《食品添加劑》課件第九章 增綢劑乳化劑

1、第九章 增稠劑和乳化劑 Thickener and Emulsifier本章學(xué)習(xí)目的與要求熟悉食品增稠劑概念及影響其作用效果的因素，掌握食品增稠劑的分類、特性、應(yīng)用及使用注意事項。熟悉食品乳化劑概念、作用原理及HLB值概念，掌握常見食品乳化劑的基本特性及應(yīng)用，了解食品乳化劑的應(yīng)用現(xiàn)狀。第一節(jié) 增稠劑 定義： 是指在水中溶解分散，能增加流體或半流體食品的粘度，并能保持所在體系的相對穩(wěn)定的親水性食品添加劑。 一、增稠劑的定義及作用原理增稠劑的作用原理 其分子結(jié)構(gòu)中含有許多親水基團(tuán)，如羥基、羧基、氨基和羧酸根等，能與水分子發(fā)生水化作用，其分子質(zhì)點(diǎn)在1100nm之間，水化后以分子狀態(tài)高度分散于水中，形

2、成高粘度的單相均勻分散體系.增稠劑通過粘度的改變或在含水的連續(xù)相中的凝膠作用而賦予食品膠體長期的穩(wěn)定性。增稠劑能在食品膠體中以高分子鏈無規(guī)線團(tuán)的形式吸附在膠體粒子的表面，或形成膠粒外表面的一部分而賦予食品膠體一定的空間穩(wěn)定作用。二分類1按來源可分為兩類： 天然品：果膠，瓊脂，海藻酸，明膠和卡拉膠人工合成品：改性淀粉，改性纖維素，黃原膠等。2按物質(zhì)的組成可分為兩類： 多肽類：干酪素和明膠 多糖類：大多數(shù)增稠劑屬于此類世界上通用的增稠劑約40多種，我國有32種。三、影響增稠劑作用效果的因素1 結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量對粘度的影響2 濃度3 pH值4 溫度5 切變力6 增稠劑的協(xié)同效應(yīng)7 其它因素粘度濃度

3、黃桿菌膠+刺槐豆膠黃桿菌膠刺槐豆膠圖：增稠劑的增效效應(yīng) pH值對粘度的影響海藻酸鈉：pH值510時，粘度穩(wěn)定， 小于4.5時，粘度明顯增加，可能酸降解，粘度不穩(wěn)定。pH23時，藻酸丙二醇酯粘度最大 海藻酸鈉沉淀析出，等電點(diǎn)時，明膠粘度最小，黃原膠：粘度受pH影響小。四、增稠劑在食品中的作用1 增稠分散和穩(wěn)定作用 使用增稠劑多是水溶性的高分子，溶于水中有很大的粘度，使體系具有稠厚感，體系粘度增加后，體系中的分散相不容易聚集和凝聚，因此可以使分散體系穩(wěn)定。 如：牛奶+酸、發(fā)酵乳的穩(wěn)定 2 膠凝性： 有些凝膠如明膠，在溫?zé)岬臈l件下為粘稠流體，當(dāng)溫度降低時，液體分子連接成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，溶劑和其他分散介質(zhì)全

4、部被包含在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，整個體系形成了沒有流動的半固體，也就是凝膠。有些離子型的水溶性高分子，在高價離子的存在下可形成凝膠。對于很多特色食品有益。如：果凍、奶凍、軟糖、仿生食品，瓊脂：凝膠堅挺、硬度高、彈性小明膠：堅韌、富有彈性、承壓性能好、有營養(yǎng)卡拉膠：透明度好、易溶解、適于制奶凍果膠：有良好風(fēng)味、適于果味制品糖果、巧克力中使用增稠劑，目的是起凝膠作用，防起霜、保持柔軟、光滑。 3 凝聚性 增稠劑是高分子物質(zhì)，在一定的條件下，可以同時吸附多個分散介質(zhì)使其凝聚，而達(dá)到凈化的目的。如在啤酒中添加可以使啤酒澄清。 4 保水，持水性 增稠劑有強(qiáng)親水作用，在肉制品、面粉制品中起改良品質(zhì)的作用?？梢允故称?/p>

5、保持一定的水分含量。 5 控制結(jié)晶 增稠劑可以賦予食品較高的粘度，從而使體系不容易結(jié)晶或結(jié)晶細(xì)小。 6 成膜保鮮型 食用增稠劑可以在食品表面形成一層保護(hù)型薄膜，使食品不受氧氣和微生物的污染。與食品表面活性劑作用是蔬菜水果保鮮。7 起泡作用和泡沫穩(wěn)定作用 增稠劑可以發(fā)泡，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可包含大量氣體，并因液泡表面粘性增加使其穩(wěn)定。 蛋糕、啤酒、面包、冰淇淋等。8 粘合作用 香腸中使用槐豆膠、鹿角菜膠，目的是使產(chǎn)品成為一個集聚體，均質(zhì)后組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、潤滑，同時保水。9 用于保健、低熱食品的生產(chǎn) 增稠劑是大分子，來自于天然膠質(zhì)，人體內(nèi)幾乎不消化而被排泄掉。10 矯味作用 對不良?xì)馕队醒诒巫饔?。環(huán)糊精

6、效果較好，但不能用于腐敗變質(zhì)食品。性能比較增稠性次序：瓜爾膠、黃原膠、槐豆膠、魔芋膠、果膠、海藻酸鹽、卡拉膠、CMC、瓊脂、明膠、阿拉伯膠吸水性次序：瓜爾膠、黃原膠凝膠透明程度次序：卡拉膠、瓊脂、明膠、低酯果膠冷水中溶解次序：黃原膠、阿拉伯膠、瓜爾膠、海藻酸鹽?？焖倌z次序：瓊脂、果膠口味次序：阿拉伯膠、黃原膠表 增稠劑在食品中的作用功能特征用途常用增稠劑膠粘、包膠、成膜糕點(diǎn)糖衣、香腸、粉末固定香料及調(diào)味料、糖衣瓊脂、角豆膠、鹿角藻膠、果膠、CMC、海藻酸鈉膨松、膨化療效食品、加工肉制品阿拉伯膠、瓜爾豆膠結(jié)晶控制冰制品、糖漿CMC、海藻酸鈉澄清作用啤酒、果酒瓊脂、CMC、海藻酸鈉、瓜爾豆膠混濁

7、作用果汁、飲料鹿角藻膠、CMC乳化作用飲料、調(diào)味料、香精丙二醇藻蛋白酸酯凝膠作用布丁、甜點(diǎn)心、果凍、肉凍瓊脂、果膠、海藻酸鈉脫膜、潤滑橡皮糖、糖衣、軟糖CMC、阿拉伯膠保護(hù)作用乳、色素松膠、CMC穩(wěn)定、懸浮飲料、汽酒、啤酒、奶油、蛋黃醬瓊脂、CMC、海藻酸鈉、瓜爾豆膠、果膠防縮劑奶酪、冰凍食品瓜爾豆膠發(fā)泡劑甜點(diǎn)、甜食CMC、果膠五、幾種常用的增稠劑 瓊脂：膠類中最強(qiáng)的凝膠，可快速凝固。常用于制作果凍食品。軟糖、酸奶、冰淇淋、焙烤食品。注意事項：瓊脂有很強(qiáng)的吸水性，使用前必須經(jīng)過冷水充分浸泡和溶脹。瓊脂不宜與含有酸性的添加劑混合，會影響使用效果。卡拉膠主要用于奶類和肉類產(chǎn)品中（如在可可牛奶中懸浮

8、穩(wěn)定可可粉），防止奶油分離，在火腿腸中用做黏結(jié)穩(wěn)定劑?？诟泻?、外觀好、光澤發(fā)亮。黃原膠隨溫度變化粘度變化很?。?493C），耐酸堿（pH1.513）。具有搖變性和假塑性。大量用于色拉、肉汁、調(diào)味汁、各類碳酸飲料。注意事項：黃原膠干粉直接溶解易結(jié)團(tuán)，不斷攪拌的同時慢慢加入?？膳c大多數(shù)增稠劑配伍。黃原膠的特性 低濃度下的高粘度 高度假塑性賦予可逆粘度降低與回復(fù) 高效持久的懸浮性能 廣泛PH值范圍內(nèi)的溶液保持穩(wěn)定（在PH1-13范圍內(nèi)，能保持原有性能）。與瓜爾豆膠和刺槐豆膠的良好配伍 熱穩(wěn)定性（-18-80基本保持原有的粘度及性能）與其他增稠劑或穩(wěn)定劑（酸、堿、表面活性劑、防腐劑等）在復(fù)雜溶液中的良

9、好配伍性在高鹽溶液中保持穩(wěn)定 +在冷凍和解凍時保持穩(wěn)定 海藻酸鹽海藻酸鹽本身不能成膠，可通過Ca離子等形成凝膠，不易失水收縮，表面不易硬化?？捎糜谛枰淮位蚨啻卫鋬?加熱循環(huán)的食品中；與淀粉的粘結(jié)力很強(qiáng)，用于面條中可大大加強(qiáng)咀嚼力。明膠和果膠明膠的特點(diǎn)是凝膠熔點(diǎn)低，在口中可溶化，膠體柔軟，常用于奶糖等產(chǎn)品。果膠抗酸性強(qiáng)，作為酸性食品的膠凝劑。注意事項：明膠溶解分兩步：將明膠浸在冷水中吸水膨脹；向膨脹好的明膠加熱水。防止因溫度（60C）、酸、堿、細(xì)菌引起的降解果膠1份與細(xì)糖5份伴勻，慢慢加入攪拌中的熱水中（85C），加熱至沸溶解，一般8min內(nèi)完成。瓜爾膠增稠效果較好，用于冰淇淋。罐頭食品中能使肉

10、菜固體部分表面包一層稠厚的肉汁。海藻酸丙二醇酯抗酸性最好的膠體，在乳酸菌飲料中做穩(wěn)定劑效果最好阿拉伯膠用于乳化香精，焦糖醬色、飲料中起乳化、懸浮的作用。在啤酒中產(chǎn)生掛壁效應(yīng) 羧甲基纖維素鈉 CMC-Na合成增稠劑，安全性高，不需規(guī)定ADI值應(yīng)用： 人工甜味劑、果醬、番茄醬、乳酪 面包、蛋糕、方便面 醬油、冰淇淋 酸型飲料酸奶、果汁牛奶、乳酸飲料、果汁飲料等等 -環(huán)狀糊精 是由淀粉經(jīng)微生物酶作用后提取制得。環(huán)狀結(jié)構(gòu)，故其中間的空洞內(nèi)可以包入各種物質(zhì)，形成各種包裝物，此包裝物具有各種物質(zhì)物理性能的作用，由于本品的環(huán)狀空洞內(nèi)具有疏水性，而外側(cè)成親水性，具有界面表面活性劑的作用，因此它還有界面活性劑的

11、作用。 使用范圍：主要用于焙烤食品和湯料。包接天然色素、香料，掩蔽不良?xì)馕叮偃茱嬃系鹊诙?jié) 乳化劑1、乳化液的類型食品乳狀液分散相+連續(xù)相。食品中常見的乳狀液親水相+親油相或疏水相。當(dāng)這兩相相互混合時，能形成乳化液。典型的天然食品乳化液及其類型 水包油（O/W）型，如牛奶、豆乳； 油包水（W/O）型，如黃油； 油包水和氣（A+W/O）型，如奶油。典型的加工食品乳化液及其類型麥淇淋、黃油及其噴涂物W/O沙拉裝飾、調(diào)味品、湯汁、肉汁、咖啡乳油、乳酪類似物及加工乳酪O/W冰淇淋及冰淇淋混合物、谷物烘焙食品、仿奶油及其填充物、攪打點(diǎn)心A+O/W麥淇淋2 乳化劑定義食品乳化劑是通過吸附作用使食品膠體的

12、表面張力急劇下降， 從而促使其體系穩(wěn)定的食品添加劑。3、乳化劑分子結(jié)構(gòu) OH OHCH2CHCH2 OCH3CH2CH2CH2CH2C O CH3 CHCOO OCH3CH2CH2CH2CH2C O油 油 油 油 油 油油 油 油 油 油 油油 油 油 油 油 油油 油 油 油 油 油水水水水水水水水水水Na+水水水水非離子型陰離子型甘油脂肪酸單酯硬脂酰乳酸鈉親水基親油基乳化劑分子內(nèi)具有親水和親油兩種基團(tuán)，易在水和油的界面形成吸附層，將兩者聯(lián)合起來，達(dá)到乳化的目的。乳化劑是表面活性劑的一種。其親油基如烷基與油脂中的烷烴結(jié)構(gòu)相似，因此與油脂能互溶。其親水基一般是溶于水或能被水所潤濕的原子團(tuán)，如羥

13、基。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，食品乳化劑絕大多數(shù)屬于非離子型，少數(shù)是陰離子型。4、乳化劑的作用機(jī)理1降低油水兩相的張力2可以在油、水兩相界面形成一層有一定機(jī)械強(qiáng)度的多分子吸附膜，阻礙頻繁碰撞的分散相微粒聚集。3O/W型乳濁液中，乳化劑可使分散相微粒形成雙電層結(jié)構(gòu)，可以防止帶同種電荷的分散相微粒碰撞聚集。5 HLB值Hydrophilyty and Lipophilyty Balance親油親水平衡值（HLB值）。規(guī)定親油性為100%的乳化劑，其HLB=0（以石蠟為代表）；親水性為100%者為20（以油酸鉀為代表）。凡HLB值小于10的乳化劑主要表現(xiàn)為親油性相對較強(qiáng)，而等于或大于10的乳化劑則表現(xiàn)為親水性相

14、對較強(qiáng)。當(dāng)兩種或兩種以上的乳化劑混合使用時，其HLB值與各自的HLB值有關(guān)，可按下式計算：HLB值=A%HLBa+B%HLBb+表 、親水、親油平衡值及其適應(yīng)性HLB值適應(yīng)性1.53消泡劑3.56水/油型乳化劑79濕潤劑818油/水型乳化劑1315洗滌劑（滲透劑）1518增溶劑6、臨界膠束濃度（CMC）臨界膠束濃度是乳化劑形成膠束的最底濃度。乳化劑濃度的變化和乳化劑在溶液中的活動四 乳化劑在食品中的主要作用（1）分散體系的穩(wěn)定作用。乳化劑由于其兩親作用，在油水界面定向吸附，使油相界面變得親水，水相界面變得親油，使原本不相容的體系變得相容，從而使體系穩(wěn)定。（2）發(fā)泡和充氣作用。乳化劑是表面活性劑

15、，在氣液界面定向吸附，可以大大降低汽液界面的表面張力，使氣泡容易形成，同時由于乳化劑在氣液界面的定向吸附，使形成的氣泡穩(wěn)定。（3）破乳和消泡作用。如豆腐制作中消泡味精，蔗糖生產(chǎn)中的消泡。 （4）對體系結(jié)晶的影響。對于食品中晶種的制備，糖果，雪糕，巧克力等糖品晶粒的大小的控制。（5）與淀粉的相互作用?？梢苑乐沟矸鄣睦匣?，達(dá)到延長食品保鮮期的目的。（6）與蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)作用?？梢詮?qiáng)化食品的面筋結(jié)構(gòu)，防止油水分離造成的老化，增加韌性和抗拉力。（7）抗菌保鮮作用。乳化劑有一定的抑菌作用，常以表面涂層的方法用于水果保鮮。五 乳化劑在食品加工中的應(yīng)用（1）焙烤食品及淀粉食品：調(diào)整面團(tuán)，增加面筋網(wǎng)。促進(jìn)充氣，提

16、高發(fā)泡性。使焙烤食品的結(jié)構(gòu)細(xì)密。增大體積使產(chǎn)品松軟。保持濕度防止老化，便于加工延長貨架期。（2）冰淇淋：增加乳化，縮短攪拌時間。有利于充氣和穩(wěn)定泡沫，使制品產(chǎn)生微小冰晶和分布均勻的微小氣泡。提高比體積。改善熱穩(wěn)定型。（3）人造奶油：改善油水相溶，使水分充分乳化分散，提高乳液的穩(wěn)定性。（5）糖果：（6）口香糖（7）植物蛋白飲料（8）乳化香精（9）其他（4）巧克力：增加巧克力間的摩擦力和流動性，降低粘度，增加脂肪分散防止起霜。使用注意事項：（1）不同HLB值的乳化劑可制備不同類型的乳液，選擇合適的乳化劑是取得最佳效果的基本保障。（2）由于復(fù)合乳化劑有協(xié)調(diào)效應(yīng)要考慮高HLB值與低HLB值相差5，否則

17、效果不佳（3）乳化劑投入食品體系之前，應(yīng)在水或油中充分分散或溶解，制成漿狀或乳狀液。1、蔗糖脂肪酸酯2、單硬脂酸甘油脂3、山梨醇酐脂肪酸酯 (span)司盤4、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯 (tween) 吐溫5、大豆磷脂及改性大豆磷脂6、硬脂酰乳酸鈣常用的乳化劑7、硬脂酰乳酸鈉8、木糖醇酐單硬脂酸酯。9、丙二醇脂肪酸酯10、酪朊酸鈉11、酯膠12、田菁膠13、三聚甘油單硬脂酸酯14、蔗糖乙酸異丁酯15、甘油雙乙酰酒石酸單酯對我國食品乳化劑發(fā)展的展望(1)大力開發(fā)“天然、營養(yǎng)、多功能”乳化劑,緊跟國際發(fā)展趨勢,參與國際競爭,迎接“入世”挑戰(zhàn)。 如：酪蛋白、大豆磷脂生產(chǎn)功能性食品添加劑的大制造商之一丹麥丹尼斯克公司投資2570萬美元在江蘇昆山建成丹麥丹尼斯克(中國)有限公司并投產(chǎn),其兩種最重要產(chǎn)品之一就是乳化劑,包括分子蒸餾單甘酯等。此外,日本理研公司的分子蒸餾單甘酯,美國公司、德國Lucas eyer公司等生產(chǎn)的卵磷脂都相繼進(jìn)入中國市場。(