乳化剂对食品的作用

1、乳化剂对食品的作用一、乳化剂降低油水界面的张力, 促进乳化作用,在油水、乳化剂界面上形成相平衡稳定乳状液。油水两相之所以不相容, 是由于两相间存在界面张力(或称表面张力) , 即油和水的接触面上有相互排斥和各自尽量缩小彼此接触面积的两种作用力。只有当油浮于水面分为两层时, 其接触面积最小, 最稳定。牛奶是奶油及水的乳化体系, 一般奶油表现为细微的小滴分散于水中, 但长期静置后由于界面张力关系, 奶油小滴便聚集成小球, 并长大成凝聚团块, 浮于水面, 若加入乳化剂, 其亲油基与奶油结合, 在奶油微滴表面形成一层物理膜, 可以防止油滴相互聚集。此时乳化剂亲水基又拉住水向奶油微滴靠近, 这样, 油水

2、界面张力就降低了。机理(1) 界面吸附:由于乳化剂具有两性结构, 加入油和水中后立即被吸附在油和水的界面上, 形成吸附层(或界面膜) , 降低了界面张力, 使乳状液稳定。(2) 定向排列:乳化剂分子在界面上的定向排列象木楔插入内相一样, 十分紧密。当乳化剂使用量不足时, 就不能造成界面上的最紧密定向排列, 油水液滴因接触碰撞可产生聚集收缩作用, 乳浊液不稳定, 出现油水分层现象。因此, 在糕点、人造奶油和冰淇淋的生产中要特别注意乳化剂的最佳使用量。(3) 胶束形成:乳化剂在油水界面吸附、定向排列, 降低表面张力过程中, 逐渐形成各种胶束。当乳化剂以单个分子状态溶于水时, 由于其亲水基团的亲水力

3、大于亲油基团与水的相斥力, 所以它完全被水包围; 随着乳化剂浓度增加, 一部分乳化剂分子吸附于界面, 并定向排列成单分子膜, 另一部分乳化剂分子, 使亲油基相互靠拢, 尽可能减少亲油基和水的接触面积最终可形成球状胶束。这时亲油基完全被包围在球的内部, 只剩下亲水基朝外, 可看成亲水的球状高分子。一般把乳化剂形成胶束的最低浓度称临界胶束浓度。它在糕点等食品的生产中具有重要意义。当乳化剂水溶液达到临界胶束浓度时, 原先以低分子状态存在的乳化剂分子, 很快形成一个整体, 此时溶液的界面张力下降得最快, 乳化得最好。因此在使用乳化剂时, 只有其浓度稍高于临界胶束时, 才能充分起作用。另外, 乳化剂还具

4、有泡沫稳定作用, 发泡奶油是将奶油、蛋、糖及水搅拌起泡, 但随着放置时间的延长, 奶油等脱水收缩变硬。如在奶油中加入少许乳化剂, 则能稳定泡沫组织, 使之保鲜不变形。泡沫实质是一种气体分散在液体介质中的多相不均匀体系, 是一种热力学不稳定体系, 有过剩的表面自由焓。它的稳定性受表面张力和液膜强度影响。一般, 表面张力低, 排液速度减低, 液膜变薄, 有利于泡沫稳定。乳化剂可被吸附在气液界面上降低界面张力,增加了气体和液体的接触面积, 有利于发泡和泡沫的稳定。 (1) 乳化剂的抗老化作用: 谷物食品(如面包、糕点、馒头和米饭) 放置一段时间后会由软变硬, 组织松散, 失去弹性, 风味和香气也随着

5、消失, 即发生了食品老化现象。这主要是由谷物中的淀粉引起的。将面粉加水制成面团, 在成形烘焙过程中淀粉吸水膨胀, 糊化并形成凝胶, 由有序的晶体变为无序的非晶体结构, 使面包制品变得新鲜、疏松、柔软、富有弹性。但在贮存过程中, 非晶体凝胶状态的淀粉将重新结晶为有序结构。在淀粉重结晶过程中将排出自身吸收的水分, 这部分水转移到面筋部分, 开始老化。因而, 影响食品老化的最重要因素是淀粉的重结晶。由于在结构和分子大小上的差别, 老化主要是由直链淀粉引起的。实践证明, 乳化剂是谷物食品最理想的抗老化剂。它能与直链淀粉形成不溶性复合物, 不能重新结晶而发生老化。以单酸甘油酯为例, 在调制面团阶段, 乳

6、化剂被吸附在淀粉粒的表面, 可以抑制淀粉粒的膨胀, 阻止了淀粉粒之间的相互连接。此时乳化剂进入不了淀粉粒内部。在面团进入烤炉烘焙时, 面团内部温度开始 上升, 大约到 50时, 单酸甘油酯 B结晶状态转变为A结晶状态, 然后与水一起形成液体结晶的层状分散 相。A结晶状态是乳化剂最有效的活性状态。当达到淀粉的糊化温度时, 淀粉粒开始膨胀, 乳化剂这时与溶出淀粉粒的直链淀粉和留在淀粉粒内的直链淀粉相互作用。由于乳化剂的构型是直碳氢链, 而直链淀粉的构型是螺旋状, 因此, 乳化剂与直链淀粉相互作用, 形成的复合物在水中是不可溶的, 阻止了直链淀粉溶出淀粉粒, 大大减少了游离直链淀粉的量。另外, 当乳

7、化剂在面团调制阶段吸附在淀粉粒表面及在 50左右与直链淀粉形成复合物后, 淀粉的吸水溶胀能力被降低, 糊化温度被提高, 从而使更多的水分向面筋转移, 因而增加了面包心的柔软度, 延缓了面包老化。 (2) 乳化剂的面团改良作用 面粉和水搅拌后, 蛋白质吸水形成了面筋构成面筋的主要成分是麦胶蛋白和麦谷蛋白。面筋互相连接形成面筋网络, 其它成分如糖、淀粉等填充在网络里,形成了面团。在发酵型产品中, 由酵母的发酵作用产生的大量CO 2 气促使面筋网络不断延伸, 面团体积增大形成多孔状的结构。若面筋筋力弱, 面团的持气性就差, 造成 CO 2 气冲破气孔壁而大量损失, 内部出现大孔, 食品体积大大缩小。因此, 面粉的筋力是决定发酵食品质量的关键, 但在我国目前还没有专用高筋力面粉的情况下, 使用乳化剂来改善产品质量就十分必要了。因为, 乳化剂在面包等发酵食品中最重要的作用是增强面筋蛋白的筋力。在面筋中, 极性脂类分子以疏水键与麦谷蛋白分子相结合, 以氢键与麦胶蛋白分子结合。而乳化剂加入面团后, 它能与面筋蛋白形成复合物, 即乳化剂的亲水基结合麦胶蛋白,