乳化剂
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《食品添加剂手册》第127页(3113字)
乳化剂是能改善乳化体中各种构成相(compentphase)之间的表面张力,形成均匀分散体或乳化体的物质。它能稳定食品的物理状态,改进食品组织结构,简化和控制食品加工过程,改善风味、口感、提高食品质量,延长货架寿命等。
乳化剂从来源上可分为天然物和人工合成品两大类。而按其在两相中所形成的乳化体系的性质又可分为水包油(O/W)型和油包水(W/O)型两类。
衡量乳化性能最常用的指标是亲水、亲油平衡值(HLB值)。HLB值低,表示乳化剂的亲油性强,易形成油包水(W/O)型体系;HLB值高,则表示亲水性强,易形成水包油(O/W)型体系。因此HLB值有一定的加和性,利用这一特性,可制备出不同HLB值系列的乳液。
食用乳化剂除具有乳化作用外尚有以下功能:
(1)与淀粉结合,防止老化,改善产品质构和口感,延长货架期。
(2)与蛋白质相互作用,增进面团的网络结构,强化面筋网,增强韧性和抗力,使蛋白质具有弹性,增加体积。
(3)防粘及防溶化。在糖的晶体外形成一层保护膜,防止空气及水分侵入,提高制品的防潮性,防止制品变形,同时降低体系的粘度,防止糖果溶化。
(4)增加淀粉与蛋白质的润滑作用,增加挤压淀粉产品的流动性而方便操作。
(5)促进液体在液体中的分散,制备O/W或W/O乳化体系,改善产品稳定性。
(6)降低液体和固体表面张力,使液体迅速扩散到全部表面,是有效的润滑剂。
(7)改良脂肪晶体。脂肪晶体有多种晶形,其中以β-晶形较为常见与稳定。由于其晶体粒子大,熔点高,不适于焙烤产品,容易产生“砂粒”,乳化剂可控制其晶体形状、大小和生长速度,稳定β′-晶形,使之转变成为β-晶形,改善以固体脂肪为基质的产品组织结构,对装饰用人造奶油、冰淇淋、巧克力等效果尤为显着。
(8)稳定气泡和充气作用。内含饱和脂肪酸的乳化剂,对水溶液中的泡沫有稳定作用,可做泡沫稳定剂,使产品形成坚固的气溶胶体,从而提高产品的多孔性,改良品质。
(9)反乳化-消泡作用。在某些加工过程中需要破乳化和消泡,而加入相反作用的乳化剂,可破坏乳液的平衡。含有不饱和脂肪酸的乳化剂,具有抑制泡沫的作用,可做消泡剂用于乳制品加工。
(10)抗腐败保鲜作用。乳化剂可有一定的抑菌作用,常以表面涂层的方法用于水果保鲜。
乳化剂在食品加工中的应用如下:
(1)焙烤食品及淀粉制品:调整面团、增加面筋网、促进充气、提高发泡性,使焙烤食品的结构细密;增大体积,使产品膨松柔软;保持湿度,防止老化,便于加工,延长货架寿命。
在糕点中使脂肪均匀分散,防止油脂渗出,改善口感,提高脆性,并能减少蛋的用量。用量一般为0.3%~1%。
(2)冰淇淋:增强乳化、缩短搅拌时间。有利于充气和稳定泡沫,使制品产生微小冰晶和分布均匀的微小气泡,提高比体积,改善热稳定性,从而得到质地干燥、疏松、保形性好、表面光滑的冰淇淋产品。用量为0.2%~0.5%。
(3)人造奶油:改善油水相溶,将水分充分乳化分散,提高乳液的稳定性。用量为0.1%~0.5%。
(4)巧克力:增加巧克力颗粒间的摩擦力和流动性,降低粘度,增进脂肪分散,防止起霜。提高热稳定性,提高产品表面光滑度。
(5)糖果:使脂肪均匀分散,增加糖膏的流动性,易于切开和分离,提高生产效率,增进产品质地,降低粘度,改善口感。
(6)口香糖:提高基料混溶性、均匀性;改善可塑性、脆性;防止生产时的粘着,从而提高生产效率;改善香料的乳化和分散,增进风味。一般油包水型乳化剂效果更佳。用量为0.5%~1%。
(7)植物蛋白饮料:稳定油脂不分层,制备稳定的乳液。
(8)乳化香精:稳定天然香料油的乳化,防止制品中香料的损失。
(9)其他:在调味品中作为水不溶物的增溶与分散剂。用于方便食品能提高其速溶性,延长保存期等。
使用注意事项:
(1)不同HLB值的乳化剂可制备不同类型的乳液,选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保证。
(2)由于复合乳化剂有协同效应,通常多采用复配型乳化剂,但在选择乳化剂“对”时,要考虑高HLB值与低HLB值相差不要大于5,否则得不到最佳稳定效果。
(3)乳化剂加入食品体系之前,应在水或油中充分分散或溶解,制成浆状或乳状液。乳状液的制备方式主要有两种方法:
①乳化剂直接溶于水中,在激烈搅拌下将油加入。
②乳化剂溶于油相(加热),将水直接加入(或上述混合物直接加入水中)。
食品乳化剂需求量最大的为脂肪酸单甘油酯,其次是蔗糖酯、山梨糖醇酯、大豆磷脂、丙二醇脂肪酸酯等。
蔗糖酯由于酯化度可调,HLB值宽广,既可成为W/O型,又可成为o/W型,为当前世界上颇为引人注目的乳化剂。
大豆磷脂是天然产物,它不仅具有极强的乳化作用,且兼有一定的营养价值和医药功能,是值得重视和发展的乳化剂,但在磷脂的提纯以及化学改性方面尚需加强研究。
山梨醇酯类开发较早,用于食品工业历年消耗量约占食品乳化剂总量的10%。
以甘油酯为主体的系列产品的开发应用为正在发展阶段,目前欧美各国甘油酯衍生物的消费量约占总消费量的20%,其中聚甘油酯由于其HLB值范围宽,乳化能力强,用量不断增加。食品乳化剂的应用开发现已由单一品种的需求结构趋向于复配型,即生产几种基本乳化剂将其复合搭配出许多的品种,发挥其协同效应。我国广泛应用的乳化剂复配产品有面包改良剂、蛋糕发泡剂等。
乳化剂是消耗量较大的一类食品添加剂,各国许可使用的品种很多,现就我国许可使用的品种介绍如下。