75乳化剂

5.3乳化剂5.3.1概述乳化剂凡是添加少量即能使互不相溶的液体（如油和水）形成稳定乳浊液的食品添加剂称为乳化剂。在食品添加剂中，乳化剂的用量约占1/2，是食品添加剂中用量最大的品种。目前主要是天然乳化剂大豆磷脂和脂肪酸多元醇酯及其衍生物。5.3.2大豆磷脂Lecithin（1）性质与用途大豆磷脂又称大豆卵磷脂或简称磷脂，为淡黄色或褐色透明或半透明的粘稠物质。浓缩大豆磷脂（液态状）粉末磷脂它是大豆油生产中的副产品，是一种天然的表面活性剂。其主要成分是卵磷脂（24%）、脑磷脂（25%）、肌醇磷脂（33%）、丝氨酸磷脂和少量糖酯，此外还含有35%～40%的油。其结构式：OCOR1OCOR2OPO(OH)OM式中R1和R2是饱和或不饱和的烃基。工业主要产品为：浓缩大豆磷脂、食品级精致大豆磷脂、粉末磷脂、改性磷脂（水溶性）等。大豆磷脂作为乳化剂，具有优良的乳化性、抗氧化性、分散性和保湿性，已广泛用于食品、速溶奶、人造奶油、颗粒饮料、营养乳化剂等方面。磷脂是营养价值很高的物质，广泛用于食品工业上，如人造奶油、烘焙食品、糖果、饮料等。人造奶油是油水两相的混合物，在没有乳化剂条件下是不相溶的。磷脂作为乳化剂、能使油相和水相形成稳定的乳胶体，在特定的工艺条件下磷脂能使人造奶油形成W/O型（油包水）。目前在生产人迼奶油时磷脂作为重要的乳化剂之一。在面包、饼干和糕点的面团中添加磷脂，利用其乳化性质。可改进面团吸水作用，使面粉、水、油脂易于混合均匀，增强起酥性，增大制品的体积，提高营养成分，使食品酥脆，美味可口。ADI没有规定。（2）合成工艺产品水、助剂脱胶油粗油水化分离粗磷脂脱水脱色干燥水H2O2①脱胶过程有间歇法和连续法。间歇法：毛油升温至70-82℃，然后加入2%-3%的水和一些醋酐，搅拌，在反应釜水化反应30-60min，物料送入脱胶离心机。加水应尽量少，以使胶质沉淀为准。水若过量，不但油会更多的参与水化反应而引起不必要的损失，而且还会影响磷脂的质量。连续法：脱胶在管道中进行，连续水化、脱胶工艺具有高功效、低能耗、质量稳定、操作方便、无污染和占地面积少等优点。②脱水过程毛油脱胶后的粗磷脂，必须经过提浓设备进行脱水处理。脱水有间歇法和连续法。间歇法是在65-70℃下真空蒸发；连续脱水在薄膜蒸发器内进行，2.0-2.7kPa的压力下，115℃蒸发2min。最终产品含水量可小于0.5%。脱水后的物料必须迅速冷却至50℃以下，以免颜色变深。由于胶状磷脂一般贮存时间要超过几个小时，为防止细菌的腐败作用，常在湿胶中加入稀释的双氧水，达到抑制细菌的作用。③脱色过程采用3%H2O2，用量为1.5%时，一次脱色色度可减少14。采用1.5%的过氧化苯甲酰，两次脱色色度可减少12。H2O2对处理黄色十分有效；过氧化苯甲酰对处理红色更有效。上述两种脱色剂一起使用，可得到颜色相当浅的磷脂。脱色温度在70℃为最适宜。也可用次氯酸钠或活性炭脱色。④干燥常将磷脂进行分批干燥，真空干燥最合理。要注意的是防止泡沫的产生，时间3-4h。也可用薄膜干燥法。⑤精制精制目的是将存在于粗磷脂中的油、脂肪酸等杂质除去。一般采用丙酮精制处理。粗磷脂与丙酮按1：（3-5）的比例在冷却下进行搅拌混合，油、脂肪酸可溶于丙酮，磷脂沉淀，液固分离，同样液固萃取3次，直至磷脂搅拌成粉末状为至。再经真空干燥（47.4kPa，60-80℃）至无丙酮味。也可用混合溶剂（己烷：丙酮：水=29.5：68.0：2.5，体积比）处理，产品纯度可达99%。还可用CaCl2、Al2O3等进行精制处理。(3)大豆磷脂改性大豆磷脂与乙酰化剂发生乙酰化反应而改性，在吸潮、风味、色泽特别是乳化、亲水性、抗氧化性方面较精制大豆磷脂均有改善，是一种优良的功能性食品添加剂。外观为浅黄色粉末状产品。5.3.3脂肪酸甘油酯（Glyceride）（1）性质与用途这是一类使用量最大的乳化剂。甘油和脂肪酸反应，可以生成单、双和三酯，三酯没有乳化能力，双酯的乳化能力也只有单酯的1%以下，最常用的为单酯-甘油单硬脂酸。单脂肪酸甘油酯，简称单甘酯，它是一种重要的食品添加剂，广泛用于起酥油、糕点、面包、糖果、冰淇淋中作乳化、起泡、防结晶、抗老化作用。单甘酯按纯度分，可分为粗单甘酯和高纯度单甘酯，粗单甘酯的含量在40%～50%的单双混合酯（MDG），高纯度单甘酯的含量在90%以上(DMG)，单甘油酯的HLB值为2-3，为W/O型乳化剂。目前世界公认成熟先进的技术是用分子蒸馏技术蒸馏单甘酯。脂肪酸甘油酯的性质依脂肪酸的种类而异，一般为白色至淡黄色粉末、片状或蜡状半流体和粘稠液体，无臭、无味，或具有特异的气味。可溶于乙醇，与热水混合经强烈搅拌可以乳化。ADI不需特殊规定。（2）生产方法①直接酯化法以甘油与硬脂酸在催化剂下直接酯化而得。硬脂酸熔油真空产品混合酯化冷却浇盘甘油NaOH生成水冷凝酯化反应条件：200型硬脂酸：甘油=1：1.2（摩尔比），催化剂NaOH的加入量为硬脂酸的0.1%，真空下反应，温度160-230℃，230℃下保温1h，至游离酸小于2.5%，方可结束反应进行浇盘。一般产品中单酯的含量为40-60%。②甘油醇解法产品硬化油酯交换脱臭甘油，Cu(OH)2反应釜：Cu(OH)2催化剂用量0.06-0.1%，温度：180-185℃；通入N2；时间：5h；在N2流下冷却至100℃出料，得单酯含量为40-60%的产品，若经分子蒸馏，可得乳白色粉末状单甘油酯。5.3.4蔗糖脂肪酸酯蔗糖脂肪酸酯是一种性能优良高效而安全的乳化剂，蔗糖脂肪酸酯是以蔗糖部分为亲水基，长碳链脂肪酸部分为亲油基。蔗糖单酯易溶于水，而二酯、三酯和多元酯却难溶于水，可溶于油类和非极性溶剂中。蔗糖酯的HLB值可以为1-16。在体内它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一种安全、无毒、无刺激，且易被生物降解的表面活性剂，因此在食品中的使用没有限制。5.3.5失水山梨醇脂肪酸酯失水山梨醇脂肪酸酯的商品名为司盘（Span），其结构通式为：OOHOHOHCH2O-RR为脂肪酰基司盘类乳化剂常温下在不同的pH值溶液中稳定，与高浓度电解质共存时也较稳定。常用的司盘类乳化剂HLB值为4-8。其产品以脂肪酸来划分，Span20（月桂酸12C），Span40（棕榈酸14C），Span60（硬脂酸18C），Span80（油酸18烯酸）等，最常用的为Span60、Span80。司盘类乳化剂在碱催化下与环氧乙烷起加成反应，可得到Tween（吐温）类乳化剂。这类乳化剂的HLB值为16-18，亲水性好，乳化能力很强，但产品有不愉快的气味，用量过大则口感发苦。Tween60是聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯，为淡黄色膏状物，HLB值为14.6；Tween80是聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯，为淡黄色油状物，HLB值为15.0。常温下耐酸碱和盐，ADI为0-25mg/kg。5.4酸味剂调味剂主要有酸味剂、甜味剂、鲜味剂、咸味剂和苦味剂等。其中苦味剂应用很少，咸味剂（一般使用食盐）我国并不作为食品添加剂管理。以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂称为酸味剂。酸味能促进唾液、胃液、胆汁等消化液分泌，具有促进食欲和助消化作用，其主要作用还有调节食品的pH值、用作抗氧化剂的增效剂、防止食品酸败或褐变、抑制微生物生长及防止食品腐败等。酸味剂主要有有机酸类：柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、富马酸和己二酸；无机酸类：食用磷酸、碳酸等。5.4.1柠檬酸柠檬酸为无色透明结晶或白色粉末，有温和爽快的酸味，普遍用于各种饮料、汽水、葡萄酒、糖果、点心、饼干、罐头果汁、乳制品等食品的制造。柠檬酸的化学名称为2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸(或称为3-羟基-3-羧基-1,5-戊二酸)，别名枸橼酸，分子式为C6H8O7·H2O，结构式如下：5.4.2苹果酸苹果酸化学名称为羧基丁二酸或羟基琥珀酸，分子式为C4H6O5，系一种白色或荧白色固体。它有特殊的苹果酸香味。广泛用作酸奶、汽水、冰淇淋、口香糖、番茄酱、果酱、醋、果酒、人造奶油等。苹果酸使用效果比柠檬酸好，酸味浓，有接近天然果汁的口感，pH调节效果好。用它代替柠檬酸作酸味剂，用量可节约20%。而且能掩盖一些蔗糖代替物所产生的异味。ADI：不需特殊规定。合成方法如下：思考题用方块图表示大豆磷脂的生产工艺？乳化剂在食品生产中有哪些用途？主要的品种有哪些？