Pupenių lipai

Pupenių lipai (), guaranas (), E412 – ankštinio augalo kampuotosios pupenės sėklų lipai, kurių pagrindinė medžiaga yra galaktomananas. Pupenių sėklos išlukštenamos, sumalamos, sijojamos, ir iš gautų miltelių gaunami pupenių lipai. Lipai paprastai būna birių balkšvų miltelių pavidalo.

Auginimas 
Kampuotosios pupenės daugiausia auginamos Indijoje ir Pakistane, taip pat JAV, Kinijoje, Australijoje ir Afrikoje. Indija kasmet užaugina 2,5-3,5 milijonus tonų pupenių, Tai apie 80% pasaulio pupenių produkcijos. 

Indijoje pagrindiniai pupenių auginimo regionai yra Radžastanas, Gudžaratas ir Harjana. Jodhpur, Sri Ganganagar ir Hanumangarh Radžastane yra svarbūs prekybos pupenėmis centrai. Hanumangarh ir Ganganagar vietovėse auginamos aukščiausios kokybės pupenės, iš kurių gaunami sparčiai hidratuojami lipai (.

JAV per paskutinius 5 metus užaugindavo nuo 4600 iki 14000 tonų pupenių. Vakarų Teksase paskutinius 50 m. augina iki 50 tūkst. akrų pupenių.

Pasaulinė pupenių lipų ir jų darinių produkcija yra apie 1 mln. tonų. Panaudojimas pramonėje sudaro apie 70% visos lipų paklausos. Dauguma lipų sunaudojama kaip propantus suspenduojanti medžiaga hidraulinio ardymo procesuose. 2012 m. pupenių kainos padidėjo 900-1000%. Pagrindinė šio kainų kilimo priežastis buvo atsargų kaupimas, vykdytas tokių naftos gavybos kompanijų kaip „Halliburton“ ir „Schlumberger“, ir baimė, kad neužteks pupenių lipų gręžiniams, nes Radžastane sausros. 2013 m. Indijoje pupenėmis buvo užsėti itin dideli plotai – jie padidėjo 21% ir buvo jau 10,6 milijonų akrų. Radžastanas, Harjana ir Gudžaratas – trys pagrindinės pupenes auginančios Indijos valstijos – pupenėmis užsėtais plotais viršijo jų žemės ūkio departamentų numatytus planus. Netradiciniai pupenių augintojai kitose Indijos valstijose 2013 m. taip pat susidomėjo pupenėmis.

Savybės

Cheminė sudėtis

Pupenių lipai yra polisacharidas, sudarytas iš monosacharidų galaktozės ir manozės. Skeletinė dalis yra tiesi grandinė iš β 1,4 sujungtų manozės liekanų, kur prie kas antros manozės 1,6 ryšiais prijungtos manozės liekanos, sudarančios trumpas šonines šakas.

Tirpumas ir klampumas
Pupenių lipai yra tirpesni nei saldžiosios ceratonijos lipai ir geresnis stabilizatorius, nes turi daugiau atsišakojančių galaktozės šakų. Pupenių lipai taip pat nėra savaime sudarantys gelį, kaip kad ceratonijų lipai. Tačiau paveikus boraksu ar kalciu pupenių lipų molekulės tinklėja ir sudaro gelį. Vandenyje šie lipai yra nejoniniai ir hidrokoloidiniai. Jų neveikia tirpalo joninė jėga  ar pH, tačiau jie degraduoja esant kraštutiniam pH ir temperatūrai (t. y., pH 3, kai temperatūra 50 °C). Pupenių lipai lieka stabilūs, kai tirpalų pH >5-7. Stiprios rūgštys sukelia hidrolizę ir naikina klampumą. Stiprūs šarmai didelėmis koncentracijomis irgi linkę mažinti klampumą. Lipai netirpūs daugelyje angliavandenilinių tirpiklių.

Pupenių lipai pasižymi didele struktūrine klampa. Jie yra labai tiksotropiniai, kai koncentracija viršija 1%, o kai ši mažesnė už 0,3%, tiksotropija yra menka. Pupenių lipų klampumas yra sinergiškas su ksantano lipais. Pupenių lipų ir micelinio kazeino mišiniai gali būti menkai tiksotropiniai.

Tirštinimas
Pepenių lipai ekonomiški, nes beveik 8 kartus geriau tirština vandenį negu kukurūzų krakmolas. Jo reikia labai nedaug, kad išgauti pakankamą klampumą. Jie gali būti panaudoti daugiafaziuose dariniuose: 
 kaip emulsiklis, nes padeda aliejaus lašeliams nesusilieti, ir/ar
 kaip stabilizatorius, nes padeda kietoms dalelėms nenusėsti.

Ledo kristalų augimas
Pupenių lipai lėtina ledo kristalų augimą, nes nespecifiškai lėtina medžiagų pernašą kietos ir skystos fazių skiriamajame paviršiuje. Šie lipai gerai stabilizuoja net keičiantis užšąlimo ir tirpimo ciklams.

Gamyba
Lipų gamybos technologija priklauso nuo to, kokio produkto reikia. Komercinėje gamyboje naudojami tokie etapai, kaip kepinimas, diferencinis trynimas, sijojimas ir poliravimas.

Maistinės kokybės pupenės perdirbamos etapais. Svarbi skaldytų pupenių sėklų atranka. Iš skaldytų sėklų atrenkamos tinkamiausios, po to mirkomos. Pradinio mirkymo stadija labai svarbi, nes nuo jos priklauso galutinio produkto hidratacijos sparta. 

Pakankamai išmirkytos skaldytos sėklos apdirbamos smulkinimo įrenginiu (). Smulkintos puselės sumalamos ir džiovinamos. Gauti milteliai sijojami sukamais sietais, kad miltelių dalelės būtų reikiamo dydžio. Per stambios dalelės smulkinamos pakartotinai.

Smulkinimas sumažina malimo įrenginio apkrovą, nes jei puselės būtų malamos tiesiogiai, malimo metu išsiskirianti šiluma sumažintų galutinio produkto hidratacijos gebą. 

Iš sveikų sėklų gaminant skaldytas gaunami šalutinis produktas – luobelės ir gemalai, kurie vadinami  'pupenių miltai'. Tarptautinėje rinkoje jie parduodami kaip galvijų pašaras. Pupenių miltai turi daug baltymų, taip pat turi aliejų. 

Pupenių lipai (E412) yra svarbus natūralus maisto priedas, turintis didelę mitybinę vertę. Maistinių pupenių lipų miltelių kokybė apibūdinama dalelių dydžiu, hidratacijos sparta, suteikiamu klampumu, mikrobiniu neužterštumu. Rupaus malimo pupenių lipai paprastai klampumą didina lėčiau, bet lengviau išmaišomi, nei smulkaus malimo lipai.

Komercinėje rinkoje pardavinėjami ir modifikuoti pupenių lipai – apdoroti fermentais, katijoniniai ir hidropropilinti pupenių lipai.

Pramoninis panaudojimas
  Tekstilės pramonė – glitavimas, apretavimas ir marginimas
  popieriaus pramonė – pagerina lapų formatavimą, lankstymą, sutankina paviršių spausdinimui
  Sprogstamųjų medžiagų pramonė – naudojami kaip atsparumą vandeniui didinantis priedas, maišomi į amonio nitratą, nitrogliceriną ir pan.
  Farmacinė pramonė – kaip rišiklis tablečių gamyboje ar kaip jų irimą spartinanti medžiaga; kaip ingredientas liuosuojančių vaistų gamyboje
  Kosmetikos ir higienos reikmenų pramonė – kaip tirštiklis dantų pastose, kondicionierius šampūnuose
  Dujų ir naftos gavyba – naudojamas hidrauliniame ardyme, tam sunaudojama apie 90% Indijoje ir Pakistane išgaunamų pupenių lipų
  Hidrosėja – tyrės su sėklomis sudarymui
 Slauga - kaip skysčių ir maisto tirštiklis pacientams su sutrikusiu rijimu
 Ugnies lėtiklių gamyba - kaip tirštiklis preparate Phos-Chek
 Nanodalelių gamyba - sidabro ir aukso nanodalelių gamyba, vaistų įvedimo nanotechnologijos

Maisto gamyba
Tradicinė didelė pupenių lipų rinka yra maisto pramonė. Įstatymiškai numatytos leidžiamos lipų koncentracijos maiste, pvz., JAV. Europoje pupenių lipams suteiktas kodas E412. Ksantano lipai ir pupenių lipai yra dažniausiai maiste naudojami lipai. 

Pupenių lipų panaudojimo būdai:
 Kepiniai – Didina tešlos išeigą, stangrumą, gerina tekstūrą, pailgina laikymo trukmę.
 Kepinių įdarai – Stabdo „ašarojimą“ (sinerezė), todėl kepinio plutelė išlieka traški. 
 Visų grūdo dalių duonos produktai – Tešlos iš visų grūdo dalių miltų pasižymi prastu kildinimo dujų sulaikymu. Pupenių lipų priedas gerina tokias tešlas ir leidžia joms kilti kaip ir tešloms iš paprastų miltų.
 Pieno produktai – Tirštinamas pienas, jogurtas, kefyras. Palaikomi ledų ir šerbetų vienalytiškumas ir tekstūra. Lipai tiem patiems tikslams naudojami ir augaliniuose pieno produktuose (sojos, kokoso). 
 Mėsos gaminiai – Naudojami kaip rišiklis. 
 Pagardai – Gerina mišrainių užpilų, padažų, kečupų ir pan. stabilumą ir išvaizdą.
 Konservuotos sriubos – Naudojami kaip tirštiklis ir stabilizatorius. 
 Taip pat naudojami sausosiose sriubose, dehidratuotose košėse, saldžiuosiuose desertuose, konservuotuose žuvų produktuose ir pan.

Nuorodos 

Maisto priedai
Polisacharidai