復配食品乳化劑在食品生產中的應用
隨著我國人民生活水平的不斷提高,消費者對食品的需求不僅局限于要求營養價值豐富和合理,還要求食品能在外觀、色、香、味、新鮮度等感官特征方面讓人滿意。為滿足廣大消費者的需求,一方面要控制和改良食品原材料、加工工藝、包裝工藝及儲藏方法等,另一方面需添加食品添加劑。
乳化劑作為一類食品添加劑,在食品加工工業中起重要作用,是現代食品工業的重要組成部分,約占食品添加劑總量的一半。乳化劑是一類具有親水基和親油基的表面活性劑,能降低油滴的表面活性張力,降低系統表面能,使分散體系得以穩定。乳化劑可使不溶于水的物質與水充分融合,增大兩相界面,形成均一的乳濁液。乳化劑基于其表面活性性質和與食品組分的相互作用,不僅能在食品加工過程中起乳化、分散、潤滑和穩定等作用,還可起到提高食品的品質和穩定性等作用。
1、乳化劑的分類
乳化劑種類繁多,可分為離子型、非離子型、天然3種。
離子型
離子型乳化劑又分為陽離子型和陰離子型兩類。陽離子乳化劑主要為有機胺化合物的衍生物,主要包括胺鹽和季銨鹽。陰離子型乳化劑主要為非極性的烷烴基或環烴基和極性的羧基或磺酸基等形成的鹽,主要包括脂肪酸皂、烷基磺酸鹽、烷基芳基硫酸鹽、磷酸鹽等。
非離子型
非離子型乳化劑是品種最多的一類乳化劑,可分為聚乙二醇型和多元醇型兩大類。聚乙二醇型非離子型乳化劑主要有聚氧乙基烷基苯基醚、壬基酚聚氧乙烯醚等。多元醇型主要有單硬脂酸甘油酯、單月桂酸丙二醇酯、蔗糖脂肪酸酯等。
天然乳化劑
天然乳化劑有卵磷脂、皂素、蛋白質分解物、羊毛脂、阿拉伯樹膠等。卵磷脂主要來源大豆和蛋黃,大部分來自于大豆,稱為大豆卵磷脂,又被稱為新型維生素。卵磷脂是人工合成品以外唯一的兩性乳化劑,也是唯一不限制用量的乳化劑,不僅具有較強的乳化、分散、濕潤等作用,還有防止老化、抗氧化等重要的生理功能和獨特的保健功能。大豆卵磷脂可用于巧克力、奶油、酥油和咖喱等,蛋黃卵磷脂用于冰淇淋的穩定。
2、食品乳化劑的復配原則
各種單一乳化劑往往有性質上的局限性,只有進行復配,才能充分發揮乳化劑的作用,取得協同效應。
常見的食品乳化劑復配一般有3種:
第1種類型是將不同性質的乳化劑品種復配,可產生協同增效作用;
第2種類型是將食品乳化劑與抗氧化劑、甜味劑、食用色素、防腐劑等不同功能的食品添加劑復配,對食品起多種功能作用;
第3種類型是根據食品加工工藝的特殊性和使用需求,以1種乳化劑為主,少量添加1~2種或多種輔助劑加以復配。
目前廣泛使用的多為食品乳化劑和其他食品添加劑的復配類型。
食品乳化劑復配技術一般需通過大量實驗確定配方,需對各種食品乳化劑的性質有全面了
解,掌握一定的復配原則和使用技巧,才能取得良好效果。
食品乳化劑復配的方法有以下幾種:
(1)將2個親水油平衡值HLB相差較大的非離子乳化劑復配。
其中HLB值小的親油乳化劑,其尾進入油相;另一個 HLB值大的親水乳化劑,其尾位于界面,這樣錯位組集增大了有效體積,更接近于臨界值。
(2)采用離子和非離子乳化劑復配。
在生產實踐中,一般來說非離子型乳化劑乳化能力較強,將離子型乳化劑和非離子型乳化劑混合使用,優于單用一種乳化劑,乳化活性和表面活性將會得到長時間的穩定。
(3)采用結構相似的乳化劑復配。
結構相似的乳化劑混合使用時,有較明顯的協同效應,特別是當一種乳化劑為另一種乳化劑的衍生物時,按一定比例將這兩種乳化劑混合使用能取得令人滿意的效果。
3、食品乳化劑復配具體應用
1)食品乳化劑復配在防止淀粉老化中的應用
紅蕓豆淀粉中直鏈淀粉的含量較高,成品豆沙儲藏售賣時易老化干硬,進而影響到食用價值。添加乳化劑防止淀粉的老化是目前淀粉制品抗老化的一種較常用的方法。乳化劑通過能促進直鏈淀粉與其他大分子物質的連接,防止直鏈淀粉的老化。
2)食品乳化劑復配在新型的功能性保健飲料中的應用
隨著人們生活水平的提高和對紅薯認識的進一步深化,紅薯類飲料作為一種新型的功能性保健飲料,其豐富的營養和功能性成分正日益被人們所重視。目前人們對飲料的要求趨于營養保健和安全,復合飲料逐漸受到人們的喜愛。
選擇花生與紅薯搭配,能進一步提高氨基酸組成的均衡性和花生蛋白的利用率。通過使用食品乳化劑復配能保證其有較高的穩定性,較長的貨架期和保質期。食品乳化劑復配配方為:海藻酸鈉1 % ,羧甲基纖維素鈉1 %,蔗糖酯SE1170用量0.8 %。此飲料營養較均衡全面,口感較好,穩定性強,具有良好的開發前景。
3)食品乳化劑復配在榛子蛋白飲料中的應用
植物蛋白中含大量亞麻酸和亞油酸,不含膽固醇,長期食用不會造成膽固醇沉積在血管壁,且能溶解已沉降的膽固醇;植物蛋白中還含較多的維生素,可防止不飽和脂肪酸氧化、防止血管硬化、減少褐斑,并且有預防老年病發生等作用,對于體內不含乳糖酶的人群,飲用植物蛋白飲料不會出現乳糖不適癥。
研究發現使用當復配乳化劑(配方為乳化劑總量為0.25 %,HLB為12,含47.25 % 聚甘油脂肪酸酯,30 %單甘脂,22.75 %硬脂酰乳酸鈉)效果明顯優于單一乳化劑。
4)食品乳化劑復配在冰淇淋中的應用
食品乳化劑在冰淇淋冷凍過程中起到促進脂肪球凝聚的作用。冰淇淋的原料經過均質后,脂肪形成細小的脂肪粒子,乳化劑使脂肪粒子適度凝聚,形成立體網狀結構,讓氣體能夠進入冰淇淋并穩定存在其中,能改善冰淇淋的外觀和口感。冰淇淋的膨脹率取決于進入冰淇淋中氣體量的多少、氣泡大小、均勻度及氣泡的穩定存在狀況等,冰淇淋企業的生產成本與膨脹率的大小直接相關,因而冰淇淋生產企業亟需不斷研究提高冰淇淋膨脹率的技術。
目前冰淇淋生產中較常用的乳化劑有不飽和單甘脂、Tween80、Span 60等。
研究發現使用復配乳化劑(配方:0.1 %大豆肽(相對分子質量20000)、 0.075 %不飽和單甘脂、 0.0375 % Tween80和0.075 % Span 60)時軟冰淇淋的膨脹率最高可達76.15 %,添加大豆肽復合乳化劑能提高軟冰淇淋的膨脹率,并能保持軟冰淇淋的良好口感。
5)食品乳化劑復配在巧克力中的應用
食品乳化劑能通過改變脂肪表面特性,使脂肪晶體大小和結晶特性改變。
研究發現,復配乳化劑種類和添加量均對CBS巧克力物性產生顯著影響,可降低CBS巧克力硬度,改善巧克力漿料流變性質,其中,磷脂/Span 60復配添加使巧克力表面白化指數值增加趨勢延緩,從而提高CBS巧克力晶體穩定性,起到較好的延緩起霜作用。
6)食品乳化劑復配在花生乳中的應用
花生乳是以優質花生為主要原料加工而成的一類營養性飲料?;ㄉ槭且粋€復雜的多相熱力學不穩定體系,在生產及銷售過程中易出現脂肪上浮、蛋白質沉淀等不穩定現象,嚴重影響產品品質。
研究發現,在蔗糖脂肪酸酯、單硬脂酸甘油酯、黃原膠、瓜爾豆膠、結冷膠在添加量適宜時,對花生乳穩定性有良好的促進作用。乳化劑復配比例:蔗糖脂肪酸酯:單硬脂酸甘油酯為2:3,總添加量為0.06 %,黃原膠0.04 %,瓜爾豆膠0.02 %,結冷膠0.004 %。
花生乳的油脂含量較高,需要較多的親油基才能使體系達到穩定狀態,加入的單硬脂酸甘油酯是親油型乳化劑,可使脂肪球的穩定性增強,脂肪球之間凝聚減少。黃原膠的添加對花生乳的乳析和沉淀有明顯的緩解作用,從而使花生乳體系變成較穩定的狀態。
7)食品乳化劑復配在奶油中的應用
攪打稀奶油是具有攪打起泡特性的一類乳制品, 可直接食用,也可用于冰淇淋、面包、蛋糕、色拉、汽水等的生產。黃油在常溫下呈固體,適合遠距離運輸,且貨架期長,對于批量生產攪打稀奶油,可大幅降低生產成本。用黃油和脫脂乳作為生產攪打稀奶油的主要原料已成為企業發展的趨勢。
有學者研究了以黃油為原料生產的高溫滅菌攪打稀奶油,攪打稀奶油主要由:黃油43.37 %,脫脂乳粉6.06 %,乳化劑0.50 %,增稠劑0.20 %,水49.87 %組成。實驗結果表明,親水型乳化劑蔗糖SE1670和親油型乳化劑單甘脂對攪打稀奶油穩定性的促進效果最優,其最佳添加量均為0.2 %~0.3 %。當HLB為10時,稀奶油乳濁液的表觀黏度最低,離心乳析率為0,脂肪附聚率為63 %,乳濁液的穩定性和攪打特性均處于較好的水平。
8)食品乳化劑復配在核桃乳中的應用
核桃乳中的脂肪和蛋白質含量較高,隨著貯存期的增加,乳品中常常會出現沉淀層(蛋白質)和上浮層(脂肪),因此其生產中的關鍵問題是飲料的穩定性。添加乳化劑和增稠劑是解決蛋白飲料穩定性的有效辦法,通過均質使乳化劑分布到脂肪球表面,從而降低脂肪球的表面張力,達到穩定化。
有學者研究了乳化劑和增稠劑對核桃乳穩定性的影響。實驗結果表明:單硬脂酸甘油酯和蔗糖脂肪酸酯比例為4:6時乳化效果最好,添加量為0.1 %;增稠劑復合配方為海藻酸鈉0.3 %、黃原膠0.15 %、果膠0.15 %,使用該乳化增稠劑生產的核桃乳,黏度適當、具有較高的穩定性,感官評價好。
4、結論
目前,食品乳化劑的復配已廣泛應用于食品生產中,特別是在糧油食品、調制乳、植物蛋白飲料、冰淇淋等中應用更為廣泛。食品乳化劑正向系列化、高效化、多功能化、使用方便等方向發展。
為開發使用方便、多功能化、多用途、營養化的食品乳化劑,食品乳化劑重組復配技術研究十分重要。我國食品乳化劑生產企業主要依靠經驗進行復配,還缺乏必要的科學理論指導和先進測試儀器的輔助,所得產品質量和性能都不盡完善,不利于大規模推廣和應用。因此加強乳化劑重組復配技術的理論研究顯得尤其重要和迫切。

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