乳化劑對(duì)食品的作用

1、乳化劑對(duì)食品的作用一、乳化劑降低油水界面的張力, 促進(jìn)乳化作用,在油水、乳化劑界面上形成相平衡穩(wěn)定乳狀液。油水兩相之所以不相容, 是由于兩相間存在界面張力(或稱表面張力) , 即油和水的接觸面上有相互排斥和各自盡量縮小彼此接觸面積的兩種作用力。只有當(dāng)油浮于水面分為兩層時(shí), 其接觸面積最小, 最穩(wěn)定。牛奶是奶油及水的乳化體系, 一般奶油表現(xiàn)為細(xì)微的小滴分散于水中, 但長期靜置后由于界面張力關(guān)系, 奶油小滴便聚集成小球, 并長大成凝聚團(tuán)塊, 浮于水面, 若加入乳化劑, 其親油基與奶油結(jié)合, 在奶油微滴表面形成一層物理膜, 可以防止油滴相互聚集。此時(shí)乳化劑親水基又拉住水向奶油微滴靠近, 這樣, 油水

2、界面張力就降低了。機(jī)理(1) 界面吸附:由于乳化劑具有兩性結(jié)構(gòu), 加入油和水中后立即被吸附在油和水的界面上, 形成吸附層(或界面膜) , 降低了界面張力, 使乳狀液穩(wěn)定。(2) 定向排列:乳化劑分子在界面上的定向排列象木楔插入內(nèi)相一樣, 十分緊密。當(dāng)乳化劑使用量不足時(shí), 就不能造成界面上的最緊密定向排列, 油水液滴因接觸碰撞可產(chǎn)生聚集收縮作用, 乳濁液不穩(wěn)定, 出現(xiàn)油水分層現(xiàn)象。因此, 在糕點(diǎn)、人造奶油和冰淇淋的生產(chǎn)中要特別注意乳化劑的最佳使用量。(3) 膠束形成:乳化劑在油水界面吸附、定向排列, 降低表面張力過程中, 逐漸形成各種膠束。當(dāng)乳化劑以單個(gè)分子狀態(tài)溶于水時(shí), 由于其親水基團(tuán)的親水力

3、大于親油基團(tuán)與水的相斥力, 所以它完全被水包圍; 隨著乳化劑濃度增加, 一部分乳化劑分子吸附于界面, 并定向排列成單分子膜, 另一部分乳化劑分子, 使親油基相互靠攏, 盡可能減少親油基和水的接觸面積最終可形成球狀膠束。這時(shí)親油基完全被包圍在球的內(nèi)部, 只剩下親水基朝外, 可看成親水的球狀高分子。一般把乳化劑形成膠束的最低濃度稱臨界膠束濃度。它在糕點(diǎn)等食品的生產(chǎn)中具有重要意義。當(dāng)乳化劑水溶液達(dá)到臨界膠束濃度時(shí), 原先以低分子狀態(tài)存在的乳化劑分子, 很快形成一個(gè)整體, 此時(shí)溶液的界面張力下降得最快, 乳化得最好。因此在使用乳化劑時(shí), 只有其濃度稍高于臨界膠束時(shí), 才能充分起作用。另外, 乳化劑還具

4、有泡沫穩(wěn)定作用, 發(fā)泡奶油是將奶油、蛋、糖及水?dāng)嚢杵鹋? 但隨著放置時(shí)間的延長, 奶油等脫水收縮變硬。如在奶油中加入少許乳化劑, 則能穩(wěn)定泡沫組織, 使之保鮮不變形。泡沫實(shí)質(zhì)是一種氣體分散在液體介質(zhì)中的多相不均勻體系, 是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定體系, 有過剩的表面自由焓。它的穩(wěn)定性受表面張力和液膜強(qiáng)度影響。一般, 表面張力低, 排液速度減低, 液膜變薄, 有利于泡沫穩(wěn)定。乳化劑可被吸附在氣液界面上降低界面張力,增加了氣體和液體的接觸面積, 有利于發(fā)泡和泡沫的穩(wěn)定。 (1) 乳化劑的抗老化作用: 谷物食品(如面包、糕點(diǎn)、饅頭和米飯) 放置一段時(shí)間后會(huì)由軟變硬, 組織松散, 失去彈性, 風(fēng)味和香氣也隨著

5、消失, 即發(fā)生了食品老化現(xiàn)象。這主要是由谷物中的淀粉引起的。將面粉加水制成面團(tuán), 在成形烘焙過程中淀粉吸水膨脹, 糊化并形成凝膠, 由有序的晶體變?yōu)闊o序的非晶體結(jié)構(gòu), 使面包制品變得新鮮、疏松、柔軟、富有彈性。但在貯存過程中, 非晶體凝膠狀態(tài)的淀粉將重新結(jié)晶為有序結(jié)構(gòu)。在淀粉重結(jié)晶過程中將排出自身吸收的水分, 這部分水轉(zhuǎn)移到面筋部分, 開始老化。因而, 影響食品老化的最重要因素是淀粉的重結(jié)晶。由于在結(jié)構(gòu)和分子大小上的差別, 老化主要是由直鏈淀粉引起的。實(shí)踐證明, 乳化劑是谷物食品最理想的抗老化劑。它能與直鏈淀粉形成不溶性復(fù)合物, 不能重新結(jié)晶而發(fā)生老化。以單酸甘油酯為例, 在調(diào)制面團(tuán)階段, 乳

6、化劑被吸附在淀粉粒的表面, 可以抑制淀粉粒的膨脹, 阻止了淀粉粒之間的相互連接。此時(shí)乳化劑進(jìn)入不了淀粉粒內(nèi)部。在面團(tuán)進(jìn)入烤爐烘焙時(shí), 面團(tuán)內(nèi)部溫度開始 上升, 大約到 50時(shí), 單酸甘油酯 B結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)锳結(jié)晶狀態(tài), 然后與水一起形成液體結(jié)晶的層狀分散 相。A結(jié)晶狀態(tài)是乳化劑最有效的活性狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到淀粉的糊化溫度時(shí), 淀粉粒開始膨脹, 乳化劑這時(shí)與溶出淀粉粒的直鏈淀粉和留在淀粉粒內(nèi)的直鏈淀粉相互作用。由于乳化劑的構(gòu)型是直碳?xì)滏? 而直鏈淀粉的構(gòu)型是螺旋狀, 因此, 乳化劑與直鏈淀粉相互作用, 形成的復(fù)合物在水中是不可溶的, 阻止了直鏈淀粉溶出淀粉粒, 大大減少了游離直鏈淀粉的量。另外, 當(dāng)乳

7、化劑在面團(tuán)調(diào)制階段吸附在淀粉粒表面及在 50左右與直鏈淀粉形成復(fù)合物后, 淀粉的吸水溶脹能力被降低, 糊化溫度被提高, 從而使更多的水分向面筋轉(zhuǎn)移, 因而增加了面包心的柔軟度, 延緩了面包老化。 (2) 乳化劑的面團(tuán)改良作用 面粉和水?dāng)嚢韬? 蛋白質(zhì)吸水形成了面筋構(gòu)成面筋的主要成分是麥膠蛋白和麥谷蛋白。面筋互相連接形成面筋網(wǎng)絡(luò), 其它成分如糖、淀粉等填充在網(wǎng)絡(luò)里,形成了面團(tuán)。在發(fā)酵型產(chǎn)品中, 由酵母的發(fā)酵作用產(chǎn)生的大量CO 2 氣促使面筋網(wǎng)絡(luò)不斷延伸, 面團(tuán)體積增大形成多孔狀的結(jié)構(gòu)。若面筋筋力弱, 面團(tuán)的持氣性就差, 造成 CO 2 氣沖破氣孔壁而大量損失, 內(nèi)部出現(xiàn)大孔, 食品體積大大縮小。因此, 面粉的筋力是決定發(fā)酵食品質(zhì)量的關(guān)鍵, 但在我國目前還沒有專用高筋力面粉的情況下, 使用乳化劑來改善產(chǎn)品質(zhì)量就十分必要了。因?yàn)? 乳化劑在面包等發(fā)酵食品中最重要的作用是增強(qiáng)面筋蛋白的筋力。在面筋中, 極性脂類分子以疏水鍵與麥谷蛋白分子相結(jié)合, 以氫鍵與麥膠蛋白分子結(jié)合。而乳化劑加入面團(tuán)后, 它能與面筋蛋白形成復(fù)合物, 即乳化劑的親水基結(jié)合麥膠蛋白,