摘要：乳化劑在食品中有著廣泛的應(yīng)用。本文主要綜述了乳化劑的乳化原理；乳化劑的應(yīng)用；乳化劑的功能以及食品中常見的幾種乳化劑；并預(yù)測(cè)了乳化劑的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：乳化劑；食品工業(yè)；應(yīng)用.
乳化劑作為一類食品添加劑，在食品工業(yè)中扮演著重要的角色，它是現(xiàn)代食品工業(yè)的重要組成部分，在食品工業(yè)中的需求量約占添加劑的50%[1]?；谄浔砻婊钚孕再|(zhì)和與食品組分的相互作用，乳化劑不僅在各種原料混合、融合等一系列加工過程中起乳化、分散、潤(rùn)滑和穩(wěn)定等作用，而且還可以改進(jìn)和提高食品的品質(zhì)和穩(wěn)定性。比如，它可以使食品舌感潤(rùn)滑、保持質(zhì)感，還被用作蛋糕的起泡劑、豆腐的消泡劑等。在面包生產(chǎn)中，乳化劑可以保護(hù)淀粉粒，防止老化，從而使面包食感得到改良，并在防氧化、抗菌和品質(zhì)等方面得到改善。
乳化劑的種類繁多，天然乳化劑有卵磷脂、皂素、蛋白質(zhì)分解物等；人工合成的則有脂肪酸甘油酯、脂肪酸蔗糖酯等。乳化劑不只是單一物質(zhì)，為了各種用途及相乘效果，也有各種混合乳化劑，其特性以和HLB值(親水、親油性), 表示，親水基為0時(shí)，HLB值為0，而親水基100%時(shí)，HLB值為20[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代食品乳化劑有136種，我國(guó)允許使用的乳化劑有29種，用量最大的依次為：分子蒸餾單甘酯、蔗糖酯、大豆磷脂。
1. 乳化劑的乳化原理
乳化劑是一種表面活性劑，既有親水基團(tuán)，又有親油基團(tuán)，兩者分別處于兩端，形成不對(duì)稱的分子結(jié)構(gòu)?？蓪煞N不溶物質(zhì)“吸附”在一起。
1.1 液體物料中的乳化原理
在兩種不相混合的液體中（如油和水），乳化劑分子能吸附于液體界面上，并定向排列，親水基團(tuán)指向水相，疏水基團(tuán)指向油相，通過乳化劑的“架橋”作用，使水和油兩相緊密地融合在一起。
1.2 固體物料中的乳化原理
乳化劑與食品中的蛋白質(zhì)、淀粉、脂類作用，改善食品結(jié)構(gòu)。碳水化合物是多羥基的醛、酮或多羥基醛、酮的縮合物。由于單糖及配糖鏈的結(jié)構(gòu)特性，故碳水化合物能夠形成親水和疏水區(qū)域，因此，乳化劑與碳水化合物的相互作用有兩種，即通過氫鍵產(chǎn)生的親水相互作用及由疏水鍵產(chǎn)生的疏水相互作用。借助氫鍵的形成，乳化劑可加成在支鏈淀粉的外部分枝上，形成支鏈淀粉——乳化劑復(fù)合體。單糖或低聚糖有良好的水溶性，沒有疏水層，因此與乳化劑不發(fā)生疏水作用。而高分子多糖則不然，它與乳化劑發(fā)生疏水作用[3]。
2. 乳化劑的應(yīng)用
在食品工業(yè)中，乳化劑的主要作用是乳化，其不僅能提高食品質(zhì)量，延長(zhǎng)食品儲(chǔ)藏期，改善食品的感官性狀，而且還可以防止食品變質(zhì)，便于食品的加工和保鮮，有助于新型食品的開發(fā)。目前，乳化劑在食品工業(yè)的需要量約占食品添加劑總量的1/2，在食品中占有相當(dāng)重要的地位。見表格一。
表一乳化劑在食品加工中的作用
3 乳化劑的功能
各種乳化劑在不同食品中發(fā)揮著各種各樣的功能，對(duì)任一類乳化劑，通過改變配方或改進(jìn)工藝，都可得到具有不同特征的產(chǎn)品以滿足生產(chǎn)的需要[4]，乳化劑在食品中的主要功能如下。
3.1 與淀粉的絡(luò)合
乳化劑可以和淀粉絡(luò)合形成淀粉乳化劑絡(luò)合物，這一反應(yīng)與乳化劑絡(luò)合淀粉酶的能力有關(guān)。乳化劑的這一性質(zhì)可以延緩面包、饅頭等食品中淀粉的老化，降低淀粉基食品復(fù)水時(shí)的黏性，如用于快餐土豆泥、速食方便面以及其他面團(tuán)食品。
3.2 與蛋白質(zhì)相互作用
乳化劑能和蛋白質(zhì)相互作用，形成氫鍵或偶聯(lián)絡(luò)合物[4]，如和小麥面筋作用，起到面團(tuán)調(diào)理作用，可改善蛋白質(zhì)的彈性，使烘焙食品體積較大和具有較好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
3.3 控制脂肪結(jié)晶
乳化劑在以脂肪為基料的涂層中，可控制脂肪結(jié)晶粒度的大小，改善乳化性能，提高烘焙食品的質(zhì)量。
3.4 調(diào)節(jié)黏度
某些乳化劑能夠?qū)Ψ稚⒂谥局械奶蔷w粒產(chǎn)生影響，通過涂覆固體微?；蛉〈制鸨砻婊钚詣┑淖饔茫档皖w粒之間的摩擦力，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的黏度[4]，這一性質(zhì)在糖果工業(yè)中對(duì)生產(chǎn)巧克力及其類似產(chǎn)品具有重要的作用。
3.5 發(fā)泡和充氣
乳化劑中的飽和脂肪酸鏈能穩(wěn)定液體泡沫，因此，在許多方便食品中可作為攪打劑使用。
3.6 潤(rùn)滑作用
某些乳化劑對(duì)擠壓淀粉食品的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生重要的影響，同時(shí)，也會(huì)影響到擠壓器的生產(chǎn)能力。如大豆磷脂可作面包、蛋糕和糖果等食品的脫模劑。植物性乳化劑可代替烘焙食品和非乳食品中的油脂成分。如甘油單酸酯和甘油二酸酯乳化劑可以代替或減少糕點(diǎn)、餅干、冷凍食品和植物性基非乳食品中的部分起酥油含量。根據(jù)食品種類的不同，可不同程度地減少其中的油脂和熱量[5]。
4 我國(guó)常見的幾種乳化劑
4.1 脂肪酸甘油酯
單硬脂酸甘油酯廣泛應(yīng)用于多種食品加工中,既可單獨(dú)使用,亦可與其它乳化劑(如蔗糖酯、卵磷酯等) 配合使用。除具有乳化作用外,還具有發(fā)泡、消泡、防粘、防脂肪凝聚、防老化及改善食品口味、提高質(zhì)量的作用。單甘油脂主要用于面包、糕點(diǎn)、冰淇淋等的乳化，以及豆腐制造中的消泡。
三聚甘油單硬脂酸酯可在冷飲及冰淇淋中應(yīng)用、在烘烤食品中等應(yīng)用，因?yàn)榫哂卸嗔u基的作用,使三聚甘油單硬脂酸酯具有較好的親水性,經(jīng)過強(qiáng)力攪拌或震蕩可形成較好的乳化分散體系。
4.2 分子蒸餾單甘酯
它具有乳化、分散、穩(wěn)定、起泡、消泡、抗淀粉老化等作用,能夠改善食品加工工藝,提高食品品質(zhì),延長(zhǎng)保質(zhì)期 [6]。
4.2.1方便面中的應(yīng)用
方便面作為一種快餐食品,越來越受到廣大消費(fèi)者的歡迎。分子蒸餾單甘酯添加到方便面中,其烴鏈(即親油基部分) 進(jìn)入直鏈淀粉內(nèi)的空間結(jié)構(gòu),形成了一種較為穩(wěn)定的淀粉配合物。這種獨(dú)特的配合結(jié)構(gòu),能提高制品的復(fù)水性,縮短復(fù)水的時(shí)間,改善方便面的組織口感,防止貯存后方便面復(fù)水性能下降而導(dǎo)致品質(zhì)劣變;由于分子蒸餾單甘酯能加強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度和彈性,降低了面團(tuán)的粘度,油炸時(shí)油很難滲透到面條內(nèi)部,能降低生產(chǎn)中的耗油量,降低生產(chǎn)成本。此外,分子蒸餾單甘酯能與抗氧化劑產(chǎn)生協(xié)調(diào)增效作用,可以大大延緩油脂的酸敗[7]。
4.2.2糕點(diǎn)中的應(yīng)用
分子蒸餾單甘酯與蔗糖酯、丙二醇酯等乳化劑合用,是制作糕點(diǎn)的起泡劑。蔗糖單甘酯能促進(jìn)蛋白起泡性,在制作蛋糕時(shí)能形成“蛋白———單甘酯”的復(fù)合體,有效地幫助蛋糕攪動(dòng)起泡,產(chǎn)生穩(wěn)定的氣泡膜,從而制出穩(wěn)定細(xì)小氣泡、容積明顯增大的糕點(diǎn)。
4.2.3烘烤食品中的應(yīng)用
分子蒸餾單甘酯是制作優(yōu)質(zhì)面包等烘烤食品的重要乳化劑。乳化劑通過與淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪作用,能增加面團(tuán)的耐揉性和耐機(jī)械加工性、面團(tuán)對(duì)配料變化的耐變性;減少醒發(fā)后的面團(tuán)在傳送時(shí)的“面團(tuán)塌陷和破裂”現(xiàn)象;有助于達(dá)到最大的面團(tuán)吸水率,并獲得較高的產(chǎn)品得率和產(chǎn)品質(zhì)量;抗老化作用或軟化面包組織的功能而延長(zhǎng)面包保鮮期;改進(jìn)面包體積、面包瓤結(jié)構(gòu)、面包內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)地、面包包皮特性和其他質(zhì)量特征。
4.2.4糖果、巧克力中的應(yīng)用
利用蒸餾單甘酯作乳化劑和增塑劑,可防止奶油糖、太妃糖等糖果產(chǎn)生油脂分離現(xiàn)象,提高糖果的防潮性,減少變形,防止粘紙粘牙,改善口感,分子蒸餾單甘酯能抑制巧克力油脂結(jié)晶,防止巧克力起霜,提高巧克力脆性。有效地防止受潮受熱變軟而影響品味。蒸餾單甘酯是膠姆糖的良好增塑劑,賦予膠姆糖、泡泡糖更佳的柔軟性和可塑性,更佳的咀嚼口感。
4.2.5冰淇淋中的應(yīng)用
分子蒸餾單甘酯是制作優(yōu)質(zhì)冰淇淋最理想的乳化劑和穩(wěn)定劑。添加到冰淇淋中可改進(jìn)脂肪在混合料中的分散性,使脂肪粒子微細(xì)、均勻分布;防止或控制粗大冰晶形成,賦予冰淇淋細(xì)膩的組織結(jié)構(gòu)和好的干性度;改善冰淇淋穩(wěn)定性和保形性;防止貯藏過程中收縮變形,改善口融性。分子蒸餾單甘酯與海藻酸鈉、果膠等同用,效果更佳。分子蒸餾單甘酯的添加量為冰淇淋原料總重量0.5 %左右。
4.2.6 飲料中的應(yīng)用
分子蒸餾單甘酯添加到含油脂或蛋白質(zhì)的飲料中如豆奶、花生奶、可可奶、乳酸奶等,可顯著提高溶解度和穩(wěn)定性,防止沉淀、分離現(xiàn)象,延長(zhǎng)貨架壽命。
普通膠體類穩(wěn)定劑、增稠劑,在高溫情況下易致分子降解,影響飲料的均質(zhì)效果。而分子蒸餾單甘酯能耐受高溫,可適合各種飲料生產(chǎn)。配合酪酸鈉等乳化劑同用,適當(dāng)提高均質(zhì)壓力,則乳化效果更佳。分子蒸餾單甘酯還可以用于生產(chǎn)飲料用的乳化香精。
4.2.7食用油脂、乳制品中的應(yīng)用
人造奶油、黃油、起酥油、花生油等產(chǎn)品,都需要加入蒸餾單甘酯作為乳化劑和穩(wěn)定劑, 以調(diào)整油脂結(jié)晶作用,防止油水分離、分層現(xiàn)象發(fā)生,提高制品質(zhì)量,分子蒸餾單甘酯是其良好的乳化劑,可提高速溶性,防止沉淀、結(jié)塊結(jié)粒,改善產(chǎn)品質(zhì)量。粉末油脂制品如咖啡伴侶,分子蒸餾單甘酯是其主要的乳化劑。
4.2.8 肉制品和香腸中的應(yīng)用
肉制品是以各種方法加工制成的、包裹或不包裹的調(diào)味肉。可分為腌臘制品、燒制品、烤制品、炸制品、灌腸制品、罐頭制品、脫水制品等。香腸是由絞碎的瘦肉、脂肪、動(dòng)物器官和血加食鹽和調(diào)味料以及一些工藝上需要的配料(絞肉助劑) 制成的肉制品。在這些制品中往往需要添加適量淀粉作為填充料。加入分子蒸餾單甘酯后,可防止淀粉回生、老化,改善食感。同時(shí),由于分子蒸餾單甘酯的乳化作用,可使脂肪類原料更好的分散,易于加工,抑制析水、收縮或硬化現(xiàn)象。
4.3 蔗糖酯在食品工業(yè)方面的應(yīng)用
蔗糖酯具有表面活性作用, 能降低表面張力。它能與淀粉形成復(fù)合物或絡(luò)合物, 防止面粉中淀粉老化回生, 使面制食品具有良好的組織狀態(tài)。蔗糖酯還具有良好的乳化、分散、增溶、潤(rùn)滑、滲透、起泡、黏度調(diào)節(jié)和抗菌等性能。廣泛應(yīng)用于面制品、糕點(diǎn)糖果、冷凍飲品和飲料等其他食品中。
4.3.1 在面粉制品中的應(yīng)用
在面包生產(chǎn)中, 面團(tuán)的加工是影響其成品質(zhì)量的重要因素。在調(diào)制面團(tuán)時(shí)加入蔗糖酯能加強(qiáng)面團(tuán)韌性和提高混合揉捏時(shí)的機(jī)械抵抗力, 并在揉面階段提高面團(tuán)的吸水性, 增加烘烤后面包的體積, 保持烘烤后面包瓤的柔軟, 使面包空腔均一并能減少起酥油用量和延長(zhǎng)貨架期。在冷凍面團(tuán)中, 蔗糖酯能防止冷凍保存過程中面團(tuán)的變質(zhì), 改善解凍烘烤后的面包內(nèi)部結(jié)構(gòu), 能制作出有一定體積而且膨松柔軟的面包。在普通面類制品中, 蔗糖酯可防止原料混合時(shí)粘附在機(jī)械上, 以及面團(tuán)相互間的粘附, 可提高作業(yè)效率。蔗糖酯用量為面粉質(zhì)量的0.1%~1.0% ( HLB 值11~16) 。
4.3.2 在糖果糕點(diǎn)中的應(yīng)用
焦香糖果( 又稱乳脂糖、奶糖) 是一類多相分散體系, 主要組成是多種糖類( 碳水化合物) 以水為分散介質(zhì)形成分子分散態(tài)的連續(xù)相。焦香糖果富含乳的固體和相當(dāng)數(shù)量的脂肪。生產(chǎn)中添加0.1% ~0.5%( HLB 值1~9) 蔗糖酯和各種物料一起混合, 在低于60 ℃時(shí), 攪拌均勻能使其形成穩(wěn)定的乳濁狀態(tài), 可防止油脂分離, 防止其粘附機(jī)械及包裝紙, 利于糖果糕點(diǎn)的機(jī)械加工。在口香糖生產(chǎn)中, 添加0.2% ~0.5% ( HLB 值9～15) 蔗糖酯能提高其膠基混合性, 使香料均勻分散, 另外還可以防止產(chǎn)品在咀嚼過程中粘牙, 提高其咀嚼性。在蛋糕和餅干面粉中加入面粉質(zhì)量0.2% ~1.0%( HLB 值5~16) 的蔗糖酯能做出機(jī)械性優(yōu)越的餅干面團(tuán), 可防止油脂含量高的餅干起霜, 增大烘烤后的體積, 使糕點(diǎn)和餅干的脆性和口溶感更好; 還可做出內(nèi)部結(jié)構(gòu)均一、具有良好體積和口感細(xì)膩柔軟的蛋糕。在巧克力中, 添加油脂質(zhì)量0.2% ~0.5% ( HLB值5~11) 的蔗糖酯, 可以降低巧克力黏度, 改善其耐熱性, 防止油脂分離和起霜, 使制品光滑。蔗糖酯如果和卵磷脂并用效果會(huì)更好。
4.3.3 在冰淇淋中的應(yīng)用
用于冰淇淋和雪糕, 可使乳液分散均勻, 增加膨脹率, 減少凝胨攪打時(shí)間, 冷藏期乳脂不分離, 產(chǎn)品組織均一和細(xì)膩。蔗糖酯在冰淇淋和雪糕中的一般用量為0.1%~0.3% ( HLB 值7~16) 。
4.3.4 在飲料中的應(yīng)用
在豆奶、椰子奶和杏仁露等蛋白飲料中, 加入0.2%~1.0% ( HLB 值5~15) 蔗糖酯能使物料均勻分散, 乳化液穩(wěn)定, 可延長(zhǎng)保存期。
4.4 大豆卵磷脂在食品工業(yè)中的應(yīng)用
卵磷脂具有多種功能特性如乳化、防濺、速溶、潤(rùn)濕、分散、脫膜、改善黏度、發(fā)泡、晶化控制、結(jié)合蛋白質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)源等[8-9]。
4.4.1人造奶油、起酥油和乳制品
卵磷脂是生產(chǎn)人造奶油和起酥油最常用的防濺劑和乳化劑，其用量一般為脂肪0.1%～0.5%，通常與單甘酯或二甘酯混合使用，可防止?jié)B水、防濺，促進(jìn)烘干過程的褐變，增強(qiáng)起酥效果，強(qiáng)化奶油中維生素A的抗氧化性。
在嬰兒奶粉、代乳品、代蛋品、冰淇淋及調(diào)味品等乳制品中，卵磷脂可用作乳化劑、潤(rùn)濕劑、防濺劑和脫膜劑，在天然乳酪和人造乳酪中還可用作乳化劑和切片分離劑。
4.4.2巧克力、焦糖
卵磷脂具有再乳化性、防黏結(jié)、釋放性和黏度調(diào)節(jié)能力，對(duì)糖果產(chǎn)品性能產(chǎn)生重要影響，可控制黏度、降低發(fā)黏及控制結(jié)晶。卵磷脂用于巧克力生產(chǎn)可以提高巧克力的柔脆性，降低黏性并阻止表面起霜。
4.4.3速溶食品
卵磷只是良好的乳化劑、潤(rùn)濕劑和促溶劑。卵磷脂可增加固液界面間的親和性，使粉末食品顆粒迅速水和。在可可粉、早餐飲品、咖啡、代乳品、布丁等制作過程中加入適量的卵磷脂可有效的提高產(chǎn)品的速溶性。
4.4.4烘焙產(chǎn)品
在面包、蛋糕等食品中，卵磷酯是必不可少的乳化劑。它可促進(jìn)面團(tuán)中起酥油均勻分布，有利于發(fā)酵與水分吸收，改善面團(tuán)加工過程，增進(jìn)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)性能，使產(chǎn)品質(zhì)地柔順細(xì)膩。
4.4.5面點(diǎn)食品
在不需使用油脂的切面和熟面中添加卵磷脂后，能改變面的實(shí)感，使面潤(rùn)滑、柔軟、彈性增加[10]。
4.4.6肉和家禽凍膠層、寵物食品
磷脂可大大降低甚至完全消除辣椒罐頭、流質(zhì)咖啡、肉汁及其他高含量動(dòng)物脂肪產(chǎn)品的“脂肪覆蓋現(xiàn)象”
4.4.7營(yíng)養(yǎng)保健食品
將卵磷脂與維生素E、植物油等混合封入明膠軟膠囊內(nèi)制成滋補(bǔ)品，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高；在嬰兒食品中添加卵磷脂，有助于嬰兒大腦的發(fā)育，也可將卵磷脂制成糖尿病患者的營(yíng)養(yǎng)[11]。
5. 乳化劑的應(yīng)用前景
由于乳化劑在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，而且在人體消化過程中可被分解為脂肪酸和多元醇，從而被人體吸收或排出體外，對(duì)人體無害[12]，所以越來越受到人們的重視。隨著生物技術(shù)和遺傳工程的應(yīng)用，已經(jīng)開發(fā)出一系列具有表面活性生物物質(zhì)產(chǎn)品并用于食品生產(chǎn)，例如，從非生物蛋白中獲得的蛋白基表面活性劑、蛋白水解產(chǎn)物和蛋白質(zhì)衍生物等?？梢灶A(yù)見，乳化劑對(duì)未來的食品工業(yè)將產(chǎn)生巨大影響。通過食品乳化劑和其他食品添加劑，特別是許多水
解膠體以及結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用，將會(huì)對(duì)加工食品的結(jié)構(gòu)、口感、貨架期以及食品總體品質(zhì)產(chǎn)生積極的作用[13]。
另外，還要加大應(yīng)用市場(chǎng)的開發(fā)，倡導(dǎo)開發(fā)天然、營(yíng)養(yǎng)、多功能的食品添加劑，重點(diǎn)開發(fā)研制新型的復(fù)合乳化劑，加強(qiáng)研究其作用機(jī)理，更快地開拓食品乳化劑市場(chǎng)[14]，為食品工業(yè)服務(wù)。
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