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  • 資訊 > 市場動態(tài) > 食品添加劑單甘酯的功能特性

    2022-03-23 來源:食品原料供需服務(wù)
    單甘酯是目前世界上使用量最大的一種乳化劑,也是我國食品工業(yè)中常用的乳化劑。

    小麥?zhǔn)俏覈竺娣e種植的一種農(nóng)作物 ,長期以來,小麥粉制成的各種面食就是我國北方人民所喜好的主食。

     

    隨著食品工業(yè)的發(fā)展,面粉作為一種主要的基料不斷得到廣泛的應(yīng)用,各種花色品種的面制品以其營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特、方便快捷的特點被越來越多的人們接受。

     

    然而,面制品的質(zhì)量受小麥的產(chǎn)地和品種的影響,我國小麥粉的質(zhì)量存在諸多問題,生產(chǎn)面制品時常常需要添加一些改良劑來改善產(chǎn)品的品質(zhì)。

     

    單甘酯是目前世界上使用量最大的一種乳化劑,也是我國食品工業(yè)中常用的乳化劑。

     

    將其用于面包、餅干、糕點、面食等面制品的生產(chǎn)加工當(dāng)中,可以起到乳化作用并和小麥粉中的主要成分發(fā)生相互作用,賦予面制品良好的外觀和口感 。

     

    01 單甘酯的分類和性質(zhì)

     

    單甘酯的全稱為單脂肪酸甘油酯 (或甘油單脂肪酸酯),英文名為Monoglycerides(MG),按照主要組成脂肪酸的名稱可以將單甘酯進(jìn)一步分為單硬脂酸甘油酯(Glycerolmonostearate)、單月硅酸甘油酯(Glycerolmonolaurate)、單油酸甘油酯(Glyc— erolmonooleate)等,其中產(chǎn)量最大應(yīng)用最多的是單硬脂酸甘油酯。

     

    單甘酯一般可為油狀、脂狀或蠟狀,色澤為淡黃或象牙色,油脂味或無味,這與脂肪基團(tuán)的大小及飽和程度有關(guān),具有優(yōu)良的感官特性,單甘酯不溶于水和甘油,但能在水中形成穩(wěn)定的水合分散體,其HLB值為2~3。

     

    通過改變組成單甘酯的脂肪酸碳鏈的長度和飽和性,可以調(diào)整其HLB值。與油脂相似,單甘酯以多種晶型或變晶型存在。

     

    02 單甘酯的功能特性

     

    單甘酯除具有典型的表面活性作用外,在食品中還具有許多其它功能。這些表面活性作用和在食品中的特殊作用相結(jié)合,是單甘酯應(yīng)用于面制品加工的基礎(chǔ)。

     

    在此基礎(chǔ)上,單甘酯不僅能提高食品質(zhì)量,延長食品貯藏期,改善食品的感官性狀,而且還可以防止食品變質(zhì),便于食品加工和保鮮,有助于新型食品的開發(fā)。

     

    2.1 單甘酯的表面活性

     

    單甘酯是非離子表面活性劑,具有兩親分子結(jié)構(gòu)。其親油基團(tuán)由脂肪酸組成,親水基團(tuán)由甘油基組成。

     

    這種兩親分子結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生表面活性作用的前提,并使單甘酯能夠容易富集于溶液表面發(fā)生吸附,而且在表面和界面上定向排列,產(chǎn)生表面活性和界面活性,降低了表面或界面張力。

     

    此外,單甘酯定向排列在氣一液或氣一脂的界面上,使氣泡的機械強度和彈性提高,從而使空氣泡能更大地擴(kuò)張而不破裂。

     

    最常用的單硬脂酸甘油酯,有兩個親水的羥基,一個親油的十八碳烷基,因此能分別吸附在油和水兩種相互排斥的相面上,形成薄分子層,降低兩相的界面張力,從而使原來互不相溶的物質(zhì)得以均勻混合,形成均勻狀態(tài)的分散體系,改變了原料的物理狀態(tài),進(jìn)而改善食品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高 質(zhì)量。

     

    2.2 單甘酯和面粉成分的相互作用

     

    在生產(chǎn)面制品的復(fù)雜過程中,碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)起著決定性的作用。各種面粉成分的作用決定于它們的組成或相互作用的產(chǎn)物。單甘酯與面粉成分可能發(fā)生很多方面的相互作用,并能夠相應(yīng)地影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

     

    2.2.1 單甘酯與淀粉的相互作用

     

    當(dāng)?shù)矸凼軣岷⑴蛎?,單甘酯與水一起形成液體結(jié)晶的層狀分散相向淀粉粒中浸透,與溶出淀粉粒外的直鏈淀粉和淀粉粒外的直鏈淀粉相互作用。

     

    單甘酯被緊緊地包在直鏈淀粉螺旋結(jié)構(gòu)里形成強復(fù)合物,即直鏈淀粉在淀粉粒中被固定下來,向淀粉粒周圍自由水中溶出的直鏈淀粉減少,單甘酯的親油基進(jìn)入直鏈淀粉螺旋結(jié)構(gòu)形成不溶性復(fù)合物,防止了淀粉粒之間的再結(jié)晶而發(fā)生老化。

     

    哪些分子能夠嵌入淀粉,決定于化學(xué)和幾何學(xué)因素。同系單甘酯的復(fù)合體形成能力很大程度上取決于脂肪酸基團(tuán)的鏈長,其中以接帶16個和18個碳原子的烴鏈為好。

     

    不飽和脂肪酸單甘酯的復(fù)合率較低,主要是因為其分子不是線形的,存在空間位阻,不能順利地進(jìn)入淀粉結(jié)構(gòu)中。從能量學(xué)觀點來看,淀粉螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)存在的空腔是一種不利的構(gòu)型,但通過嵌入合適的配體可以使這種構(gòu)型穩(wěn)定。

     

    因為淀粉螺旋體的內(nèi)徑只為約4.5~6*10^-10m,所以只能優(yōu)先與親油基團(tuán)也具有相似數(shù)量級直徑的乳化劑形成閉環(huán)化合物。在飽和脂肪酸單甘酯時,這一條件可以得到最佳實現(xiàn)。R.Cui,C.G. Oates_6研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合物不易被淀粉酶所分解,也是證明上述觀點的理由。支鏈淀粉的直鏈狀螺旋結(jié)構(gòu)少,極不容易形成復(fù)合物。

     

    單甘酯除與直鏈淀粉形成不溶性復(fù)合物而產(chǎn)生抗老化作用外,還直接影響面團(tuán)中水分分布,間接延緩老化。

     

    在面團(tuán)攪拌階段,單甘酯被吸附在淀粉表面,產(chǎn)生水不溶性物質(zhì),抑制了水分的移動和淀粉粒的膨脹,阻止了淀粉粒之間的相互連接。由于淀粉的吸水溶脹能力被降低,糊化溫度被提高,從而使更多的水分向面筋轉(zhuǎn)移,因而增加了產(chǎn)品的柔軟度,延緩了老化。

     

    2.2.2 單甘酯與蛋白質(zhì)的相互作用

     

    面粉中存在兩種非水溶性蛋白質(zhì),即麥谷蛋白和麥膠蛋白。在面粉加水形成面團(tuán)的操作工程中,這兩種蛋白質(zhì)吸水脹潤。麥膠蛋白形成一種具有很強粘性而無彈性的單鏈小分子物質(zhì);麥谷蛋白形成一種具有很好彈性而無粘性的大分子多鏈物質(zhì)。

     

    面團(tuán)加工過程中,小分子麥膠蛋白分散到大分子麥谷蛋白中,形成一種既有彈性,又有粘性的特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即面筋。而加入單甘酯后,單甘酯能與面筋蛋白質(zhì)相互作用,形成復(fù)合物,即單甘酯的親水基與麥膠蛋白結(jié)合,親油基與麥谷蛋白結(jié)合,使加工過程中因機械攪拌散落的面筋蛋白質(zhì)分子相互連接起來,小分子變成大分子,進(jìn)而形成牢固、緊密的面筋網(wǎng)絡(luò)。正是由于這種很好的“架橋作用”,使面團(tuán)中游離蛋白質(zhì)明顯減少,而結(jié)合蛋白質(zhì)明顯增加。

     

    2.2.3 單甘酯與脂質(zhì)的相互作用

     

    油脂的α一晶型是最不穩(wěn)定的,并且熔點很低,而β一晶型和β'一晶型都很穩(wěn)定,并具有較高的熔點,β'一晶型狀態(tài)的油脂還具有良好的加工性能。

     

    要使油脂保持β’一晶型狀態(tài),就具有加入晶體改良劑。當(dāng)單甘酯與油脂共晶時就能得到的穩(wěn)定的β'一晶型狀態(tài)。β'一晶型狀態(tài)的油脂,具有高的熔點,良好的可塑性和涂抹性。

     

    單甘酯能提高油脂之間的凝聚作用和與脂肪互相結(jié)合成晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力,從而改善了油脂的晶體結(jié)晶,提高了油脂的穩(wěn)定性,這對于重油類糕點和餅干的生產(chǎn)十分有利,可防止面團(tuán)或制品因放置時間過久而出現(xiàn)油水分離的現(xiàn)象,即“走油”現(xiàn)象的發(fā)生,提高了貯藏期,保證了質(zhì)量。

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