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什么是蔗糖脂肪酸酯?一文读懂甜点面食的明星添加剂

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-11-17  来源:食品伙伴网食品研发创新服务中心  作者:功能食品圈
核心提示:食品添加剂是指为了改善食品品质和色、香、味,以及为了防腐和加工工艺需要加入食品中一些化学合成或者天然提取的物质,由于食品工业的快速发展,食品添加剂已经成为现代食品工业的重要组成部分。但是公众谈食品添加剂色变,更多的原因是混淆了非法添加物和食品添加剂的概念,把一些非法添加物的罪名扣在食品添加剂的头上显然是不公平的,所以我们要理性看待各种添加剂,随着国家相关标准的出台,食品添加剂的生产和使用必将更加规范。
食品添加剂是指为了改善食品品质和色、香、味,以及为了防腐和加工工艺需要加入食品中一些化学合成或者天然提取的物质,由于食品工业的快速发展,食品添加剂已经成为现代食品工业的重要组成部分。但是公众谈食品添加剂色变,更多的原因是混淆了非法添加物和食品添加剂的概念,把一些非法添加物的罪名扣在食品添加剂的头上显然是不公平的,所以我们要理性看待各种添加剂,随着国家相关标准的出台,食品添加剂的生产和使用必将更加规范。
 
蔗糖脂肪酸酯是一种高效而安全的乳化剂,可以被用在一些乳制品、饮料、面制品等,是一种较为常见的食品添加剂。
 
01、什么是蔗糖酯
 
蔗糖脂肪酸酯(source esters of fot tyacids)又称脂肪酸蔗糖酯、蔗糖酯,简称SE,是一种非离子型的表面活性剂,由蔗糖和脂肪酸(主要是硬脂酸、棕榈酸、油酸、月桂酸)经过酯化反应而成。蔗糖具有8个不同的羟基,在参与酯化或者酯交换反应时均可以与脂肪酸结合,形成不同酯化度的蔗糖酯,所以蔗糖酯可以被细分为单脂肪酸酯、双脂肪酸酯和三脂肪酸酯[1]。
 
蔗糖酯一般为白色至浅黄色的粉末或者液体,无味或略带油脂味,易溶于乙醇、丙酮,单酯可溶于热水,但是二酯或三酯难溶于水。蔗糖酯中亲水、亲油基团间的平衡通常用亲水亲油平衡值(HBL值)来衡量,而蔗糖酯的HBL值根据其所结合的脂肪酸侧链的多少来确定,糖基不变,结合的脂肪酸链越多,HLB值越低,蔗糖酯亲油性越强,反之越高。HBL值的范围一般在3-16之间。蔗糖酯在120℃以下稳定,加热至145℃以上则分解。无毒,可以被分解为葡萄糖、果糖和脂肪酸,并被人体吸收,对眼睛、皮肤和粘膜无刺激。
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图1蔗糖脂肪酸酯分子式 图源:GB 1886.27 《食品添加剂 蔗糖脂肪酸酯》
 
02、蔗糖酯的制备
 
蔗糖脂肪酸酯的合成可以分为两类,一类是化学合成法,包括酰氯酯化法、有机溶剂法、微乳法、无溶剂法,另外一类是酶合成法。酰氯酯化法反应速度快、产率高,但是体系中的盐酸无法完全除净,所以质量较差;有机溶剂法是最常用的方法之一,反应充分、操作简便、酯化产率高,试剂可回收重复利用;微乳法是在有机溶剂法基础上改良的一种方法,分为丙二醇法和水溶剂法,丙二醇法反应温度较温和、操作简单,但易发生焦糖化反应,使产物颜色加深;水溶剂法又称水乳化法,反应条件温和且无有毒试剂的参与,但是产物高温下易水解,导致产率降低,颜色加深;无溶剂法又包括熔媒法、相溶法及非均相法等,操作简便、合成速度快、原材料和催化剂成本低廉,符合无毒低成本绿色化学合成方向的要求,是目前工业上生产蔗糖酯最常用的方法;酶法合成具有专一性强、特异性强的优点,但是酶易失活,且反应条件比较苛刻,不适合工业化生产。
 
03、蔗糖酯相关法规
 
蔗糖酯由于其特殊性质,已经被批准用于食品、化妆品和医药行业中,以下是其在食品中应用的限量要求。
 
表一GB 2760-2014规定蔗糖脂肪酸酯使用要求
 

使用范围

最大使用量(g/kg)

饮料类(14.04包装饮用水除外);冷冻饮品(03.0食用冰除外);杂粮罐头;经表面处理的鲜水果;肉及肉制品;鲜蛋;风味发酵乳

1.5

调制乳;焙烤食品

3.0

生湿面制品(如面条、饺子皮、馄饨皮、烧卖皮);果冻;生干面制品;方便米面制品

4.0

果酱;专用小麦粉(如自发粉、饺子粉等);面糊(如用于鱼和禽肉的拖面糊)、裹粉、煎炸粉;调味糖浆;调味品;其他(仅限即食菜肴)

5.0

稀奶油(淡奶油)及其类似品;基本不含水的脂肪和油;水油状脂肪乳化制品;02.02类以外的脂肪乳化制品,包括混合的和(或)调味的脂肪乳化制品;可可制品、巧克力和巧克力制品(包括代巧克力及制品)以及糖果;其他(仅限乳化天然色素)

10.0

消泡剂(制糖工艺、豆制品加工工艺)

加工助剂

 

04、蔗糖酯的应用
 
蔗糖酯可以作为乳化剂、起泡剂、稳定剂和抗老化剂、抗菌剂、保鲜持水剂、黏度调节剂、润滑剂、增溶剂等等在食品中应用。表2为蔗糖酯发挥作用的原理及其应用,表3为主要蔗糖酯的分类及应用。
 
表2蔗糖酯发挥相应作用的原料及应用
 

作用

原理

一般应用食品品类

乳化剂

蔗糖酯根据其亲水亲油特性,可以形成油包水型(W/O,HLB值为3-8)或水包油型(O/W型,HBL值为8-16)乳液稳定油水体系。

饮品、冰淇淋、甜点、乳制品

起泡剂

特殊的两亲性能够使液体表面张力有效降低,搅拌时空气渗入形成紧密细小的结构

蛋糕、奶油

稳定剂和抗老化剂

蔗糖酯能够进入淀粉颗粒螺旋结构中,与其相互作用形成络合物,防止淀粉结块

面包

抗菌剂

蔗糖酯可以改变细胞膜的通透性,一定程度上抑制细菌的生长

按照法规使用在各类食品中

保鲜持水剂

特殊两亲性,使其能够在食品表面形成可食用的半透明膜,减少氧气的流入和水分的流失

雪糕、果冻、豆乳

黏度调节剂

蔗糖酯的低HLB值可以降低糖果、巧克力生产过程中的黏度

糖果、巧克力

润滑剂

单酯含量较低的蔗糖酯润滑效果较好,可以降低组分之间的摩擦

药片、糖果

增溶剂

高HBL值的蔗糖酯可以作为增溶剂增加粉质原料的溶解性

香精、香料、可可粉、代乳粉溶解过程中


表3主要蔗糖酯的分类及应用
 

蔗糖酯

HLB值

组成/%

一般应用品类应用

单酯

多酯

F-10

1

0

100

起酥油

F-20

2

10

90

巧克力

S-370

2-3

20

80

巧克力

S-570

5

30

70

保鲜持水剂

F-50

6

30

70

水果、鸡蛋的涂膜保鲜

S-770

7

40

60

糖果

F-90

9.5

45

55

口香糖

S-1170

11

55

45

饮料

F-140

13

60

40

面包等面制品

S-1570

14-15

70

30

蛋糕等面制品

P-1570

14-15

70

30

蛋糕等面制品

P-1670

16

75

25

洗涤剂、冰淇淋

       
05、蔗糖酯发展现状
 
随着时代的发展,人们对食品口味的要求逐渐增加,人们对表面活性剂的需求量不断增大,目前世界范围内生产蔗糖酯的厂家主要有日本三菱株式会社、英国禾大公司、美国宝洁公司、德国赢创工业、中国浙江合糖科技有限公司、中国广西高通食品科技有限公司等等。目前我国生产的蔗糖酯颜色发黄、单酯含量普遍较低,最高单酯含量只有53%,而日本生产的蔗糖酯颜色呈白色,且单酯含量可达73%[2]。因此,市面上的蔗糖酯大部分被日本所垄断,未来仍需要食品行业相关技术人员在使用更符合绿色化学合成方法的基础上,不断探索生产高纯度蔗糖酯的路线。
 
参考文献:
[1]P?REZ B,ANANKANBIL S,GUO Z.Synthesis of sugar fatty acid esters and their industrial utilizations[M]// AHMAD M U.Fatty acids:chemistry,synthesis,and applications.Champaign:AOCS Press,2017:329-354.
[2]刘伟康,蓝平,陈龙.蔗糖脂肪酸酯的制备及应用研究进展[J].中国油脂,2022,47(03):32-37+70.DOI:10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.210219.
 
来源:食品伙伴网食品研发创新服务中心

编辑:fmt1592210117

 
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