表面活性剂在食品中的应用

1、表面活性剂在食品中的应用摘要：本文对表面活性剂的种类和在食品中的应用作以介绍，并着重介绍单硬 脂酸甘油酯用作表面活性剂的食品及其工艺。关键词：表面活性剂、单甘脂、食品工业、蔗糖酯、化学。前言随着人民生活水平的提高，人们对食品的要求也越来越高，食品除了 要满足最基本的营养价值之外，还应具有良好的色香味。因此在食品 工业中越来越多的使用食品添加剂，表面活性剂就是最常见的一类食 品添加剂。表面活性剂是分子里含有固定的亲水亲油基团，能集中在 溶液表面、两种不相混溶液体的界面或者集中在液体和固体的界面， 降低其表面力或界面力的一大类化合物。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

2、活性剂，可以大改善加工 条件，提高产品质量，延长食品保鲜期等。高质量的食品加工，是离不 开表面活性剂的应用的。正文表面活性剂简介凡能显著改变体系表面（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）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。食品用表面活性剂的种类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

3、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、聚甘油脂肪酸及篦麻酸脂、硬脂酰柠檬酸及酒石页脚 酸酯、硬脂酰乳酸钙（钠）、硬脂酰富马酸钠、山梨糖醇軒脂肪酸酯、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，其豆 磷脂及一些高分子表面活性剂为天然物。表面活性剂在食品中的主要作用1表面活性剂做乳化剂方面的应用1乳化剂最主要的特性是使已形成的乳状液稳定，在一些食品应用中，此过程比初始的 分散作用更重要更有意义。这类食品中聚结和失稳现象是我们所不希望发生的，亲水性单甘 对乳状液

4、具有良好的稳定性。2. 化学合成单甘酯不仅具有分子蒸馆单甘的特性，而且其乳化性能更加优越，消泡、起泡、 稳泡性能更加优良。3. 亲水单甘酯是一种优质高效食品乳化剂和表面活性剂，用于面包、糕点、饼干、人造奶 油、巧克力、冰淇淋、方便面、豆制品及蛋白类饮料，且有良好的乳化稳定、分散、消泡、 保鲜、抗淀粉老化硬结等作用，是国际上公认的无毒、无限量使用的食品添加剂。4. 在塑料橡胶类制品、纺织、日化、医药等行业中也有较广泛的应用。它除了具有乳化 作用外还兼有发沉、消沉、防老及控制脂肪酸凝聚的作用，是一种典型的非离子型表面活性 剂。乳化剂的分子通常具有亲水基（老基等）和亲油基（烷基），易在水 与油的界面

5、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/脂肪酸山梨糖醇軒酯/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力，使之形成均匀的分散体或乳页脚 化体，从而改善食品组织结构/ 口感和外观,提髙食品保存性等。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

6、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，提髙发泡性， 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，在面包中加入面粉量的0. 2%0. 3%的单甘酯，可有效地防止老化， 使面粉变得柔软。添加面粉量0.2%0.5%的蔗糖酯(HLB11以上)，可 提髙发泡效果，并且有润湿性,使面包/蛋糕口感更绵软。饼干类：使起酥油乳化/分散，改善组织和口感，提髙面团亲水 性,便于配料搅拌，提高发泡性，使气孔分散/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

7、量0.3%0.5%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，在香肠中使用 0. 2%0.5%的酪阮酸钠，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,Ellekjaer等人在生产香肠时试过将脱脂奶 粉和乳清浓缩蛋白(WPC-80)按1：1的比例混合，发现此时香肠在蒸页脚 煮时损失最少，粘度损失最少，异味也最少，这里WPC-80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

8、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，胶姆糖胶基使用HLB59的蔗糖酯，添加0.5% 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，如添加0. 5%的食用明胶于冰淇淋中，就可保护胶体，防止冰晶增 大。豆腐：抑制发泡，提髙豆浆的亲水性，使与豆渣充分分离，并因 保水性的增强而使出浆率提高，提高固化成型后的保型能力。巧克力：防止表面起霜，提高表面光泽

9、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，提髙耐热性, 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,提髙脂肪的稳定性。页脚 蛋黄酱/调味料:促使油脂乳化/分散，提髙组织的均匀度和成品的保存期。2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，属亲水性髙分子化合物，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。

10、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，如竣甲基纤维 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：降低界面力的能力小，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， 竣甲基纤维素钠，具有粘性/

11、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。3表面活性剂在食品制作中的特殊应用表面活性剂在食品制作中除作乳化剂/增稠剂外，还可以作分散剂、润 湿剂、起泡剂、消泡剂、结晶控制剂、杀菌剂等，还有延长食品保鲜页脚 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0. 2%0. 3%的大豆磷脂, 冲调时能迅速溶解而不结团。据报道，按重量计算，磷脂含量约为 0. 35%0.5%的制成品，可在不到lOmin湿润和

12、分散在6匸水中，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0. 24g/cm3,当不使

13、用起泡剂时蛋 糕的密度为0. 47g/cm3o蔗糖酯/聚甘油脂肪酸等可降低巧克力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，在面包中起柔软作用。原页脚 生淀粉分子间因有大量氢键而形成小晶粒，使淀粉酶难以进入而不易 消化。在适当温度和水存在下，淀粉晶粒吸水膨胀，破坏氢键后形成 易消化的膨胀粒子，即0-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化粒

14、子，从而延长食品的保鲜期。例如 2. 5%的蔗糖酯可使脂油面包的保鲜期延长56d；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工业的 ChariieMoon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。蔗糖酯蔗糖酯是一种新型的多元醇型非离子表面活性剂，它可以作为食品添加 剂，能改善口感；用做洗涤剂的活性剂能除去水果、蔬菜上的残存的农药，而本身 却很少残留。蔗糖酯是目前引人注目的一种

15、表面活性剂，无色，无味，无毒，广泛应 用于食品、医药、化妆品等行业中。蔗糖酯水解后成为蔗糖和可食用的脂肪酸, 具有营养价值。与一般合成的表面活性剂不同，蔗糖酯在好氧和厌氧的条件下都 能生物降解，是一种绿色表面活性剂。单硬脂酸甘油酯（单甘酯）1. 食品糖果的添加剂，作乳化剂添加巧克力、人造奶油、冰淇淋等或作表面活 性剂用。2. 米面制品上的应用，能增加生面团的紧密性和明显提高面条的弹性，面条制 品在沸煮时不易糊烂，减少煮水混浊，食用时口感良好。3. 冰淇淋上的应用，可使冰淇淋各组分混合均匀，组织细腻嫩滑，膨化适度， 品尝时口溶性好，避免冰晶形成，提高保形性和贮存稳定性。4. 糕点上的应用，可作蛋

16、糕的起泡剂。能促进蛋白起泡性，在制作蛋糕时能形页脚 成,r蛋白一单甘酯的复合体，有效地帮助蛋糕打搅起泡，产生稳定的气泡膜, 从而制岀稳定细小气泡、容积明显增大的糕点。5. 食用油脂、乳制品上的应用,人造奶油.起酥油、花生酱、蛋黄酱、沙拉酱、 蛇油等产品，都需要加入单甘酯作为乳化剂和稳定剂，以调整油脂结晶作用，防 止油水分离.分层现象发生，提高所制产品质量。炼奶、麦乳精、乳酪、速溶全 脂奶粉等乳制品，单甘酯是其良好的乳化剂，可提高速溶性，防止沉淀、结块结 粒、改善产品质量。粉末油脂制品如咖啡伴侣，单甘酯是其主要的乳化剂。6. 饮料上的应用，如豆奶.花生奶.乳酸奶.可可奶.杏仁奶等，可显著提高 溶

17、解度和稳定性，防止沉淀、分离现象，延长货架寿命。表面活性剂做米饭食味改良剂方面的应用：本剂是在食品用亲油性表面活性剂和亲水性表面活性剂中，添加防变质剂和增量 剂配制而成的米饭食味改良剂。日常所吃米饭，决定其食味的重要因素之一，是 米粒的含水率和含水状态。精碾后的白米，含水率不足14%,呈低水分状态。当 做饭浸米时，由于白米腹侧构成水的渗透通路的细胞间隙较多，于是便会受到急 速给水，而米的背测，由于细胞间隙极小，吸水性差，进水量少，致使米粒被迫 变形，瞬间发生龟裂，即发生所谓“开花”现象，米粒中所含的淀粉便从裂缝喷 出，做成的米饭就成为吃起来没有粘性：而咀嚼则；有粘糊感的低质米饭，造成 米粒水分

18、过低的原因，一是收获后的充分干燥，这往往会造成米粒中的水分低于 15%,二是精碾时的发热，米粒中的水分又要蒸发失去0. 51. 0%其结果， 往往会使米粒中的水分降低至14%以下。为此，虽有采取使米粒与水分接触来进 行调湿的方法，但是该法由于不能缩小米粒背侧和腹侧水渗透速度的差距，所以 难以达到目的。当然，对于细胞间隙已变狭小，或本来就很小的米，或食味本来 就差的米，该法更是无能为力。本剂不存在上述问题，是可以改善米饭食味的添 加剂。一、特点：因为本剂使用的是混合表面活性剂，添加于米中，亲油性强的 卵磷脂首先在米粒的疏水性表面发挥作用，接着亲水性蔗糖脂肪酸酯将米粒全面 包围，使水的表面力变小，

19、于是混合表面活性剂和水便从米粒的整个表面渗透于 米粒之中，均一地、充分地分布米粒的部，即使用于细胞间隙变得极为狭小的米 和本来食味就差的米粒，也大致具有同且渗透均匀，整个米粒的背侧，腹侧变化 差率小，故几乎不会发生“开花”现象。（1）用经本剂处理过的白米做饭，因米 含有最宜量（15%）的水分，且水在整个米粒中含量均匀，故做熟的米饭之饭粒， 个个柔软均一，膨胀良好，有粘性，食味好。（2）将本剂施用于米或食味本来就 差的米中，也几乎具有同样效果。（3）卵磷脂和蔗糖脂肪酸酯，都是以天然原料 制成，对人体无毒无害，可以放心使用。二、用途：用来处理米粒，改善食味。 即使米或劣质米，经本剂处理，也能收到提

20、髙食味的效果食品工业中应用表面活性剂的实例对消费者来说，牛肉的软化程度是重要的感官指标之一，为此，日本科学人 员对引起牛肉发硬的肌肉中结缔组织进行了研究。通过试验研究认为：SGMS可 以通过同肌肉周围膜的骨胶原形成复合体，从而使肌肉周围膜弱化，可作为新的页脚 牛肉软化剂使用。试验采用单肠衣作为牛肉中结缔组织的模拟物，用20种不同的表面活性剂 （已批准允许作为食品添加剂使用）研究其软化效果。试验时，将羊肠衣放在添 加2%表面活性剂的水中，于8（TC加热30分钟后，测定其物理性状的变化。结果 发现，阴离子型表面活性剂的软化效果比非离子型表面活性剂好，尤其是琥珀酰 单硬脂酸甘油酯（SGMS）的效果最

21、好。将颗粒状的SGMS涂覆于牛肉片的两个表面，于200“C烧灼约1分钟后，测定 其物理性状。测定的结果为：在2%以的SGMS浓度围，浓度越髙，软化效果越好, 高于此浓度围的效果相同。但浓度低于1%时，未显现出软化效果，与对照试样 无明显差异。牛肉表面涂覆2%SGMS者，可通过加热使SGMS熔融，大约有20% 渗透到肉的部，其余残留于表面，或者与肉汁一起流失。渗入肉的SGMS大约有 67%停留在距表面约0. 5mm的肌肉层，1%深入到约1mm深的肌肉组织层中。此 外，另有少许SGMS局部存在于肌肉周围的膜部，在肌肉纤维和纤维鞘中不存在 SGMSo试验发现，未用SGMS处理试样肌肉周围膜中的骨胶原在提高加热温度时， 可溶性比例增大，但用SGHS处理者