食用乳化剂使用方法

《食品工业科技》Sc ience and Technology of Food I ndustry1998.No.5
食用乳化剂使用方法
黄鸿志　阚建全
(西南农业大学食品科学学院,重庆400716)
摘　要　食用乳化剂是最重要的一类食品添加剂。

本文归纳总结了食用乳化剂的四种使用方法:水合态法,油合态法,综合法,细水乳状液法。

关键词　食用乳化剂　使用方法
Abstract　T he u sing m ethods of food em u lsifiers w ere summ arized in th is paper.
Key words　food em u lsifier;u sing m ethods
1　前言
乳化剂是最重要的一类食品添加剂。

几乎所有的食品都可以使用乳化剂。

它不但有利于改善食品的品质,保持食品风味,延长保鲜期,而且可改善食品的加工性能[1]。

为了得到优良的乳化剂,通常采用复配的方式。

笔者曾对食用乳化剂的复配规律作过专门的研究报道[2]。

但是,要制备某一类型的乳状液,除了选好乳化剂外,还要注意乳状液的制备方式。

乳状液的制备方式有两个要素:乳化工具和乳化方法。

前者包括机械搅拌器、胶体磨、均质机、超声波乳化器。

由于乳化工具及其使用相对来说比较明确固定,所以乳化方法的研究就显得尤为重要。

笔者通过长期大量的实验和生产实践总结出四条方便简捷行之有效的方法。

2　水合态法
由于食用乳化剂的化学结构以及亲水和疏水部分的种类和数量的不同,乳化剂在各种物质中的溶解度也不相同。

根据乳化剂在水和油溶剂中的溶解度,大致可以划分为亲水性和亲油性乳化剂。

再具体一些,HLB值在10以上的,为亲水型(O W 型)乳化剂;HLB值在10以下的,为亲油型(W O 型)乳化剂。

在使用食用乳化剂时,一定要考虑到它的这种溶解性。

对于水溶性乳化剂,在投入物料之前,最好先将其制成水合状态。

直接使用,效果往往不理想,尤其对于粉末状乳化剂更是如此。

原因有二:一是把水合态乳化剂投入物料后,它能够迅速分散,均匀地分布在物料中,充分起到乳化作用;二是乳化剂的活性与其晶型结构有直接关系。

大致来说,乳化剂的晶型结构可以分为三类:Α、Β和Β′[3]。

而其中Α-晶型活性最高,功能最好。

所以将乳化剂制成水合态,使晶型Α化。

曾有报道[4],根据单甘酯晶型变化的特点,在60～70℃时,将单甘酯(G M S)与水以1∶6～7的比例混合,搅拌冷却至室温,配制成G M S的水溶液,代替N H4HCO3用于蛋糕生产,可以大大缩短打蛋时间,延续蛋糕的老化,提高蛋糕的质量。

3　油合态法
食品中常用的油溶性乳化剂有卵磷脂、单甘酯(G M S)、Span系列、丙二醇脂肪酸酯(PG M E)、硬脂酰乳酸酯(SLA)、硬脂酰乳酸钙(CSL)等。

使用时,应根据它们的溶解特性,先溶于一定量的热油中,制成油合态,再加入物料。

这样处理的原因除前述两点外(即易迅速分散与Α-晶型化),还有一个重要的原因。

食品往往是一个复杂的体系,含有多种成分,如脂类、蛋白质、淀粉等。

如果脂类物质不先与油溶性乳化剂混合,它就要与配料中的蛋白质作用,形成保护膜。

再加入乳化剂时,乳化剂就会与蛋白质通过疏水键或氢键结合,使之溶解,从而破裂保护膜,脂肪球就会析出附聚[3]。

如果先让脂类物质与乳化剂充分作用,就不存在这种问题。

制造冰淇淋时,常常都要用到这个原理。

曾有报道[5],制造面包时,用油合态G M S或CSL比用干粉态,无论是面包体积、平滑度还是弹柔性及纹理结构,均有明显改善。

需要特别说明的是,虽然G M S的HLB值为3～4,但因为它具有复杂的介晶相,所以使用时不能简单视其为油溶性乳化剂。

关于G M S的具体使用方法可参阅文献[6]。

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4　综合法
在实际生产中使用乳化剂,一般很少单独选择一种,常常是水溶性和油溶性乳化剂综合使用[2]。

此时采用水合态或油合态要视这个复配乳化剂的总的HLB值而定。

通常认为乳化剂的HLB值具有加和性,即:两种(或两种以上)乳化剂形成的混合物,其HLB值可以由每种乳化剂的HLB值的代数和相加得到[7]。

HLB总=m A
M HLB A
+
m B
M HLB B
……
M——乳化剂总的质量
m A、m B——乳化剂A、B的质量
如果计算出总的HLB值大于10,可采用水合态法;如果总的HLB值小于10,则采用油合态法。

由于复配乳化剂中含有水溶性和油溶性两种,所以很难完全制成水合或油合态,一般都呈糊浆状。

但这种状态有利于乳化剂的贮藏。

在具体使用时,可以加热水或热油进行稀释。

笔者曾用G M S、SE、硬脂酸钠制成水合态的糊状乳化剂,用于豆奶、花生奶的生产,取得了良好的效果[2]。

5　细小乳状液法
为了充分激化乳化剂的活性,还可以采取细小乳状液法。

乳状液按颗粒大小一般分为三种:普通乳状液(1～10Λm)、细小乳状液(011～1Λm)、微乳状液(0101～011Λm)。

普通乳状液是生产最终需要得到的。

而微乳液的制备成本较高,难度较大。

所以通常是先将乳化剂制成细小乳状液,使用时再投入物料,常用的细小乳化剂制备方法有以下三种:
511　反相乳化法
反相乳化法是制备O W型乳状液所广泛采用的一种方法。

具体步骤如下:先将一定量的乳化剂溶于油中,在恒定温度下加入水相,搅拌,然后冷却至室温。

由于在乳化过程中连续相由油相变为水相。

所以称为反相乳化法。

实践证明,应用此法制得的O W型细小乳状液稳定性好,乳化活性高。

但这种方法对乳化剂也有一定要求。

首先,乳化剂必须能溶于油相,并且能增溶一定量的水;其次,乳化剂的亲水性要比亲油性强。

在实际乳化过程中,乳化温度,水相加入速度,乳化剂HLB值的选择都对乳状液的颗粒大小有影响。

具体使用时,应注意综合考虑。

在上述实例中,G M S、SE、硬脂酸钠既可采用综合法,也可采用反相乳化法,均可取得良好的效果。

512　相转变温度法(简称P IT法)
这种方法是以非离子型乳化剂的HLB值随温度升高由亲水性向亲油性变化的特征为基础的,对于一定的油——水体系,每种非离子型乳化剂都存在一相转变温度,低于此温度体系形成O W型乳状液,高于此温度体系形成W O型乳状液。

在该温度下,乳化剂的亲水亲油性质刚好平衡。

在接近P IT时,体系的界面张力最低,乳化时形成的粒子平均直径也最小,因而乳化活性也最高。

所以,在相转变温度下进行乳化,可形成细小的粒子,然后冷却,可得到O W型乳状液。

P IT的测定方法可参阅文献[7]。

这里介绍一种经笔者实验证明简单易行的方法:用2%～3%的非离子型乳化剂乳化大量的油和少量的水,加热至较高温度,使之形成稳定的W O型乳状液,然后搅拌冷却,至某一温度,乳状液变成絮状物。

此时的温度即为P IT。

虽然在P IT下制备的乳状液颗粒小,但易聚结,不稳定,所以需在低于P IT2～4℃的温度制备乳状液,然后冷却至室温。

这样即可得到颗粒细小,又有最佳稳定性的O W型细小乳状液。

513　瞬间成皂法
先将脂肪酸溶于少量热油中,碱(N aOH或KOH)溶于水中,然后在剧烈搅拌下将碱液逐渐倒入油相中。

瞬间油——水界面上生成脂肪酸碱金属盐(钠盐或钾盐),进而形成O W型乳状液。

实际上,这也是一种反相乳化法,因为体系的连续相是从油相变为水相的。

因为脂肪酸钠盐(或钾盐)属于最有效的O W型乳化剂,所以用此法制得的乳状液十分稳定。

方法也较简单,只需搅拌即可。

当然,在实际生产中,一般不单独使用脂肪酸钠盐(或钾盐),还需加入其它一些乳化剂。

所以此法常结合前述方法共同使用。

以上概述了几种食用乳化剂的使用方法。

总的原则是充分激化乳化剂的活性,使其能在食品体系中迅速分散,及时在油水界面上定位,稳定食品体系。

可以相信,今后随着人们认识水平和科技水平的不断提高,食用乳化剂必将在食品工业中发挥越来越重要的作用。

致谢:本文承蒙西南农业大学研究员李学刚博士的指导,特此致谢!
参考文献
1　张守文1乳化剂在粮油食品中作用机理的研究(上)1中国粮油学报,1989(1):17～24
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