面包蛋糕、饅頭面食乳化劑：
文|焙烤食品工程首席博士 杜德春
焙烤食品首席博士（營養(yǎng)結(jié)構(gòu)工程師博士）杜德春：食品乳化劑
Chief doctor of baked food (Nutrition Structure Engineer) Du Dechun: food emulsifier.
あぶって食品の首席博士（栄養(yǎng)の構(gòu)造の技師博士）の杜徳春をあぶります：食品の乳化剤
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乳化劑：是指能改善乳化體中各種構(gòu)成相之間的表面張力，形成均勻分散體或乳化體的物質(zhì)，食品乳化劑是 GB 2760—2014《食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的22類食品添加劑之一。
食品乳化劑的用量約占食品添加劑總量的 1/2，是食品工業(yè)中用量最多的添加劑，在食品生產(chǎn)和食品加工過程中占有重要地位，幾乎所有食品的生產(chǎn)和加工均涉及乳化劑或乳化作用。
食品乳化劑是一類多功能的高效食品添加劑，除了具有典型的表面活性之外，在食品中還具有消泡、增稠、穩(wěn)定、潤滑、保護(hù)等作用。
根據(jù)HLB值，將乳化劑分為油包水型(W/O型，即親油型)及水包油型(O/W 型，即親水型)兩大類。前者使水分散到油中，如單硬脂酸甘油酯；后者使油分散到水中，如蔗糖酯、大豆磷脂等。根據(jù)乳化劑親水基的特性，可以分為三類：
(1) 陰離子型乳化劑：這類乳化劑在水中 電離生成帶陰離子的親水基團(tuán)，如脂肪酸皂、烷基硫酸鹽(十二烷基硫酸鈉)、烷基苯磺酸鹽(十二烷基苯磺酸鈉)、磷酸鹽等。陰離子乳化劑要 求在堿性或中性條件下使用，不能在酸性條件下使用。也可與其他陰離子乳化劑或非離子乳 化劑配合使用，但不得與陽離子乳化劑一起使用。
(2) 陽離子型乳化劑：這類乳化劑在水中電離生成帶陽離子親水基團(tuán)，如N-十二烷基二甲胺及其他胺衍生物、季銨鹽等。陽離子乳化劑應(yīng)在酸性條件下使用，不得與陰離子乳化劑一起使用。
(3) 非離子型乳化劑：這種乳化劑在水中不電離。其親水基是各種極性基，如聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯、聚乙烯醇等。
根據(jù)乳化劑的來源，可分為合成的與天然的。上述諸乳化劑均為合成的；天然乳化劑有卵磷脂、羊毛脂、阿拉伯膠等。乳化劑廣泛用于食品、化妝品、洗滌劑、合成橡膠、合成樹脂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、制革、涂料、紡 織、印染、石油化工等方面。乳化劑除乳化作用外，還具有增溶、滲透、潤濕、去垢等作用。
乳化劑是食品加工中常用的食品添加劑之一。類似表面活性劑，借裹住分散相小滴防止其聚結(jié)，使之成為存在于另一不溶混或部分溶混液體中的穩(wěn)定的膠態(tài)分散體。
乳化機(jī)理
乳化劑是促進(jìn)乳液穩(wěn)定不可缺少的組成部分，對(duì)乳狀液的穩(wěn)定性起重要作用。為了形成穩(wěn)定的乳狀液，使分散相分散成極小的液滴，乳化劑的使用和選擇也很重要。
乳化劑主要是通過降低界面自由能，形成牢固的乳化膜，以形成穩(wěn)定的乳狀液。降低界面自由能，液滴粒子形成球狀，以保持最小表面積。
兩種不同的液體形成乳液的過程是兩相液體之間形成大量新界面的過程。液滴越小，新增界面越大，液滴粒子表面的自由能就越大。乳化劑吸附于液滴表面，可有效降低表面張力或表面自由能。乳化劑吸附于液滴周圍，在液滴周圍定向排列成膜，從而降低油水界面張力，有效阻止液滴聚集。
乳化劑在液滴表面排列越整齊，乳化膜越牢固，乳狀液越穩(wěn)定。
乳化的目的是減少乳液制備消耗的能量。為了保持乳液的穩(wěn)定性，所以乳化劑應(yīng)具備較強(qiáng)的乳化能力，能形成牢固的乳化膜，以及具有安全、無局部刺激性、穩(wěn)定性好且受外界因素較小的性質(zhì)。
乳化劑的表面作用及其穩(wěn)定性
界面的形成以及穩(wěn)定性的機(jī)理：
1.在界面上乳化劑的密度最大，乳化劑分子在小液滴的外面形成保護(hù)膜，從幾何空間結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來看這是合理的，從能量角度來說是符合能量最低原則的，因而形成的乳狀液相對(duì)穩(wěn)定；
2.因?yàn)槿闋钜旱男纬墒贵w系界面面積大大增加，也就是對(duì)體系要做功，從而增加了體系的界面能，就導(dǎo)致了體系不穩(wěn)定。因此，減少其界面張力，使總的界面能下降，可以增加體系的穩(wěn)定性；表面活性劑作為良好的乳化劑就是能夠降低界面張力。根據(jù)的“相似相溶原理”可知，乳化劑中的親油基、親水基會(huì)插入同性質(zhì)的一側(cè)，使其自身處于水－油界面處。在乳化的過程中，乳化劑的量與乳化溫度成反比。提高乳化溫度時(shí)液體分子之間的距離增加，表面層分子所受液體內(nèi)部的吸引力減少，因而表面張力降低；
3. 在體系中加入乳化劑后，在降低界面張力的同時(shí)，形成一層界面膜，界面膜對(duì)分散相液滴具有保護(hù)作用，使其在布朗運(yùn)動(dòng)中的相互碰撞的液滴不易聚結(jié)，而液滴的聚結(jié)（破壞穩(wěn)定性）是以界面膜的破裂為前提，因此，界面膜的機(jī)械強(qiáng)度是決定乳狀液穩(wěn)定的主要因素之一。
當(dāng)乳化劑濃度較低時(shí)，界面上吸附的分子較少，界面膜的強(qiáng)度較差，形成的乳狀液不穩(wěn)定。乳化劑濃度增高至一定程度后，界面膜則由比較緊密排列的定向吸附的分子組成，這樣形成的界面膜強(qiáng)度高，大大提高了乳狀液的穩(wěn)定性。
降低體系的界面張力，是使乳狀液體系穩(wěn)定的必要條件：而形成較牢固的界面膜是乳狀液穩(wěn)定的充分條件。乳狀液的形成是大自然自發(fā)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，它符合自發(fā)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)則即增熵和降能。
食品乳化劑的作用
食品乳化劑是通過物理方法使兩種或兩種以上互不相溶的相（如：油和水）均勻地形成分散的活性物質(zhì)。其在食品工業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位，能提高食品質(zhì)量，防止食品變質(zhì)，以延長(zhǎng)食品儲(chǔ)藏有效期，改善食品的口感與外觀，刺激消費(fèi)需求。其乳化特性取決于乳化劑的親水親油平衡值（HLB 值），HLB 值越大，則其親水性越強(qiáng)，反之，其親油性越強(qiáng)。
乳化劑分子內(nèi)一般都含有親水基和親油基，決定了乳化劑的親水性和親油性。在油相與水相互不相溶的液體中，適量加入乳化劑，并經(jīng)過一定的加工處理，可以使其形成均質(zhì)的分散體系。
一：乳化作用
在體系中加入小分子乳化劑，能夠降低體系的表面張力，從而降低其界面能，提高乳濁液的穩(wěn)定性，如果汁、蛋白飲料等。此外，當(dāng)表面活性劑吸附在乳滴界面時(shí)，可起到屏障的作用，能防止液滴之間相互聚集。當(dāng)添加帶電荷的離子型表面活性劑時(shí)，乳液液滴會(huì)因?yàn)橥N電荷的作用而相互排斥，使乳化性提高。
二：助溶作用
當(dāng)體系中小分子乳化劑的含量大于臨界膠束濃度時(shí)，表面活性劑分子聚集，從而形成膠束，將溶劑體系劃分為疏水區(qū)域和親水區(qū)域。此時(shí)溶液的表面張力下降的最快，使溶解的物質(zhì)逐漸吸附于膠束的親水區(qū)，以達(dá)到助溶的目的。
三：抗老化作用
食品乳化劑在谷物食品中一般作為抗老化劑使用，其能與面包、饅頭等食品中的直鏈淀粉發(fā)生反應(yīng)，形成不溶性物質(zhì)，從而降低淀粉的吸水溶脹能力，阻止淀粉重新結(jié)晶，以防老化，提高面包、饅頭等面粉制品的軟度。
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四：發(fā)泡及消泡作用
含有飽和脂肪酸鏈的乳化劑可做發(fā)泡劑，通過在食品內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，使外觀具有蓬松感，可用于糕點(diǎn)、面包等。而含有不飽和脂肪酸鏈的乳化劑可做消泡劑，抑制或消除氣泡，且不影響產(chǎn)品口感，廣泛用于乳制品、飲料等方面。
五：保濕作用（筆者原創(chuàng)/乳化劑）
六：抗老化作用（筆者原創(chuàng)/乳化劑）。
食品乳化劑的分類：
中國常用的食品乳化劑多達(dá)幾十種，根據(jù)不同的目的，可選擇不同的乳化劑。根據(jù)乳化劑中是否含有親水基可將其分為離子型表面活性劑（陰離子表面活性有劑羧酸、硫酸酯等，陽離子表面活性劑有聚丙烯酰胺、脂肪胺鹽等）和非離子型表面活性劑（吐溫、司班等）。
此外，還有例如氨基酸型的兩性表面活性劑以及復(fù)合型表面活性劑等等。根據(jù)其來源又可以分為天然型表面活性劑（如卵磷脂、某些蛋白質(zhì)等）以及合成型表面活性劑（如聚丙烯酰胺、聚甘油酯等）。
根據(jù)乳化劑HLB值的大小可分為親油型表面活性劑（HLB值小于10，如司班）和親水型表面活性劑（HLB值大于10，如吐溫）。乳化劑的性能各不相同，在當(dāng)今食品加工業(yè)中，為了改善食品乳化劑的功能，常常也會(huì)將不同的乳化劑復(fù)配使用，常見的方法就是調(diào)節(jié)乳化劑的親水親油平衡值（HLB），改變親水親油性，決定乳化劑的類型，使其具有更廣的實(shí)用適應(yīng)性。
如司班20和吐溫80的混合比不同，乳液的類型不同。司班20與吐溫80的比例為1∶3時(shí)形成O/W型乳液，1∶6時(shí)形成W/O型乳液。
Span 80（司盤/20 40 60 80）：
失水山梨醇單油酸酯（Span 80）是2017年在食品加工中應(yīng)用的較多的一種乳化劑，為低分子多元醇非離子型表面活性劑，屬于親油性乳化劑，被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。一般來說，Span 80 是經(jīng)過山梨醇失水后，與油酸發(fā)生酯化反應(yīng)后所制得的，這種生產(chǎn)方式應(yīng)用較廣，且是一種比較成熟的生產(chǎn)方式。因?yàn)镾pan 80 具有較好的乳化、分散等特性，并且沒有異味、易揮發(fā)、沒有刺激性，在醫(yī)藥、食品、化妝品等加工行業(yè)中得到非常廣泛的應(yīng)用。
Tween 80（吐溫/ 20 40 60 80）：
Tween 80是聚氧乙烯 20 山梨醇酐單油酸酯的簡(jiǎn)寫。吐溫 80屬于親水且親油型非離子表面活性劑，作為食品、醫(yī)藥等工業(yè)中常用的添加劑，可溶于水、乙醇等溶液。可用作乳化劑、穩(wěn)定劑、分散劑等，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品、紡織印染及石油等工業(yè)的生產(chǎn)與加工。
乳清蛋白（酪蛋白鈉）：
除去原料乳中等電點(diǎn)為4.6的酪蛋白，剩下的可溶性蛋白質(zhì)統(tǒng)稱為乳清蛋白，約占乳蛋白質(zhì)的18% ～20%。乳清是干酪和干酪素生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，經(jīng)過特殊工藝濃縮后可以制作成其他產(chǎn)品。乳清濃縮蛋白（WPC）和乳清分離蛋白（WPI）是2017年比較常見的乳清蛋白乳化劑。
近20年來，乳清蛋白的改性已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)，如高壓均質(zhì)處理能有效提高蛋白的乳化穩(wěn)定性，使乳清蛋白分子部分展開，暴露疏水基團(tuán)，使蛋白質(zhì)分子之間相互作用，從而達(dá)到目的。但是在這些改性方法中，酶解法相對(duì)來說成本較高、化學(xué)法中的大部分方法需要添加化學(xué)試劑，使得改性乳清蛋白的發(fā)展受到了限制。且普通技術(shù)對(duì)乳清蛋白的改性效果并不顯著。
因此，深入開展乳清蛋白復(fù)合改性技術(shù)的研究，如微波、超聲波等技術(shù)對(duì)乳清蛋白理化特性、功能特性的影響，是為了加大乳清蛋白在食品加工中的應(yīng)用所做出的努力，為乳清蛋白的利用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。
卵磷脂（變性磷脂）：
卵磷脂是一種常用的帶電的兩性表面活性劑，食品產(chǎn)業(yè)中所用到的卵磷脂往往提取自大豆、蛋黃、牛奶、向日葵仁和油菜籽中。
大豆卵磷脂一般應(yīng)用于巧克力和冰淇淋中，在乳液中的應(yīng)用較少。卵磷脂可與其他天然乳化劑（如蛋白質(zhì)等）復(fù)配制備成混合乳化劑，以穩(wěn)定乳狀液。
到2017年為止，與其他乳化劑合成混合乳化劑的使用研究比較多，單獨(dú)使用卵磷脂作為乳化劑及其乳化性能研究較少。
單甘油脂肪酸甘油酯：
單甘油脂肪酸酯屬于脂肪酸甘油酯。是2017年在食品加工中使用最多的一種非離子型乳化劑。HLB 值約為 3.8，為親油型乳化劑，具有乳化、起泡、抗淀粉老化等作用。單甘油酯發(fā)展迅速，除了價(jià)格低廉，使用、儲(chǔ)藏方便也是一部分，作為食品乳化劑的主力軍，主要應(yīng)用于面包、冰淇淋、糕點(diǎn)以及豆腐制造中的消泡。
蔗糖脂肪酸酯：
蔗糖脂肪酸酯是由親水性蔗糖和親油性脂肪酸組成。蔗糖酯一般無特殊氣味，易溶于乙醇。由于其HLB 值為 7 ～ 15，可作為親水、親油乳化劑，其應(yīng)用范圍比較廣，一般與其他親油性乳化劑混用。在淀粉、冰淇淋、親水性產(chǎn)品中發(fā)揮抗老化、乳化及起泡、乳化作用。我國對(duì)蔗糖酯的研究還不是很完善。
分子蒸餾單甘酯：復(fù)合乳化劑，用于面包、蛋糕、月餅、麻花、油條、饅頭、冷凍面團(tuán)、速凍面團(tuán)等焙烤與面點(diǎn)面食領(lǐng)域中.
Sp：廣泛用于各種蛋糕乳化保濕作用，是丙三醇、乳化劑、山梨糖醇液體、接力片、黃原膠、保濕劑、增稠劑的復(fù)合乳化劑。
面包蛋糕月餅乳化劑（乳化膏/保濕劑）：改善產(chǎn)品老化結(jié)構(gòu)。
一種乳化劑的具體情況是親水性強(qiáng)，還是親油性強(qiáng)，怎樣來進(jìn)行表示，有沒有統(tǒng)一地標(biāo)準(zhǔn)？這是使用乳化劑企業(yè)關(guān)心的問題。
而HBL值就是用來度量乳化劑分子親水、親油基團(tuán)的大小和程度的，即親水親油平衡值，簡(jiǎn)稱HBL值。親油性強(qiáng)的乳化劑的HBL值較小，通常小于10；親水性強(qiáng)的乳化劑HBL值較大，一般超過10。食品乳化劑的HBL值從2.8到40不等。
焙烤食品乳化劑HIB范圍閾值：
①單硬脂酸甘油酯（單干酯）-HLB2.8-3.5；
②變性磷脂-HLB8.0；
③蔗糖脂肪酸酯-HLB10-16，
二酯HLB7-10，
三酯HLB3-7，
多酯1HLB；
④司盤60-HLB4.7-5.7；
⑤司盤80-HLB5.1；
⑥硬脂酰乳酸鈣-HLB5.1；
⑦硬脂酰乳酸鈉-HLB8.3；
⑧吐溫60HLB14.6；
⑨丙二醇脂肪酸酯-HLB3。
面包用品質(zhì)改良劑使用最多的乳化劑有硬脂酰乳酸鈉、硬脂酰乳酸鈣、雙乙酰酒石酸單甘油酯、蔗糖脂肪酯、蒸餾單甘酯等。各種乳化劑通過面粉中的淀粉和蛋白質(zhì)相互作用，形成復(fù)雜的復(fù)合體，起到增強(qiáng)面筋，提高加工性能，改善面包組織，延長(zhǎng)保鮮期等作用，添加量一般為0.2%～0.5%（對(duì)面粉計(jì)）。
面包、蛋糕、糕點(diǎn)、面點(diǎn)面食、焙烤食品、焙烤饃片、桃酥、餅干、元宵、粽子、米制品、五谷雜糧焙烤食品乳化劑配方：
食品添加劑（山梨糖醇、甘油、復(fù)配糕點(diǎn)乳化劑、【山梨糖醇、單 雙甘油脂肪酸酯、丙二醇、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、司盤60、司盤80、水】）；
復(fù)配糕點(diǎn)乳化穩(wěn)定劑：【羥丙基二淀粉磷酸酯、黃原膠、果膠、海藻酸鈉、單 雙甘油脂肪酸酯、食用玉米淀粉、碳酸氫鈉、聚甘油脂肪酸酯、焦磷酸二氫二鈉】；
食用膨松劑：碳酸氫鈉、焦磷酸二氫二鈉、磷酸二氫鈣、葡萄s.糖內(nèi)酯、食用玉米淀粉、羥丙基二淀粉磷酸酯、葡萄糖酸內(nèi)酯、山梨酸鉀、黃原膠、脫氫乙酸鈉、日本食用香精（提取物）等。
大國糕餅資深工匠杜德春（中國糕餅首席教父）：
焙烤食品首席工程師博士（2018獲得/國家級(jí)）
營養(yǎng)結(jié)構(gòu)工程師博士（2019獲得/國家級(jí)）
焙烤食品國際評(píng)委
糕餅資深工匠杜德春
自學(xué)成才中國式高爾基，8歲學(xué)徒至今44年磨一劍。
不靠任何不正當(dāng)關(guān)係與拖關(guān)係，走後門、花錢而獲得學(xué)位。
毛主席領(lǐng)導(dǎo)下、能夠活學(xué)活用、因地制宜、對(duì)癥下藥、有的放矢、庖丁解牛之匠人。
孫子兵法：水無常態(tài)、冰雨變態(tài)。
毛主席：活學(xué)活用、學(xué)以至用、舉一反三。
道德經(jīng).易經(jīng)：一生二、二生三、三生萬物。
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