如何最大发挥乳化剂作用

2022年01月18日 阅读量:23

乳化剂目前仍然是食品工业中重要的功能成分。乳化剂包含亲水和疏水部分,即使添加量小也可以发挥作用。乳化剂的作用主要是与水作用形成介晶态,增强或减弱与蛋白质的作用,与淀粉形成复合物,促进或抑制脂肪结晶。

功能作用

1.乳化剂与水的作用

乳化剂中的单酯与水能发生很复杂的相互作用,其作用程度取决于温度及单酯与水的比例,同时与脂肪酸的种类有关。所形成的物质能够同时表现出晶体性质及液体性质,即介晶性。单甘酯的介晶相有:层状中间相(层状相),α-凝胶,立方体相,六角形相等。单甘酯在常温状态是β-结晶,结构最稳定。α-结晶态是乳化剂最有效的活性状态。

2.乳化剂与蛋白质的作用

乳化剂可以与面筋蛋白形成复合物,使面筋蛋白分子变大,形成结构牢固细密的面筋网络,增强了面筋的机械强度,提高了面团的持气性,从而使产品体积增大。

3.乳化剂与脂肪的作用

乳化剂的脂肪酸基团与油脂的脂肪酸基团组成类似,因此乳化剂对固体脂肪结晶的形成、晶型和析出有控制作用。在巧克力中,促进可可脂的结晶变得微细和均匀;在冰淇淋等冷冻食品中,高HLB的乳化剂可阻止糖类等产生结晶;而在人造奶油中,低HLB的乳化剂则可阻止油脂产生结晶。

4.乳化剂与淀粉的作用

乳化剂可以与直链淀粉结合生成复合物,延缓淀粉重结晶即淀粉老化,使产品保持柔软新鲜。其中作用最强的是分子蒸馏单甘酯。

a. 面团搅拌阶段:单甘酯吸附在淀粉颗粒表面,可以抑制淀粉粒的膨胀,阻止淀粉粒之间的相互连接。此时乳化剂不能进入淀粉粒内部。

b. 入烤炉烘焙:面团内部温度上升到约50℃时,单甘酯由β-结晶态转变为α-结晶态,然后与水一起形成液体结晶层状分散相。α-结晶态是乳化剂最有效的活性状态。温度达到淀粉的糊化温度时,淀粉粒开始膨胀,单甘酯与溶出的淀粉粒的直链淀粉和留在淀粉粒内的直链淀粉相互作用。单甘酯的碳氢链进入直链淀粉形成的螺旋状构型中,形成的复合物。复合物在水中不可溶,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。

乳化剂应用形态

乳化剂有粉末,膏状等不同形态。乳化剂的物理形态对其功能和作用非常重要,其中水合的乳化剂功能效用最好。

不同形态的乳化剂功能和作用也会有差别。例如完全水合的丙二醇酯应用于糖霜与馅中减少气泡,塑性的丙二醇酯则有充气作用。

乳化剂加工条件

食品产品的加工方式极大影响乳化剂的功能作用。其中最重要的加工因素是温度,搅拌或剪切的力度,或者原料添加的顺序。

在食品中,一些乳化剂需要加热到一定温度发挥功能作用,如果加工条件不能达到这个温度,则乳化剂在加入食品前需要处于功能活性状态。乳化酥油和蛋糕油/乳化膏即是乳化剂处于活性状态,可以应用于低温条件。

也有很多应用加工条件高于这个温度,不需要担心乳化剂的功能是否发挥作用,但是如果搅拌或搅打方式不合适,乳化剂也不能充分发挥作用。蛋糕生产就是搅拌程序极大影响乳化剂功能发挥的一个很好的例子。乳化剂一般在两不相容相界面聚集作用,如果乳化剂通过搅拌或搅打不能聚集在这些界面,那么他们也发挥不了功能作用。蛋糕制作的充气机和搅拌机的效率差别也在于此。

食品乳化剂配方

食品的配方中是否存在一些成分或添加量大小都会极大影响乳化剂的功能作用。

焙烤食品乳化剂的选择也取决于油脂状态是液体还是塑性起酥油。单双甘油酯在起酥油的配方中完全发挥功效,如果使用液体油,最终体积则不太理想。这种情况下需要加入a-倾向的乳化剂。

在食品应用中,还有一些乳化剂不同添加量表现出不同的功能。例如吐温80在食品体系中添加量0.03-0.1%有充气作用,添加量0.005%时有消泡作用。

不同乳化剂进行复配比单一乳化剂功能作用好。

成本和法规

原料的成本和当地现行使用的法规也是乳化剂使用时重要的考虑因素。

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