表面活性剂在食品工业中的应用2

发布时间：2024-11-17

2001年第1期热带农业工程9

表面活性剂在食品工业中的应用

潘江球

(华南热带农产品加工设计研究所　广东湛江　524001)

摘要:

食品制作中的一些特殊应用作了简要论述。

关键词:表面活性剂;食品工业

前言

(或界面)状态的物质都称为表面活性剂。表面活性剂能大幅度降低体系的表面(或界面)张力,使体系产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡、增溶等一系列作用。因此,在食品工业中,表面活性剂可作为乳化剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、粘度调节剂、杀菌剂等。

表面活性剂在食品工业中的使用是有严格限制的,不能对人体产生危害。联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO WHO)批准使用的表面活性剂有:甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆磷脂、乙酸及酒石酸一及二甘油脂、二乙酰酒石酸一及二甘油酯、柠檬酸酯、聚甘油脂肪酸及蓖麻酸脂、硬脂酰柠檬酸及酒石酸酯、硬脂酰乳酸钙(钠)、硬脂酰富马酸钠、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯(20)及(40)硬脂酸酯等。高分子表面活性剂,如海藻酸钠、果胶酸钠、卡拉胶、壳聚糖水溶性蛋白等。它们大多数是半合成的多醇类非离子型表面活性剂,其中大豆磷脂及一些高分子表面活性剂为天然物。

1　表面活性剂在食品工业中的主要作用

111　表面活性剂作乳化剂

乳化剂的分子内通常具有亲水基(羟基等)和亲油基(烷基),易在水与油的界面上形

成吸附层,属表面活性剂,可分为油包水型和水包油型两类。可用的乳化剂总数约65种,常用的有脂肪酸甘油酯(主要为单甘油脂)、

脂肪酸蔗糖酯、脂肪酸山梨糖醇酐酯、脂肪酸丙二醇酯、大豆磷脂、阿拉伯树胶、海藻酸、酪蛋白酸钠、明胶和蛋黄等。乳化剂能改善乳化体中各种构成相互之间的表面张力,使之形成均匀的分散体或乳化体,从而改善食品组织结构、口感和外观,提高食品保存性等。例如,在冰淇淋的生产中,冰淇淋产品质量的关键指标包括口感细腻、膨胀率高,通过使用合适的乳化剂,可提高发泡能力,改进组织的均匀性,从而得到高质量的冰淇淋。经过大量的研究得知,采用分子蒸馏单脂肪酸甘油酯和蔗糖酯适当混合能得到较好的效果。单甘酯是油包水型乳化剂,乳化性很强,其亲水亲油平衡值HLB=3～4,在冰淇淋制造时降低脂肪球的表面张力,给予亲水性,提高起泡能力。蔗糖酯是以蔗糖的OH基为亲水基,脂肪酸的碳链部分为亲油基的一种乳化剂,水溶液有粘性并有湿润性,对油和水有良好的乳化作用,其具有较强的亲水性,HLB值为3～15,在冰淇淋的生产中,可提高乳化稳定性和搅打起泡性。

表面活性剂作为乳化剂,在食品工业中起到极其重要的作用,为食品工业的发展提供了良好的条件,可以说食品加工中的各行各业都离不开乳化剂。下面简单叙述各种加

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工食品中使用乳化剂的主要作用。

面包、鸡蛋类:防止小麦粉中直链淀粉的疏水作用,从而防止老化、回生,降低面团粘度,便于操作,促使面筋组织的形成,提高发泡性,并使气孔分散、致密,促使起酥油乳化、分散,从而改善组织和口感。例如[1],在面包中加入面粉量的012%～013%的单甘酯,可有效地防止老化,使面粉变得柔软。添加面粉量012%～015%的蔗糖酯(HLB11以上),可提高发泡效果,并且有润湿性,使面包、蛋糕口感更绵软。

:,,,提、致密。

面条类:减少成品水煮时淀粉的溶出,降低损失,增强弹性、吸水性和耐折断性,提高面团的亲水性,降低面团粘度,便于操作。例如[1],在面条中加入小麦粉量013%～015%的大豆磷脂,可增强产品的韧性,即使煮熟后也不会延伸变形。

鱼肉糜、香肠等:使所加的油脂乳化、分散,提高组织的均匀性,有利于表面被膜的形成,以提高商品性和保存性。例如[1],在香肠中使用012%～015%的酪朊酸钠,可使脂肪分布均匀,增强肉的粘结性,用于鱼糕可增强弹性。据报道[4],Ellekjaer等人在生产香肠时试过将脱脂奶粉和乳清浓缩蛋白(WPC280)按1∶1的比例混合,发现此时香肠在蒸煮时损失最少,粘度损失最少,异味也最少,这里WPC280发挥了乳化作用,蒸煮后它裹住了水和脂肪,保持了产品的液汁。

糖果类:使所加油脂乳化、分散,提高口感的细腻性,可使表面起霜,防止与包装纸的粘连,防止砂糖(水相基)结晶。

胶姆糖:提高胶基的亲水性,防止粘牙,使各组分均质,防止与包装纸的粘连。例如[1],胶姆糖胶基使用HLB5～9的蔗糖酯,添加015%～3%作为乳化分散剂,使胶体容易捏和,防止坚硬性。添加单甘酯可防止食用

时粘牙。

果酱、果冻类:防止水分析出。如果冻中添加适量的卡拉胶,能有效地防止水分的析出。

冷冻食品:改善疏水组分的析水现象,从而防止粗大冰结晶的形成,如[1]添加015%的食用明胶于冰淇淋中,就可保护胶体,防止冰晶增大。

,使,。

巧克力:防止表面起霜,提高表面光泽度,降低粘度,提高耐热和保型能力。

冰淇淋:提高发泡能力,改进组织的均匀性,提高耐热性,保持“干燥感”。冻果汁露、起酥油:使人造奶油中的水分乳化、分散,防止水滴形成和分离,提高起酥、易分散能力,提高被加工物料的使用效果。

奶粉、可可粉等粉状制品:防止结块、结团,提高湿润时的分散性,提高脂肪的稳定性。

蛋黄酱、调味料:促使油脂乳化、分散,提高组织的均匀度和成品的保存期。112

　表面活性剂作增稠剂

增稠剂是能提高食品粘度或形成凝胶的一类添加剂,具有稳定乳化或悬浊状态的作用,属亲水性高分子化合物,一般称高分子表面活性剂,亦称粘度调节剂,胶凝剂和乳化稳定剂等。总数近40种,分天然和化学合成两类。天然增稠剂多数从含多糖类的粘质物的植物和海藻类制取,如淀粉,阿拉伯树胶、瓜尔豆胶、角叉菜胶、果胶、琼脂和海藻酸等。亦有从含蛋白质的动植物制取,如明胶、酪蛋白和酷蛋白酸钠等。亦有从微生物中制取的,如汉生胶(黄原胶)等。合成增稠剂,如羧甲基纤维素钠CMC、丙二醇酸藻蛋白酸酯、纤维素乙醇酸和聚丙烯酸钠、淀粉乙醇酸钠、淀粉磷酸钠、甲基纤维素和聚丙烯酸钠等。高分子表面活性剂一般具有以下特点:降低界面张力

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的能力小,多数不形成股束,渗透力弱,起泡力差,但形成的泡沫稳定,乳化力好,分散力和凝聚力优良。它们多被用于调味酱、果酱类、冰淇淋、罐头食品、糖果和速煮面等。例如,羧甲基纤维素钠,具有粘性、稳定性、薄膜形成性等特性,因而用于冰淇淋可改善保水性及组织结构,可作啤酒的泡沫稳定剂,用于果酱、奶油、花生白脱等可改善涂抹性。它的吸水后膨胀性强,不消化,用于饼干等可作减肥食品。

113等制作中物料的粘度,赋予良好的流动性,方便操作和物料输送。

表面活性剂和淀粉可形成络全体,能改善食品结构,提高食品质量,延长保鲜期等。最近,使用低碳脂肪酸进行单酰基甘油化的方法,申请了许多以己酸、辛酸、癸酸的单酰基甘油为中心的食品保藏专利。例如甘油一酸酯能与淀粉形成络合物,。。

在适淀粉晶粒吸水膨胀,破坏,即Α2化粒子,但其不易保存,添加基糖酯、甘油脂肪酸酯可保护淀粉的Α2化粒子,从而延长食品的保鲜期。例如[2]215%的蔗糖酯可使脂油面包的保鲜期延长5～6d;在蒸制米饭时,添加2%的蔗糖酯,可使米饭成饭体积增大20%,保鲜期由4h延长至48h。在焙烤食品中,乳清蛋白的功能包括了持水性、黏附性、塑性、起泡性、乳化性、扩展性,当然还有营养和风味,最近Flowers[5]工业有限公司的CharlieMoon研究认为乳清蛋白它的pH值低,可以作为未加防腐剂的面包类产品的防腐剂,它能满足所有的自然要求。

、起泡剂、消泡剂、杀菌剂等,还有延长食品保鲜期的作用。

表面活性剂作分散剂和润湿剂,可改进奶粉、可可粉等粉状食品的亲水性和分散性。全脂奶粉造粒时添加012%～013%的大豆磷脂,冲调时能迅速溶解而不结团。据报道[3],按重量计算,磷脂含量约为0135%～015%的制成品,可在不到10min内湿润和

分散在6℃水中,在室温下,其润湿性可保持稳定一年以上。湿润剂对复水后的饮料不会带来不良的味道或气味。可可粉粒子微细,表面覆盖一层油状薄膜,很难分散,用蔗糖酯可以改进其分散能力。在糕点、冰淇淋等的制作中,添加甘油一酸脂可提高脂肪的分散程度,产生细密的气孔形结构,提高食用质量。

在制作糕点和冰淇淋时,添加甘油脂肪酸、蔗糖脂可起发泡作用,有利于大量气泡的产生,而在炼乳和豆制品制作中,添加甘油脂肪酸脂有消泡作用。例如[3]美国专利4168323号和4253834号文件中所述的由糖醇、糖、食品的表面活性剂和食油或脂肪配制而成的胶质固体,作为起泡剂所制得的蛋糕

的密度为0124g cm,当不使用起泡剂时蛋

糕的密度为0147g cm。

蔗糖酯、聚甘油脂肪酸等可降低巧克力

2　表面活性剂在食品工业中的应用前景

　　表面活性剂在食品工业中的应用非常广

泛,在一些食品制作中添加表面活性剂,可以大大地改善加工条件,提高产品质量,延长食品保鲜期等。例如,冰淇淋的制作,没有表面活性剂,就无法控制产品的品质结构,无法提高膨胀率;又如微胶囊化技术,若没有表面活性剂的很好乳化性、成膜性,包埋就难以进行。总的来说,高质量的食品加工,是离不开表面活性剂的应用的。

表面活性剂的广泛应用,大大地推动了食品添加剂行业的发展。目前,世界食用乳化剂的年总需求量约为25万吨,其中需求量最大

12热带农业工程2001年第1期

芒果汁均质乳化试验

朱德明　陈　民　喻孟君　周慧莲　尹　平

(华南热带农产品加工设计研究所　广东湛江　524001)

摘要　取均质压力为10MPa、30MPa和50MPa,0101%103%,取芒果原浆含量为510%、715%和1010%,利用L9(34)正交试验表,的主次因素依次为增稠剂含量、均质压力、MPa、增稠剂含量为

0103%,180d,产品质量稳定,符合我国有

:;;;正交试验

　　一般芒果汁具有天然美丽的金黄色泽,如不经特殊方法处理,这种金黄色则不能在果汁中均匀分布,有色部分果汁会迅速沉淀,并出现分层现象,由此影响果汁的外观质量。有关资料介绍使用015%～1%的羧甲基纤维素钠(CMC—Na)可解决一般果汁的分层问题[1]。实验表明,对于芒果汁,羧甲基纤维素钠含量取015%时,可以实现芒果汁不分层,但是产品“糊口”和“挂壁”现象严重;使用高压均质机处理虽能有效地细化芒果汁中的纤维颗粒,但不能实现纤维颗粒的稳定分散;如芒果原浆含量高,则芒果汁分层量会相应

减少,但“糊口”现象却大大增加。为了解决芒果汁在贮藏期间的分层问题,笔者对影响芒果汁乳化性能的主要因素——均质压力、增

稠剂和原浆含量进行了正交试验[2],找到了影响芒果汁分层问题的主次因素及较优水平,将增稠剂含量降到最低,使产品质量有所提高。

1　材料与方法

111　试验材料

(1)选用芒果原浆作为芒果汁的试验材

料。

的是单甘酯,其次是蔗糖酯。增稠剂的世界年产量约240万吨(1985年)[1]。水溶性蛋白乳清制品的生产,美国有200多家厂家,它广泛地被应用在肉类加工和焙烤制品上。目前全世界乳清蛋白产量达70万吨[6]。随着人们生活水平的不断提高,人们对食品的营养、质量和品种多样化的需求不断提高,表面活性剂在食品工业中的应用将会得到更大的发展。

参

考

文

献

工业出版社,1989

2　侯万国,孙德军,张春光.应用胶体化学.科学出

版社,1998

3　[美]J1C1约翰逊.食品添加剂实用专利253项

(广东医药学院译).广东科技出版社,19914　美国乳品出口协会.乳清蛋白在肉类加工中的新

应用.国际食品,1999(2):8

5　美国乳品出口协会.乳清制品在焙烤上的应用,

1999(2):9