]。
2.2 在其他行业中的应用
在干白、干红葡萄酒的酿造过程中，阿拉伯树胶与SO2 结合可使葡萄酒中的二价铁保持良好的稳定性[13]。袁永俊等利用阿拉伯树胶等对豆奶粉颗粒进行外涂膜以改善其流动性和分散性。结果表明，单独喷涂阿拉伯树胶能防止豆奶粉冲调结团并具有较好的防潮能力，同时喷涂阿拉伯树胶、羧甲基纤维钠、β-环糊精时，不但能防止豆奶粉冲调结团，而且豆奶粉的防潮能力也比单独喷涂效果好[14]。用阿拉伯树胶做成的印花浆，能使色泽均匀，尤以印淡色时最为显著[15]。阿拉伯树胶可单独与水配制，也可加入增塑剂、淀粉、黄耆树胶和百里酚等一起配制，具有极高的黏性，且具有保护胶体的性能。利用阿拉伯树胶的保护胶剂及胶黏剂这一特性，将其包裹在固体色素表面，在印刷字的表面形成一层光滑的保护膜，并且具有很强的黏性粘在纸上[16~18]。为发展珍珠贝养殖业，日本中央水产研究所的沼口藤之用阿拉伯树胶作乳化剂，以鳕鱼肝油为主要原料制成微胶囊饲料(GAM)，并用此种人工饲料进行了2次珍珠稚贝的饲养实验[19]。阿拉伯树胶在测定一些像铋、镉、锰、铕、铟等微量元素的含量过程中，具有增溶及增敏的作用[20~22]。另外，阿拉伯树胶在陶瓷[23,24]及电镀[25]等方面也有应用。
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3 展望
在我国，阿拉伯树胶作为众多的天然材料之一，必须从国外进口。有报道，在20 世纪90 年代中期，仅美国从苏丹进口的阿拉伯树胶就超过了45 000 吨，由于世界上出产阿拉伯树胶的国家很少，主要集中在苏丹，其良好的溶解性和黏度又是其他胶所不能替代的。而近几年由于恐怖组织的猖獗活动，使得阿拉伯树胶的供应更加受到限制[26]。尽管目前发现的新胶或某经修饰的化学物质可以直接应用到印染工业中，但是要相应用到食品及制药行业中，还得需要几年甚至几十年的时间，以确保它的安全性。近年有报道说，在某种程度上可以用CMC 代替阿拉伯树胶，但是要寻找阿拉伯树胶的完全替代品，还是有一段艰辛的路程需要走的。因此，作者认为，必须尽快寻找阿拉伯树胶的替代品，以适应现代工业飞速发展的需要。
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