目前,根据市场常见的产品,将食品乳化剂细分为单体乳化剂和复合乳化剂。
单体乳化剂:单一乳化剂产品种类较多。在我国,自1981年批准使用的食品乳化剂只有单甘酯和大豆磷脂两个品种,到2002 年,我国允许使用乳化剂达29种,1994年起已有近30个品种被批准使用。2014 年颁布的《GB2760-2014食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中的食品乳化剂达40 种/类。目前,我国已能生产的食品乳化剂有:甘油酯、蔗糖酯、司盘(Span)和吐温(Tween)、丙二醇酯、大豆磷脂、硬脂酰乳酸钠和钙等近30种食品乳化剂。传统的乳化剂产品包含单甘酯、大豆磷脂(卵磷脂)、蔗糖酯等。
(1)单甘酯
单甘酯是世界上用量最大的乳化剂,占乳化剂用量的一半以上。它是甘油单脂肪酸酯的简称,它由甘油与硬脂酸等脂肪酸加热酯化而得,按其纯度可分为单甘酯(单酯含量为 30%~55%)、分子蒸馏单甘酯(单酯含量≥90%)。目前食品生产中一般多用分子蒸馏单甘酯,它为白色至乳白色粉末或细小颗粒,HLB 值约为 3.8,为油包水(水/油)型乳化剂,因其本身的乳化性较强,是一种优质高效的乳化剂,具有乳化、分散、稳定、起泡、抗淀粉老化等作用。
(2)大豆磷脂(卵磷脂)
卵磷脂广泛存在于动植物中,是一种天然乳化剂,并且对人体具有重要的生理功能和独特的保健功能,市售卵磷脂绝大多数是大豆磷脂。大豆磷脂是从大豆毛油中提取精制的产品,为浅黄至棕色的粘稠液体或白色至浅棕色的固体粉末,其特点是纯天然的乳化剂,也是唯一不限制用量的乳化剂,有较强的乳化、润湿、分散作用,还有良好的医疗保健效果。
(3)蔗糖酯
蔗糖酯是蔗糖脂肪酸酯的简称,它是由亲水的蔗糖和亲油的脂肪酸组成,其糖残基含有多个羟基和醚键的亲水结构,而其脂肪酸基团则表现出一定的亲油能力。因此,它具有良好的乳化能力,形成各种类型的稳定的乳化液。
复合乳化剂:各种单一乳化剂往往有性质上的局限性,只有进行复配,才能充分发挥乳化剂的作用,取得协同效应。常见的食品乳化剂复配一般有3种:第1种类型是将不同性质的乳化剂品种复配,可产生协同增效作用;第2种类型是将食品乳化剂与抗氧化剂、甜味剂、食用色素、防腐剂等不同功能的食品添加剂复配,对食品起多种功能作用;第3种类型是根据食品加工工艺的特殊性和使用需求,以1种乳化剂为主,少量添加1~2种或多种辅助剂加以复配。目前广泛使用的多为食品乳化剂和其他食品添加剂的复配类型。
千讯咨询发布的中国乳化剂市场前景调查分析报告显示,食品乳化剂复配技术一般需通过大量实验确定配方,需对各种食品乳化剂的性质有全面了解,掌握一定的复配原则和使用技巧,才能取得良好效果。
食品乳化剂复配的方法有以下几种。
(1)将2个亲水油平衡值HLB (hydrophilic-lipohilic balance)相差较大的非离子乳化剂复配。其中HLB值小的亲油乳化剂,其尾进入油相;另一个HLB值大的亲水乳化剂,其尾位于界面,这样错位组集增大了有效体积,更接近于临界值。
(2)采用离子和非离子乳化剂复配。在生产实践中,一般来说非离子型乳化剂乳化能力较强,将离子型乳化剂和非离子型乳化剂混合使用,优于单用一种乳化剂,乳化活性和表面活性将会得到长时间的稳定。
(3)采用结构相似的乳化剂复配。结构相似的乳化剂混合使用时,有较明显的协同效应,特别是当一种乳化剂为另一种乳化剂的衍生物时,按一定比例将这两种乳化剂混合使用能取得令人满意的效果。
复合食品乳化剂主要应用于米面制品、调制乳饮料和植物蛋白饮料中,复合乳化剂和复合稳定剂以 0.6:1的比例添加于植物蛋白奶中,乳化稳定效果较好。
复合乳化剂也应用于冰激凌中,可提高其分散和乳化能力,减少乳化剂用量 20%~40%,还能改善其发泡和稳泡性能,提高搅打气泡率,改善冰淇淋组织结构,提高冰淇淋的膨胀率和抗融性。
乳化剂的复配广泛应用于食品中,特别是在粮油食品、调制乳(或植物蛋白饮料)、冰淇淋中应用的更为广泛。乳化剂复配中最主要的复配技术是 HLB 值的高低搭配,无论是亲水基团构象互补之间单配(如蔗糖酯和单甘酯)、分子结构相似者搭配(如吐温和斯潘),其本质都是利用了各乳化剂的亲油亲水性质不同。乳化剂与其它食品添加剂的复配,是乳化剂复配最常用的类型;大部分种类的食用胶既是增稠剂,又是离子型高分子乳化剂,因此乳化剂与增稠剂的复配应用最广泛,如面包改良剂、冰淇淋乳化稳定剂等。
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