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漫谈功能性乳化剂

放大字体  缩小字体 发布日期:2007-07-10
核心提示:乳化剂是一种表面活性剂,是具有亲水的极性部分和亲油的非极 性基两个部分组成的物质。亲水基为含羟基的多元醇类和糖类如甘油 (丙三醇)、山梨醇(己六醇)、蔗糖等。亲油基是含羧基物,如硬 脂酸、油酸等。乳化剂使水和油两个相互排斥的相的表面张力降低, 产生油水
 
   乳化剂是一种表面活性剂,是具有亲水的极性部分和亲油的非极
性基两个部分组成的物质。亲水基为含羟基的多元醇类和糖类如甘油
(丙三醇)、山梨醇(己六醇)、蔗糖等。亲油基是含羧基物,如硬
脂酸、油酸等。乳化剂使水和油两个相互排斥的相的表面张力降低,
产生油水相互乳化、渗透、分散、增溶的作用。在食品加工中只使用
少量(0.3%~1%)乳化剂,就可使油水相溶乳化、渗入淀粉和蛋
白质内部产生交联、防止淀粉老化,使食品形成均质稳定的结构,改
善口感并延长保质期。所以在食品工业中,例如,糖果、糕点、面食、
肉食、饮料、冷饮,为了改善品质,均离不开一种食品添加剂——乳
化剂。我国已经列入GB2760使用卫生标准的有:单硬脂酸甘油酯、山
梨醇酐单硬脂酸甘油酯、山梨醇酐单油酸酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、
蔗糖脂肪酸酯、辛葵酸甘油酯、辛酸甘油酯、硬脂酸酰乳酸钙、改性
大豆磷脂、酪蛋白酸钠等二十多种。研究选择适用并具有某些生理活
性的乳化剂应用于各种食品中,这将使这些食品成为某些人群需要的
特殊营养食品。
  作为乳化剂必不可少的亲油基团原料的脂肪酸,通常使用的硬脂
酸和油酸,均是长链脂肪酸,其来源广泛,价格低廉。但如果考虑脂
肪酸的特殊功能,就必须选择中短链的脂肪酸。上世纪60年代,国外
已研究发现,中碳链的脂肪甘油酯具有治疗胃肠病的功能。一般情况
下,常用油脂为长链(二十~二十二碳)的三酸甘油酯。它进入胃肠,
首先要通过胰腺脂酶水解,转化成二酸甘油酯、一酸甘油酯、甘油和
游离脂肪酸,才能在肠内黏膜细胞表面被吸收。而中碳链(十二碳以
下)的三酸甘油酯无需经过脂酶水解及胆盐乳化,可直接被十二指肠
肠道细胞分解成脂肪酸和甘油。由此可见,中链脂肪酸酯对于胰腺酶
低下和胆汁酸低下者,可迅速提供能量、缓解老年人脂肪消化不良症
状。国外将中碳链的脂肪应用于病后调理食品、老年食品、运动员食
品中。
  美国科特公司推出的Benefat低卡脂肪是FDA批准的公认安全物质
(GRAS),是长、短链脂肪酸混合的甘油酯。它的长链为硬脂酸,短
链为丙酸和丁酸,外形白色至浅黄色固体,可通过调整长链脂肪酸的
比例,改变其硬度,有和脂肪相同的圆滑和口感,且不易氧化。它也
可和其他脂肪合用,但它的热量只有5kcal/g,可广泛用于巧克力、
糖果、烘焙食品。最近研究人员又研究成一种以山梨醇为原料的不饱
和脂肪酸的3、4、5酯,同样有好的口感,可用于油炸、烘焙食品中,
但热量只有1~2kcal/g。
  此外,食品中微生物的活动,必须有水的存在。防腐剂的作用在
于抑制微生物的代谢。而乳化剂既有亲水基团,又有亲油基团,能够
透入微生物细胞膜磷脂层,破坏其完整性,干扰细胞代谢和生命活动,
产生抑菌作用。所以很多乳化剂均有防腐抑菌功能。
  由于脂肪酸和糖醇类合成的乳化剂,进入体内,能代谢成相应的
脂肪酸而被利用。因此用中碳链脂肪酸合成的酯类乳化剂,应用于食
品,除了使食品乳化并附有抑菌作用以外,它进入体内将会同样具有
中碳链脂肪酸对人体的某些生理活性和功能。现将已经工业生产的几
个品种简介如下:
  1.辛葵酸甘油酯我国早已将辛葵酸甘油酯列入使用卫生标准。
较早由杭州油脂化工厂投入生产,是一种乳化性能优良的乳化香精用
食品添加剂,可应用于饮料、冰淇淋、糖果、巧克力、氢化植物油中,
最高使用量不限。可按生产需要适量添加。经FDA确认为
  GRAS物质。在肠道内极易水解、吸收,吸收速度比一般油脂快4
倍,并在肝脏和身体内不积累。由于它的黏度低、耐氧化、低凝固点
以及和各种溶剂、油脂、维生素的相容性好,在食品中尚有抑制微生
物繁殖的防腐功效,故在食品工业中是一个多功能的食品添加剂。
  由于辛葵的甘油酯是中碳链脂肪酸甘油酯,作为脂肪代用品在体
内吸收代谢速度快,不会引起肥胖,可用于调节脂肪代谢紊乱症,且
能降低胆固醇,又可作为预防和治疗高血脂和脂肪肝的药物。由于它
的口感近似脂肪,所以远胜于过去的变性淀粉或菊粉原料制取的脂肪
代用品,有些类同于美国科特公司生产的低卡脂肪Benefat。
  近期国外研究发现,辛葵酸甘油酯还有对癌细胞的杀伤作用。可
应用于治疗肝癌,而不影响正常肝细胞。
  2.单辛酸甘油酯单辛酸甘油酯是一种新型无毒高效广谱防腐剂。
它对革兰氏菌、霉菌、酵母均有抑制作用。上世纪80年代首先由日本
开发成功并投放市场,规定为不需限量的食品防腐剂。FAO/WHOJECFA
亦对辛酸甘油酯ADI值不作限量。单辛酸甘油酯系由八个碳的直链饱
和脂肪酸辛酸和甘油各一克分子酯化合成。分子式C11H22O4,分子量
为218,熔点40℃,易溶于乙醇等有机溶剂。它在体内和脂肪一样,能
分解代谢,最终成为二氧化碳和水,无任何积蓄和不良反应。急性毒
性试验大白鼠口服LD50为15g/kg。大鼠分别用150mg/kg、750mg/kg、
3750mg/kg喂养90天,对动物无有害反应。我国黑龙江轻工所1995年
中试成功,经多种食品防腐试验,效果明显。在肉制品中添加浓度
0.05%~0.06%时,对细菌霉菌酵母完全抑制;在生切面中使用
0.04%,保质期比对照组从2天增至4天;在内酯豆腐中使用,有同
样效果。我国GB2760-1996规定可用于豆馅、蛋糕、月饼、湿切面,
最大使用量1g/kg;肉肠为0.5g/kg。
  3.月桂酸单甘油酯(glycerolMonolaurate,简称GML)
  月桂酸单甘油酯由月桂酸和甘油直接酯化合成,外观一般为鳞片
状或油状、白色或浅黄色、无味的细粒状结晶。它既是优良的乳化剂,
又是安全高效广谱的抗菌剂,且不受pH限制,在中性或微碱性条件下,
仍有较好的抗菌效果,缺点是不溶于水,限制了其应用。浙江大学食
品与营养系冯凤琴将月桂酸单甘油酯制成水包油型微乳液,使之方便
使用,并能进一步抗菌增效。其抑菌效果高于对羟基苯甲酸丁酯和山
梨酸,其最小抑制浓度(μg/ml)和对羟基苯甲酸丁酯、山梨酸对
照如下:
         黑曲霉  假丝酵母  金黄色葡萄球菌
月桂酸单甘油酯   137    69    17
对羟基苯甲酸丁酯  200    200    200
山梨酸      1000    1000    4000
  月桂酸单甘油酯还有一个优点是口感好,不像某些防腐剂和乳化
剂会对食品风味带来影响。
  美国FDA于1964年即批准月桂酸单甘油酯为公认安全的食品添加
剂。含量70%的月桂酸单甘油酯用于食品乳化剂;含量90%以上的可
用作食品防腐剂。在美国主要用于医药、化妆品、食品的防腐。在日
本主要用于鱼糜、豆乳、乳制品、面包等的防腐剂和乳化剂。
  月桂酸是椰子油的主要组成成分,含量达48%,含有8、10、14
碳脂肪酸,因此月桂酸单甘油酯原料来源广阔。在人奶中也含有月桂
酸,是使婴儿免受病毒和细菌的感染因素之一。研究表明,月桂酸单
甘酯形式比单独的脂肪酸抑菌效果更好。
  4.改性大豆磷脂大豆磷脂是大豆制油工业的副产品,一般从精
炼过程中得到的油脚中提取,经减压浓缩获得粗制浓缩大豆磷脂,是
卵磷脂、脑磷脂等多组分混合物。磷脂分子中具有亲水和疏水基,因
而有良好的乳化性能。大豆磷脂作为乳化剂,虽然早已在食品工业中
使用过,但由于粗品纯度较差,其中丙酮不溶物在60%左右,色泽较
深、风味欠佳,不受用户的欢迎。因此,利用卵磷脂溶于乙醇、脑磷
脂不溶于乙醇和两者均不溶于丙酮的特性,进一步将其提纯精制,得
到精制粉末大豆磷脂,并经过氧化氢反应,使磷脂双键位置接上两个
羟基,使之提高亲水性和抗氧化稳定性,获得改性大豆磷脂。这种改
性大豆磷脂纯度高,丙酮不溶物达97%以上,风味和口感明显改善。
它现已列入GB2760名单,可在各类食品中按生产需要适量添加。
  国外大豆磷脂在人造奶油中用量0.1%~0.35%、巧克力0.2
%~0.3%,不仅能改善口感,还能节约脂肪用量,相对降低热量;
在巧克力中使用,还能防止糖分起晶而形成表面翻花现象;在糕点饼
干,特别是含油量高的桃酥类点心中,加入0.1%~0.5%的乳化剂,
口感松酥,体积增加,且节约了油脂的用量,保存期还能延长;在月
饼中使用,可防止产品干硬;在面包中添加,能改善内部结构和口感,
并增大体积;在某些糖果中添加0.5%,能使奶油类糖果防止渗油,
改善口感,使硬糖类糖果口感既硬又脆,在加工切块过程中不黏刀,
改善加工条件;在方便面中使用,可改善结构和口感。常说的大豆卵
磷脂是磷脂酸胆碱、磷脂酸乙醇胺、磷脂酸肌醇、磷脂酸酸丝氨酸、
磷脂三甘油酯混合脂的统称。在人类的动物体内,卵磷脂集中在脑、
肝、肾等重要器官中。磷脂是神经细胞的重要组成成分,人体干脑重
的25%是卵磷脂。磷脂是细胞膜的重要组成,细胞膜使细胞维持平衡,
保持正常形态和功能并传递信息,使营养物质传入细胞,使代谢物传
出细胞。在细胞内,线粒体的90%由磷脂组成。人体重量的1%是卵
磷脂。综上所述,可见卵磷脂对人体组成的重要性。在植物界,卵磷
脂存在于种子和果核等生命活动最基础的部分中。
  基于磷脂的营养构成和对生命活动的重要性,在经过功能评价后,
在我国已批准将精制的较高纯度的卵磷脂列入保健食品。有很多材料
介绍,卵磷脂在净化血管、调整血液流变性、降低血清胆固醇、维系
大脑营养功能方面均有一定的功效。但国外有不少大豆卵磷脂营养食
品,不标示任何生理功能,仅标示磷脂是人体细胞及脑组织的重要组
成。美国市场的大豆卵磷脂胶丸(SoyaLecithin)由加州Leiner健康
食品公司提供,其标签上表示的是“卵磷脂被称作天然的乳化剂,在
人体每个细胞中含有,是神经组织和大脑十分重要的组成成分”。在
美国的膳食补充剂营养品中,大豆卵磷脂销售额居第三位。
 
 
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