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1、第九章 增稠剂和乳化剂 Thickener and Emulsifier,本章学习目的与要求,熟悉食品增稠剂概念及影响其作用效果的因素，掌握食品增稠剂的分类、特性、应用及使用注意事项。熟悉食品乳化剂概念、作用原理及HLB值概念，掌握常见食品乳化剂的基本特性及应用，了解食品乳化剂的应用现状。,第一节 增稠剂,定义：是指在水中溶解分散，能增加流体或半流体食品的粘度，并能保持所在体系的相对稳定的亲水性食品添加剂。,一、增稠剂的定义及作用原理,增稠剂的作用原理,其分子结构中含有许多亲水基团，如羟基、羧基、氨基和羧酸根等，能与水分子发生水化作用，其分子质点在1100nm之间，水化后以分子状态高度分散于水
2、中，形成高粘度的单相均匀分散体系.增稠剂通过粘度的改变或在含水的连续相中的凝胶作用而赋予食品胶体长期的稳定性。增稠剂能在食品胶体中以高分子链无规线团的形式吸附在胶体粒子的表面，或形成胶粒外表面的一部分而赋予食品胶体一定的空间稳定作用。,二分类,1按来源可分为两类：天然品：果胶，琼脂，海藻酸，明胶和卡拉胶人工合成品：改性淀粉，改性纤维素，黄原胶等。2按物质的组成可分为两类：多肽类：干酪素和明胶 多糖类：大多数增稠剂属于此类世界上通用的增稠剂约40多种，我国有32种。,三、影响增稠剂作用效果的因素,1 结构及相对分子质量对粘度的影响2 浓度3 pH值4 温度5 切变力6 增稠剂的协同效应7 其它因
3、素,粘度,浓度,黄杆菌胶+刺槐豆胶,黄杆菌胶,刺槐豆胶,图：增稠剂的增效效应,pH值对粘度的影响,海藻酸钠：pH值510时，粘度稳定，小于4.5时，粘度明显增加，可能酸降解，粘度不稳定。pH23时，藻酸丙二醇酯粘度最大 海藻酸钠沉淀析出，等电点时，明胶粘度最小，黄原胶：粘度受pH影响小。,四、增稠剂在食品中的作用,1 增稠分散和稳定作用 使用增稠剂多是水溶性的高分子，溶于水中有很大的粘度，使体系具有稠厚感，体系粘度增加后，体系中的分散相不容易聚集和凝聚，因此可以使分散体系稳定。如：牛奶+酸、发酵乳的稳定,2 胶凝性：有些凝胶如明胶，在温热的条件下为粘稠流体，当温度降低时，液体分子连接成网络结构
4、，溶剂和其他分散介质全部被包含在网络结构中，整个体系形成了没有流动的半固体，也就是凝胶。有些离子型的水溶性高分子，在高价离子的存在下可形成凝胶。对于很多特色食品有益。如：果冻、奶冻、软糖、仿生食品，,琼脂：凝胶坚挺、硬度高、弹性小明胶：坚韧、富有弹性、承压性能好、有营养卡拉胶：透明度好、易溶解、适于制奶冻果胶：有良好风味、适于果味制品糖果、巧克力中使用增稠剂，目的是起凝胶作用，防起霜、保持柔软、光滑。,3 凝聚性 增稠剂是高分子物质，在一定的条件下，可以同时吸附多个分散介质使其凝聚，而达到净化的目的。如在啤酒中添加可以使啤酒澄清。4 保水，持水性 增稠剂有强亲水作用，在肉制品、面粉制品中起改良
5、品质的作用。可以使食品保持一定的水分含量。,5 控制结晶 增稠剂可以赋予食品较高的粘度，从而使体系不容易结晶或结晶细小。6 成膜保鲜型 食用增稠剂可以在食品表面形成一层保护型薄膜，使食品不受氧气和微生物的污染。与食品表面活性剂作用是蔬菜水果保鲜。,7 起泡作用和泡沫稳定作用 增稠剂可以发泡，形成网络结构，可包含大量气体，并因液泡表面粘性增加使其稳定。蛋糕、啤酒、面包、冰淇淋等。,8 粘合作用 香肠中使用槐豆胶、鹿角菜胶，目的是使产品成为一个集聚体，均质后组织结构稳定、润滑，同时保水。9 用于保健、低热食品的生产 增稠剂是大分子，来自于天然胶质，人体内几乎不消化而被排泄掉。,10 矫味作用 对不
6、良气味有掩蔽作用。环糊精效果较好，但不能用于腐败变质食品。,性能比较,增稠性次序：瓜尔胶、黄原胶、槐豆胶、魔芋胶、果胶、海藻酸盐、卡拉胶、CMC、琼脂、明胶、阿拉伯胶吸水性次序：瓜尔胶、黄原胶凝胶透明程度次序：卡拉胶、琼脂、明胶、低酯果胶冷水中溶解次序：黄原胶、阿拉伯胶、瓜尔胶、海藻酸盐。快速凝胶次序：琼脂、果胶口味次序：阿拉伯胶、黄原胶,表 增稠剂在食品中的作用,五、几种常用的增稠剂,琼脂：胶类中最强的凝胶，可快速凝固。常用于制作果冻食品。软糖、酸奶、冰淇淋、焙烤食品。注意事项：琼脂有很强的吸水性，使用前必须经过冷水充分浸泡和溶胀。琼脂不宜与含有酸性的添加剂混合，会影响使用效果。,卡拉胶,主
7、要用于奶类和肉类产品中（如在可可牛奶中悬浮稳定可可粉），防止奶油分离，在火腿肠中用做黏结稳定剂。口感好、外观好、光泽发亮。,黄原胶,随温度变化粘度变化很小（-493C），耐酸碱（pH1.513）。具有摇变性和假塑性。大量用于色拉、肉汁、调味汁、各类碳酸饮料。注意事项：黄原胶干粉直接溶解易结团，不断搅拌的同时慢慢加入。可与大多数增稠剂配伍。,黄原胶的特性,低浓度下的高粘度 高度假塑性赋予可逆粘度降低与回复 高效持久的悬浮性能 广泛PH值范围内的溶液保持稳定（在PH1-13范围内，能保持原有性能）。与瓜尔豆胶和刺槐豆胶的良好配伍 热稳定性（-18-80基本保持原有的粘度及性能）与其他增稠剂或稳定剂
8、（酸、碱、表面活性剂、防腐剂等）在复杂溶液中的良好配伍性在高盐溶液中保持稳定+在冷冻和解冻时保持稳定,海藻酸盐,海藻酸盐本身不能成胶，可通过Ca离子等形成凝胶，不易失水收缩，表面不易硬化。可用于需一次或多次冷冻-加热循环的食品中；与淀粉的粘结力很强，用于面条中可大大加强咀嚼力。,明胶和果胶,明胶的特点是凝胶熔点低，在口中可溶化，胶体柔软，常用于奶糖等产品。果胶抗酸性强，作为酸性食品的胶凝剂。注意事项：明胶溶解分两步：将明胶浸在冷水中吸水膨胀；向膨胀好的明胶加热水。防止因温度（60C）、酸、碱、细菌引起的降解果胶1份与细糖5份伴匀，慢慢加入搅拌中的热水中（85C），加热至沸溶解，一般8min内完
9、成。,瓜尔胶,增稠效果较好，用于冰淇淋。罐头食品中能使肉菜固体部分表面包一层稠厚的肉汁。,海藻酸丙二醇酯,抗酸性最好的胶体，在乳酸菌饮料中做稳定剂效果最好,阿拉伯胶,用于乳化香精，焦糖酱色、饮料中起乳化、悬浮的作用。在啤酒中产生挂壁效应,羧甲基纤维素钠 CMC-Na,合成增稠剂，安全性高，不需规定ADI值应用：人工甜味剂、果酱、番茄酱、乳酪 面包、蛋糕、方便面 酱油、冰淇淋 酸型饮料酸奶、果汁牛奶、乳酸饮料、果汁饮料等等,-环状糊精,是由淀粉经微生物酶作用后提取制得。环状结构，故其中间的空洞内可以包入各种物质，形成各种包装物，此包装物具有各种物质物理性能的作用，由于本品的环状空洞内具有疏水性，
10、而外侧成亲水性，具有界面表面活性剂的作用，因此它还有界面活性剂的作用。使用范围：主要用于焙烤食品和汤料。包接天然色素、香料，掩蔽不良气味，速溶饮料等,第二节 乳化剂,1、乳化液的类型,食品乳状液分散相+连续相。食品中常见的乳状液亲水相+亲油相或疏水相。当这两相相互混合时，能形成乳化液。,典型的天然食品乳化液及其类型,水包油（O/W）型，如牛奶、豆乳；油包水（W/O）型，如黄油；油包水和气（A+W/O）型，如奶油。,典型的加工食品乳化液及其类型,麦淇淋、黄油及其喷涂物W/O沙拉装饰、调味品、汤汁、肉汁、咖啡乳油、乳酪类似物及加工乳酪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、搅打
11、点心A+O/W,麦淇淋,2 乳化剂定义,食品乳化剂是通过吸附作用使食品胶体的表面张力急剧下降，从而促使其体系稳定的食品添加剂。,3、乳化剂分子结构,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,非离子型,阴离子型,甘油脂肪酸单酯,硬脂酰乳酸钠,亲水基,亲油基,乳化剂分子内具有亲水和亲油两种基团，易在水和油的界面形成吸附层，将两者联合起来，达到乳化的目的。乳化剂是表面活性剂的一种。其亲油基如烷基与油脂中的烷烃结构相似，因此与油脂能互溶。其亲水基一般是溶于水或能被水所润湿的原子团，如羟
12、基。从化学结构看，食品乳化剂绝大多数属于非离子型，少数是阴离子型。,4、乳化剂的作用机理,1降低油水两相的张力2可以在油、水两相界面形成一层有一定机械强度的多分子吸附膜，阻碍频繁碰撞的分散相微粒聚集。3O/W型乳浊液中，乳化剂可使分散相微粒形成双电层结构，可以防止带同种电荷的分散相微粒碰撞聚集。,5 HLB值Hydrophilyty and Lipophilyty Balance,亲油亲水平衡值（HLB值）。规定亲油性为100%的乳化剂，其HLB=0（以石蜡为代表）；亲水性为100%者为20（以油酸钾为代表）。凡HLB值小于10的乳化剂主要表现为亲油性相对较强，而等于或大于10的乳化剂则表现为
13、亲水性相对较强。,当两种或两种以上的乳化剂混合使用时，其HLB值与各自的HLB值有关，可按下式计算：HLB值=A%HLBa+B%HLBb+,表、亲水、亲油平衡值及其适应性,6、临界胶束浓度（CMC）,临界胶束浓度是乳化剂形成胶束的最底浓度。,乳化剂浓度的变化和乳化剂在溶液中的活动,四 乳化剂在食品中的主要作用,（1）分散体系的稳定作用。乳化剂由于其两亲作用，在油水界面定向吸附，使油相界面变得亲水，水相界面变得亲油，使原本不相容的体系变得相容，从而使体系稳定。（2）发泡和充气作用。乳化剂是表面活性剂，在气液界面定向吸附，可以大大降低汽液界面的表面张力，使气泡容易形成，同时由于乳化剂在气液界面的定
14、向吸附，使形成的气泡稳定。（3）破乳和消泡作用。如豆腐制作中消泡味精，蔗糖生产中的消泡。,（4）对体系结晶的影响。对于食品中晶种的制备，糖果，雪糕，巧克力等糖品晶粒的大小的控制。（5）与淀粉的相互作用。可以防止淀粉的老化，达到延长食品保鲜期的目的。（6）与蛋白质网络作用。可以强化食品的面筋结构，防止油水分离造成的老化，增加韧性和抗拉力。（7）抗菌保鲜作用。乳化剂有一定的抑菌作用，常以表面涂层的方法用于水果保鲜。,五 乳化剂在食品加工中的应用,（1）焙烤食品及淀粉食品：调整面团，增加面筋网。促进充气，提高发泡性。使焙烤食品的结构细密。增大体积使产品松软。保持湿度防止老化，便于加工延长货架期。,（
15、2）冰淇淋,：增加乳化，缩短搅拌时间。有利于充气和稳定泡沫，使制品产生微小冰晶和分布均匀的微小气泡。提高比体积。改善热稳定型。,（3）人造奶油：改善油水相溶，使水分充分乳化分散，提高乳液的稳定性。（5）糖果：（6）口香糖（7）植物蛋白饮料（8）乳化香精（9）其他,（4）巧克力：增加巧克力间的摩擦力和流动性，降低粘度，增加脂肪分散防止起霜。,使用注意事项：,（1）不同HLB值的乳化剂可制备不同类型的乳液，选择合适的乳化剂是取得最佳效果的基本保障。（2）由于复合乳化剂有协调效应要考虑高HLB值与低HLB值相差5，否则效果不佳（3）乳化剂投入食品体系之前，应在水或油中充分分散或溶解，制成浆状或乳状液
16、。,1、蔗糖脂肪酸酯2、单硬脂酸甘油脂3、山梨醇酐脂肪酸酯(span)司盘4、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯(tween)吐温5、大豆磷脂及改性大豆磷脂6、硬脂酰乳酸钙,常用的乳化剂,7、硬脂酰乳酸钠8、木糖醇酐单硬脂酸酯。9、丙二醇脂肪酸酯10、酪朊酸钠11、酯胶12、田菁胶13、三聚甘油单硬脂酸酯14、蔗糖乙酸异丁酯15、甘油双乙酰酒石酸单酯,对我国食品乳化剂发展的展望,(1)大力开发“天然、营养、多功能”乳化剂,紧跟国际发展趋势,参与国际竞争,迎接“入世”挑战。如：酪蛋白、大豆磷脂生产功能性食品添加剂的大制造商之一丹麦丹尼斯克公司投资2570万美元在江苏昆山建成丹麦丹尼斯克(中国)有限公司并投
17、产,其两种最重要产品之一就是乳化剂,包括分子蒸馏单甘酯等。此外,日本理研公司的分子蒸馏单甘酯,美国公司、德国Lucas eyer公司等生产的卵磷脂都相继进入中国市场。,(2)坚持走以资源为基础、以科技为依托、符合我国国情的乳化剂开发生产道路。如：蔗糖酯、大豆磷脂(3)加快发展乳化剂复合配方,加强复配技术理论研究并与实际应用相结合。复配技术努力的目标应是:以蔗糖酯和大豆磷脂为基础材料的复配产品;以单甘酯和蔗糖酯为主的复配乳化剂;以、和单甘酯为基础材料的复配制品;由各种乳化剂和增稠剂、品质改良剂等食品添加剂复配成专用乳化剂。,思考题,1 增稠剂、乳化剂定义2 影响增稠剂效果的因素有哪些？3 增稠剂在食品中起什么作用？4 乳化剂的作用原理？5 举例说明乳化剂在食品工业中的作用，都有哪些应用？6 举例说明什么是乳浊液？,
