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食用乳化剂与增溶剂及其在食品工业中的应用

chemidoctor 2012-08-25 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《食用乳化剂与增溶剂及其在食品工业中的应用pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含《食品工业科技》ScienceandTechnologyofFoodIndustryNo食用乳化剂与增溶剂及其在食品工业中的应用葛毅强孙爱东蔡同一倪符等。

《食品工业科技》ScienceandTechnologyofFoodIndustryNo食用乳化剂与增溶剂及其在食品工业中的应用葛毅强孙爱东蔡同一倪元颖张欣(中国农业大学西区食品学院北京)’乳化剂和增溶剂的定义及其区别论述了HLB值及其适用性阐述了两者的作用机理并概述了/例t=)cJAbstractFoodemulsifyingagentandsolubilizerarethtwokindsofveryimportantbutthevalueofHLBanditsadoptionsstatedthefunctionprinciplesofemulsifyingagentandsolubilizerandreviewedtheirapplicationsinfoodindustry.Keywordsemulsifyingagentsolubilizerfoodindustry前言食用乳化剂和增溶剂是食品工业中广泛使用的两种重要的功能性组分。然而人们对两者的了解并不是很清楚尤其对增溶剂的认识和研究还很少往往将二者混淆。本文将分别介绍食用乳化剂和增溶剂的概念、区别、作用原理及在食品工业中的应用以期引起人们对二者的重视和关注使它们在食品工业中得以更好地利用推动食品工业更上一层楼。食用乳化剂和增溶剂的概念食用乳化剂(FoodEmulsifyingAgent)和增溶剂(FoodSolubilizer)均属于能应用于食品工业的可食性表面活性剂是两类重要的食品添加剂广泛应用于各种食品中。食用乳化剂是应用于食品的一类具有亲水基和疏水基的表面活性剂其亲水基和疏水基能分别吸附在油和水两种相互排斥的相面上形成薄分子层降低两相的界面张力从而使原来互不相溶的物质得以均匀混合形成均质状态的分散体系可以理解为食用乳化剂是为增加乳液稳定性而添加的食品表面活性剂。根据油在水中分散或水在油中分散的不同性质乳化剂大体上可分为造成水包油(o/w)型乳浊液的亲水性强的水溶性乳化剂和造成油包水(w/o)型乳浊液的亲油性强的油溶性乳化剂两大类。食用增溶剂是在食品领域中能将一些难溶物质籍胶束作用使溶质溶解度显著增大而溶于溶剂中成澄清透明溶液的表面活性剂。两者都是表面活性剂又都与增加溶解度这个老大难而又亟待解决的问题有关似乎具有一定的相似性人们往往将食用乳化剂与增溶剂等同起来其实它们有着本质上的区别。乳化作用在热力学上是不稳定的而增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低使体系更加稳定即增溶作用在热力学上是稳定的。另外增溶作用在热力学上是一个可逆平衡过程增溶作用后呈澄清透明状态而乳化作用则不然L。美国阿特拉斯公司【创立了用亲水亲油平衡值(HydrophihyandLipophiltyBalance简称HLB)来表示表面活性剂亲水基的亲水性的方法。规定%亲油性的表面活性剂如石蜡烃的HLB值为亲水性的表面活性剂如聚乙二醇类的HLB值为o其间分o等分。表面活性剂的HLB值越大则其亲水性也越大反之则小。HLB值最初按Griffin提出的公式计算得出现可用界面张力法、表面张力法、浊度法、吸附法、气相色谱法、分配系数法、核磁共振法等许多方法测定得出。将表面活性剂按HLB值大小进行分类可大大节省按预期性能选择乳化剂、润湿剂、洗涤剂、增溶剂等的实际研究工作。同时为了得到稳定的乳浊液或更好的增溶效果可根据适应的HLB值选择适当的乳化剂或增溶从经验可以得出一个置r{维普资讯http:wwwcqvipcomHLB值的大致范围和应用性质的关系:凡HLB值在~的可作为消泡剂HLB值在~的适合作为油包水型(w/o)乳化剂HLB值在~的。可作为润湿剂HLB值在~l的适合作为水包油型(o/w)乳化剂HLB值在~的可作为洗涤剂HLB值在~的适合作为增溶剂。HLB值作为工作应用参考具有重要的指导意义尤其对混合表面活性剂的适用具有实际指导意义如果知道了HLB值就可以知道其大致的使用范围。但由于食品是非常复杂的系统不可能一切仅由HLB值来判断在具体问题上可能会出现一些偏离如作为乳化剂的HLB值的范围可以很大增溶剂的HLB值也不仅限于上述范围。因此根据HLB值来选择一些表面活性剂的适用性时应当具体问题具体对待。食用乳化剂和增溶剂的作用机理.食用乳化剂的作用机理食用乳化剂对乳状液的稳定性、与淀粉及蛋白潇的相互作用以及脂肪和油的晶体改善是十分重妻帅。其作用机理主要分三方面:.:降低油一水界面张力促进乳化作用在油一水一乳化剂界面上形成相平衡稳定乳状液。降低界面张力)在分散粒子上形成吸附层使之不易因相互的碰撞合并变大)使分散粒子上的静电性质发生变化有利于双电层的形成)如果加入高分子表面活性剂如蛋白质、卵磷脂、水溶性橡胶等时其中一部分被吸附在界面上保护分散粒子另一部分则在溶液中形成框架结构把乳液粒子捕获到其中抑制排液速度使乳液稳定)如果将高分子和低分子表面活性剂并用可以同时发挥两者的作用大大提高乳液的稳定性)有些表面活性剂能够在乳液中形成络合物有效地防止油水界面上油滴的合并)水不溶性长链极性化合物与离子型表面活性剂并用时两者在界面上形成紧密充填的皮膜使界面张力降低和阻止油滴的合一。此时偶极与离子间的引力对油滴的合一也有阻止作用。..与淀粉和蛋白质等成分相互作用改善食品结构及流变性。..改进脂肪和油的结晶形成有利于食品感官性能和食品性能所需的晶型。.食品增溶剂的作用机理实践证明在加入增溶剂的溶液中溶液的表面张力随增溶剂浓度的坞加而降低但浓度达到一定值后即使浓度再增加其表面张力变化也不大。此时溶液中的增溶剂也从分子分散(或离子分散)的状态突然缔合成由数个至数百个分子或离子所组成的稳定胶束这个浓度即为临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration简称cmc)它相当于增溶剂分子分散浓度的饱和值。当增溶剂的浓度在ClTIC以前时被增溶物的溶解度几乎不变当增溶剂的浓度达到cmc以后溶液的物理化学性质发生显著改变被增溶物的溶解度则显著增高。这表面起增溶作用的内因是胶束增溶是增溶剂浓度达到cmc形成胶束后的重要特征。增溶仅发生在胶束形成的溶液中。被增溶物增溶进入胶束的位置(增溶位点)随被增溶物的化学结构、表面活性剂的种类及溶剂的性质不同而异即以不同的方式进入胶束中。据早期x射线衍射研究、后来紫外光谱研究和近来的核磁共振(NMR)及电子自旋共振(ESR)研究以及最近的荧光探针剂和超声光谱法等方法对胶束增溶位置的研究结果可归纳如下几种模式:)增溶于胶束的内芯。被增溶物为饱和的碳氢化合物和苯等增溶位在胶束的内芯)增溶于胶束的栅状层。两亲性的如长链醇或带支链的饱和烃定相排列于胶束的栅状层类似形成混合胶束)增溶于栅状层深处。含有弱性或易极化基团的化合物则分子深入到栅状层深处)增溶于亲水基表面。水溶性或极性较强的被增溶物分子被吸附在胶束的亲水基表面)增溶于胶束聚乙二醇基间具较强电负性原子芳香酸及酚类化合物可与增溶剂(非离子表面活性剂)的聚乙二醇形成氢键链缔合。这五种增溶模式所形成的胶柬的大小在~nm之间小于可见光的波长所以胶束溶液是清澈透明的。食用乳化剂和增溶剂在食品中的应用各种食用乳化剂在食品加工中的适用性不尽相同所起的功效也各不相同它是迄今应用最广的一类食品添加剂广泛应用于面包、糕点、饼干、人造奶油、冰淇淋、蛋黄酱、乳制品、巧克力、糖果、肉制品、饮料、豆制品、罐头等食品中在食品涂膜保鲜和制糖工业中也有它的用途(表)。食用增溶剂使食品中不溶成分溶解难溶物质增大溶解度因而使得食品中的营养成分充分溶解增加其营养作用并改进加工工艺趋向完美。如饮料、啤酒、低度白酒等产品的后混浊问题粉剂饮品、糊状食品、花粉等食品溶解性差、分散性不好等维普资讯http:wwwcqvipcom表食用乳化剂在食品工业的作用举例推荐的乳化剂食品名称主要作用面包、延迟芯子硬化缩短打粉时间甜点提高吸水性保证质量抗结饼干类晶作用保证容积、组织蛋糕结构提高储气性保证质量降低巧克力粘度防止花白消泡和保证质豆腐量凝聚剂保证干冰淇淋燥和膨胀率发泡顶充气干燥保端料证骨架和组织保证乳化稳定涂抹食品性和持水能力乳化稳定和可人造奶油口性起酥油乳化和保鲜注:.单双甘油酯.山梨醇酐酯类.蔗糖酯.单硬脂酸丙二醇或脂肪酸甘油和丙二醇混合酯.卵磷脂.硬脂酰乳酸钠或硬脂酰乳酸钙.醋酸、柠檬酸、乳酸和酒石酸的脂肪酸单甘油酯类.二乙酰酒石酸单、双甘油酯.聚甘油酯类.聚山梨酸酯类等问题均可通过食用增溶剂得以解决。然而目前食用增溶剂在食品工业的研究应用非常少见仅见有对黄酒等增溶的零星报导。因此对于食用乳化剂和增溶剂的研究还有待于进一步探索尤其是食用增溶剂的进一步开发研制将会对食品工业起到巨大的推动作用。参考文献刘莲芳.中国食品添加剂概况.中国食品加工():凌关庭唐述潮陶民强.食品添加剂手册.北京:化学工业出版社钟静芬.表面活性剂在医学中的应用.北京:人民卫生出版社张佳程周浩.乳化剂在食品中的作用原理.食品科技():~/‘GriffinW.C.J.SOC.cosmeticchmists.r():WinterE.Aconsumer’Sdictionaryoff(dadditivesNewlyrevised.N.Y.Crown/天津轻工业学院食品工业教学研究室.食品添加剂.北京:中国轻工业出版社rThieleO.W.Lipide.Isopreno协emitSteroiden.Stuttgart:GeorgThiemeVerlag.刘程周汝忠.食品添加剂实用大全.北京:北京工业大学出版社O余乾伟.低度白酒速效增溶剂的研究.广州食品工业科技():~速冻食品展现一片新景象目前我国已经形成一个购买速冻食品热潮市场需求量逐月增加销售情况旺盛不衰。进入O年代以后愈来愈多的人接受速冻食品。它不仅具有方便、快捷、卫生、经济实惠等特点而且还能保持原有色、香、味、鲜等优点。近年来速冻食品生产发展迅速市场需求急剧扩大特别是在大中城市出现了产销两旺供不应求的好势头。调查显示购买这类食品以中年双职工居多特别在一些教职员、机关干部、服务行业人员中最受欢迎。他们往往在周末买上可吃一周的速冻食品存进冰箱里随吃随取十分方便。速冻食品的快速发展不但表现在数量的增长而且在品种上也更加多样化。开始时的速冻食品局限在饺子、包子等面食之类现在已发展到速冻蔬菜、水果、肉类、海产品等应有尽有。据有关部门统计到年底我国共有速冻食品厂余家年产量达到多万吨比年增长.倍。业内人士认为随着社会进步人们的生活内容丰富多彩生活节奏不断加快内地速冻食品市场的发展潜力很大前景是十分乐观的。.^摘自《中国食品质量报》维普资讯http:wwwcqvipcom

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