《食品安全导刊》刊号:CN11-5478/R 国际:ISSN1674-0270

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复配食品乳化剂在食品生产中的应用

2019-07-01 14:10:56 来源: 食品原料ABC

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随着我国人民生活水平的不断提高,消费者对食品的需求不仅局限于要求营养价值丰富和合理,还要求食品能在外观、色、香、味、新鲜度等感官特征方面让人满意。为满足广大消费者的需求,一方面要控制和改良食品原材料、加工工艺、包装工艺及储藏方法等,另一方面需添加食品添加剂。

乳化剂作为一类食品添加剂,在食品加工工业中起重要作用,是现代食品工业的重要组成部分,约占食品添加剂总量的一半。乳化剂是一类具有亲水基和亲油基的表面活性剂,能降低油滴的表面活性张力,降低系统表面能,使分散体系得以稳定。乳化剂可使不溶于水的物质与水充分融合,增大两相界面,形成均一的乳浊液。乳化剂基于其表面活性性质和与食品组分的相互作用,不仅能在食品加工过程中起乳化、分散、润滑和稳定等作用,还可起到提高食品的品质和稳定性等作用。

1、乳化剂的分类

乳化剂种类繁多,可分为离子型、非离子型、天然3种。

离子型

离子型乳化剂又分为阳离子型和阴离子型两类。阳离子乳化剂主要为有机胺化合物的衍生物,主要包括胺盐和季铵盐。阴离子型乳化剂主要为非极性的烷烃基或环烃基和极性的羧基或磺酸基等形成的盐,主要包括脂肪酸皂、烷基磺酸盐、烷基芳基硫酸盐、磷酸盐等。

非离子型

非离子型乳化剂是品种最多的一类乳化剂,可分为聚乙二醇型和多元醇型两大类。聚乙二醇型非离子型乳化剂主要有聚氧乙基烷基苯基醚、壬基酚聚氧乙烯醚等。多元醇型主要有单硬脂酸甘油酯、单月桂酸丙二醇酯、蔗糖脂肪酸酯等。

天然乳化剂

天然乳化剂有卵磷脂、皂素、蛋白质分解物、羊毛脂、阿拉伯树胶等。卵磷脂主要来源大豆和蛋黄,大部分来自于大豆,称为大豆卵磷脂,又被称为新型维生素。卵磷脂是人工合成品以外唯一的两性乳化剂,也是唯一不限制用量的乳化剂,不仅具有较强的乳化、分散、湿润等作用,还有防止老化、抗氧化等重要的生理功能和独特的保健功能。大豆卵磷脂可用于巧克力、奶油、酥油和咖喱等,蛋黄卵磷脂用于冰淇淋的稳定。

2、食品乳化剂的复配原则

各种单一乳化剂往往有性质上的局限性,只有进行复配,才能充分发挥乳化剂的作用,取得协同效应。

常见的食品乳化剂复配一般有3种:

第1种类型是将不同性质的乳化剂品种复配,可产生协同增效作用;

第2种类型是将食品乳化剂与抗氧化剂、甜味剂、食用色素、防腐剂等不同功能的食品添加剂复配,对食品起多种功能作用;

第3种类型是根据食品加工工艺的特殊性和使用需求,以1种乳化剂为主,少量添加1~2种或多种辅助剂加以复配。

目前广泛使用的多为食品乳化剂和其他食品添加剂的复配类型。

食品乳化剂复配技术一般需通过大量实验确定配方,需对各种食品乳化剂的性质有全面了

解,掌握一定的复配原则和使用技巧,才能取得良好效果。

食品乳化剂复配的方法有以下几种:

(1)将2个亲水油平衡值HLB相差较大的非离子乳化剂复配。

其中HLB值小的亲油乳化剂,其尾进入油相;另一个 HLB值大的亲水乳化剂,其尾位于界面,这样错位组集增大了有效体积,更接近于临界值。

(2)采用离子和非离子乳化剂复配。

在生产实践中,一般来说非离子型乳化剂乳化能力较强,将离子型乳化剂和非离子型乳化剂混合使用,优于单用一种乳化剂,乳化活性和表面活性将会得到长时间的稳定。

(3)采用结构相似的乳化剂复配。

结构相似的乳化剂混合使用时,有较明显的协同效应,特别是当一种乳化剂为另一种乳化剂的衍生物时,按一定比例将这两种乳化剂混合使用能取得令人满意的效果。

3、食品乳化剂复配具体应用

1)食品乳化剂复配在防止淀粉老化中的应用

红芸豆淀粉中直链淀粉的含量较高,成品豆沙储藏售卖时易老化干硬,进而影响到食用价值。添加乳化剂防止淀粉的老化是目前淀粉制品抗老化的一种较常用的方法。乳化剂通过能促进直链淀粉与其他大分子物质的连接,防止直链淀粉的老化。

2)食品乳化剂复配在新型的功能性保健饮料中的应用

随着人们生活水平的提高和对红薯认识的进一步深化,红薯类饮料作为一种新型的功能性保健饮料,其丰富的营养和功能性成分正日益被人们所重视。目前人们对饮料的要求趋于营养保健和安全,复合饮料逐渐受到人们的喜爱。

选择花生与红薯搭配,能进一步提高氨基酸组成的均衡性和花生蛋白的利用率。通过使用食品乳化剂复配能保证其有较高的稳定性,较长的货架期和保质期。食品乳化剂复配配方为:海藻酸钠1 % ,羧甲基纤维素钠1 %,蔗糖酯SE1170用量0.8 %。此饮料营养较均衡全面,口感较好,稳定性强,具有良好的开发前景。

3)食品乳化剂复配在榛子蛋白饮料中的应用

植物蛋白中含大量亚麻酸和亚油酸,不含胆固醇,长期食用不会造成胆固醇沉积在血管壁,且能溶解已沉降的胆固醇;植物蛋白中还含较多的维生素,可防止不饱和脂肪酸氧化、防止血管硬化、减少褐斑,并且有预防老年病发生等作用,对于体内不含乳糖酶的人群,饮用植物蛋白饮料不会出现乳糖不适症。

研究发现使用当复配乳化剂(配方为乳化剂总量为0.25 %,HLB为12,含47.25 % 聚甘油脂肪酸酯,30 %单甘脂,22.75 %硬脂酰乳酸钠)效果明显优于单一乳化剂。

4)食品乳化剂复配在冰淇淋中的应用

食品乳化剂在冰淇淋冷冻过程中起到促进脂肪球凝聚的作用。冰淇淋的原料经过均质后,脂肪形成细小的脂肪粒子,乳化剂使脂肪粒子适度凝聚,形成立体网状结构,让气体能够进入冰淇淋并稳定存在其中,能改善冰淇淋的外观和口感。冰淇淋的膨胀率取决于进入冰淇淋中气体量的多少、气泡大小、均匀度及气泡的稳定存在状况等,冰淇淋企业的生产成本与膨胀率的大小直接相关,因而冰淇淋生产企业亟需不断研究提高冰淇淋膨胀率的技术。

目前冰淇淋生产中较常用的乳化剂有不饱和单甘脂、Tween80、Span 60等。

研究发现使用复配乳化剂(配方:0.1 %大豆肽(相对分子质量20000)、 0.075 %不饱和单甘脂、 0.0375 % Tween80和0.075 % Span 60)时软冰淇淋的膨胀率最高可达76.15 %,添加大豆肽复合乳化剂能提高软冰淇淋的膨胀率,并能保持软冰淇淋的良好口感。

5)食品乳化剂复配在巧克力中的应用

食品乳化剂能通过改变脂肪表面特性,使脂肪晶体大小和结晶特性改变。

研究发现,复配乳化剂种类和添加量均对CBS巧克力物性产生显著影响,可降低CBS巧克力硬度,改善巧克力浆料流变性质,其中,磷脂/Span 60复配添加使巧克力表面白化指数值增加趋势延缓,从而提高CBS巧克力晶体稳定性,起到较好的延缓起霜作用。

6)食品乳化剂复配在花生乳中的应用

花生乳是以优质花生为主要原料加工而成的一类营养性饮料。花生乳是一个复杂的多相热力学不稳定体系,在生产及销售过程中易出现脂肪上浮、蛋白质沉淀等不稳定现象,严重影响产品品质。

研究发现,在蔗糖脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯、黄原胶、瓜尔豆胶、结冷胶在添加量适宜时,对花生乳稳定性有良好的促进作用。乳化剂复配比例:蔗糖脂肪酸酯:单硬脂酸甘油酯为2:3,总添加量为0.06 %,黄原胶0.04 %,瓜尔豆胶0.02 %,结冷胶0.004 %。

花生乳的油脂含量较高,需要较多的亲油基才能使体系达到稳定状态,加入的单硬脂酸甘油酯是亲油型乳化剂,可使脂肪球的稳定性增强,脂肪球之间凝聚减少。黄原胶的添加对花生乳的乳析和沉淀有明显的缓解作用,从而使花生乳体系变成较稳定的状态。

7)食品乳化剂复配在奶油中的应用

搅打稀奶油是具有搅打起泡特性的一类乳制品, 可直接食用,也可用于冰淇淋、面包、蛋糕、色拉、汽水等的生产。黄油在常温下呈固体,适合远距离运输,且货架期长,对于批量生产搅打稀奶油,可大幅降低生产成本。用黄油和脱脂乳作为生产搅打稀奶油的主要原料已成为企业发展的趋势。

有学者研究了以黄油为原料生产的高温灭菌搅打稀奶油,搅打稀奶油主要由:黄油43.37 %,脱脂乳粉6.06 %,乳化剂0.50 %,增稠剂0.20 %,水49.87 %组成。实验结果表明,亲水型乳化剂蔗糖SE1670和亲油型乳化剂单甘脂对搅打稀奶油稳定性的促进效果最优,其最佳添加量均为0.2 %~0.3 %。当HLB为10时,稀奶油乳浊液的表观黏度最低,离心乳析率为0,脂肪附聚率为63 %,乳浊液的稳定性和搅打特性均处于较好的水平。

8)食品乳化剂复配在核桃乳中的应用

核桃乳中的脂肪和蛋白质含量较高,随着贮存期的增加,乳品中常常会出现沉淀层(蛋白质)和上浮层(脂肪),因此其生产中的关键问题是饮料的稳定性。添加乳化剂和增稠剂是解决蛋白饮料稳定性的有效办法,通过均质使乳化剂分布到脂肪球表面,从而降低脂肪球的表面张力,达到稳定化。

有学者研究了乳化剂和增稠剂对核桃乳稳定性的影响。实验结果表明:单硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯比例为4:6时乳化效果最好,添加量为0.1 %;增稠剂复合配方为海藻酸钠0.3 %、黄原胶0.15 %、果胶0.15 %,使用该乳化增稠剂生产的核桃乳,黏度适当、具有较高的稳定性,感官评价好。

4、结论

目前,食品乳化剂的复配已广泛应用于食品生产中,特别是在粮油食品、调制乳、植物蛋白饮料、冰淇淋等中应用更为广泛。食品乳化剂正向系列化、高效化、多功能化、使用方便等方向发展。

为开发使用方便、多功能化、多用途、营养化的食品乳化剂,食品乳化剂重组复配技术研究十分重要。我国食品乳化剂生产企业主要依靠经验进行复配,还缺乏必要的科学理论指导和先进测试仪器的辅助,所得产品质量和性能都不尽完善,不利于大规模推广和应用。因此加强乳化剂重组复配技术的理论研究显得尤其重要和迫切。

 
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