乳化劑是一種表面活性劑,是具有親水的極性部分和親油的非極
性基兩個(gè)部分組成的物質(zhì)。親水基為含羥基的多元醇類和糖類如甘油
(丙三醇)、山梨醇(己六醇)、蔗糖等。親油基是含羧基物,如硬
脂酸、油酸等。乳化劑使水和油兩個(gè)相互排斥的相的表面張力降低,
產(chǎn)生油水相互乳化、滲透、分散、增溶的作用。在食品加工中只使用
少量(0.3%~1%)乳化劑,就可使油水相溶乳化、滲入淀粉和蛋
白質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生交聯(lián)、防止淀粉老化,使食品形成均質(zhì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),改
善口感并延長(zhǎng)保質(zhì)期。所以在食品工業(yè)中,例如,糖果、糕點(diǎn)、面食、
肉食、飲料、冷飲,為了改善品質(zhì),均離不開一種食品添加劑——乳
化劑。我國(guó)已經(jīng)列入GB2760使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的有:?jiǎn)斡仓岣视王ァ⑸?br />梨醇酐單硬脂酸甘油酯、山梨醇酐單油酸酯、木糖醇酐單硬脂酸酯、
蔗糖脂肪酸酯、辛葵酸甘油酯、辛酸甘油酯、硬脂酸酰乳酸鈣、改性
大豆磷脂、酪蛋白酸鈉等二十多種。研究選擇適用并具有某些生理活
性的乳化劑應(yīng)用于各種食品中,這將使這些食品成為某些人群需要的
特殊營(yíng)養(yǎng)食品。
作為乳化劑必不可少的親油基團(tuán)原料的脂肪酸,通常使用的硬脂
酸和油酸,均是長(zhǎng)鏈脂肪酸,其來源廣泛,價(jià)格低廉。但如果考慮脂
肪酸的特殊功能,就必須選擇中短鏈的脂肪酸。上世紀(jì)60年代,國(guó)外
已研究發(fā)現(xiàn),中碳鏈的脂肪甘油酯具有治療胃腸病的功能。一般情況
下,常用油脂為長(zhǎng)鏈(二十~二十二碳)的三酸甘油酯。它進(jìn)入胃腸,
首先要通過胰腺脂酶水解,轉(zhuǎn)化成二酸甘油酯、一酸甘油酯、甘油和
游離脂肪酸,才能在腸內(nèi)黏膜細(xì)胞表面被吸收。而中碳鏈(十二碳以
下)的三酸甘油酯無需經(jīng)過脂酶水解及膽鹽乳化,可直接被十二指腸
腸道細(xì)胞分解成脂肪酸和甘油。由此可見,中鏈脂肪酸酯對(duì)于胰腺酶
低下和膽汁酸低下者,可迅速提供能量、緩解老年人脂肪消化不良癥
狀。國(guó)外將中碳鏈的脂肪應(yīng)用于病后調(diào)理食品、老年食品、運(yùn)動(dòng)員食
品中。
美國(guó)科特公司推出的Benefat低卡脂肪是FDA批準(zhǔn)的公認(rèn)安全物質(zhì)
(GRAS),是長(zhǎng)、短鏈脂肪酸混合的甘油酯。它的長(zhǎng)鏈為硬脂酸,短
鏈為丙酸和丁酸,外形白色至淺黃色固體,可通過調(diào)整長(zhǎng)鏈脂肪酸的
比例,改變其硬度,有和脂肪相同的圓滑和口感,且不易氧化。它也
可和其他脂肪合用,但它的熱量只有5kcal/g,可廣泛用于巧克力、
糖果、烘焙食品。最近研究人員又研究成一種以山梨醇為原料的不飽
和脂肪酸的3、4、5酯,同樣有好的口感,可用于油炸、烘焙食品中,
但熱量只有1~2kcal/g。
此外,食品中微生物的活動(dòng),必須有水的存在。防腐劑的作用在
于抑制微生物的代謝。而乳化劑既有親水基團(tuán),又有親油基團(tuán),能夠
透入微生物細(xì)胞膜磷脂層,破壞其完整性,干擾細(xì)胞代謝和生命活動(dòng),
產(chǎn)生抑菌作用。所以很多乳化劑均有防腐抑菌功能。
由于脂肪酸和糖醇類合成的乳化劑,進(jìn)入體內(nèi),能代謝成相應(yīng)的
脂肪酸而被利用。因此用中碳鏈脂肪酸合成的酯類乳化劑,應(yīng)用于食
品,除了使食品乳化并附有抑菌作用以外,它進(jìn)入體內(nèi)將會(huì)同樣具有
中碳鏈脂肪酸對(duì)人體的某些生理活性和功能。現(xiàn)將已經(jīng)工業(yè)生產(chǎn)的幾
個(gè)品種簡(jiǎn)介如下:
1.辛葵酸甘油酯我國(guó)早已將辛葵酸甘油酯列入使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
較早由杭州油脂化工廠投入生產(chǎn),是一種乳化性能優(yōu)良的乳化香精用
食品添加劑,可應(yīng)用于飲料、冰淇淋、糖果、巧克力、氫化植物油中,
最高使用量不限。可按生產(chǎn)需要適量添加。經(jīng)FDA確認(rèn)為
GRAS物質(zhì)。在腸道內(nèi)極易水解、吸收,吸收速度比一般油脂快4
倍,并在肝臟和身體內(nèi)不積累。由于它的黏度低、耐氧化、低凝固點(diǎn)
以及和各種溶劑、油脂、維生素的相容性好,在食品中尚有抑制微生
物繁殖的防腐功效,故在食品工業(yè)中是一個(gè)多功能的食品添加劑。
由于辛葵的甘油酯是中碳鏈脂肪酸甘油酯,作為脂肪代用品在體
內(nèi)吸收代謝速度快,不會(huì)引起肥胖,可用于調(diào)節(jié)脂肪代謝紊亂癥,且
能降低膽固醇,又可作為預(yù)防和治療高血脂和脂肪肝的藥物。由于它
的口感近似脂肪,所以遠(yuǎn)勝于過去的變性淀粉或菊粉原料制取的脂肪
代用品,有些類同于美國(guó)科特公司生產(chǎn)的低卡脂肪Benefat。
近期國(guó)外研究發(fā)現(xiàn),辛葵酸甘油酯還有對(duì)癌細(xì)胞的殺傷作用。可
應(yīng)用于治療肝癌,而不影響正常肝細(xì)胞。
2.單辛酸甘油酯單辛酸甘油酯是一種新型無毒高效廣譜防腐劑。
它對(duì)革蘭氏菌、霉菌、酵母均有抑制作用。上世紀(jì)80年代首先由日本
開發(fā)成功并投放市場(chǎng),規(guī)定為不需限量的食品防腐劑。FAO/WHOJECFA
亦對(duì)辛酸甘油酯ADI值不作限量。單辛酸甘油酯系由八個(gè)碳的直鏈飽
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
為218,熔點(diǎn)40℃,易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。它在體內(nèi)和脂肪一樣,能
分解代謝,最終成為二氧化碳和水,無任何積蓄和不良反應(yīng)。急性毒
性試驗(yàn)大白鼠口服LD50為15g/kg。大鼠分別用150mg/kg、750mg/kg、
3750mg/kg喂養(yǎng)90天,對(duì)動(dòng)物無有害反應(yīng)。我國(guó)黑龍江輕工所1995年
中試成功,經(jīng)多種食品防腐試驗(yàn),效果明顯。在肉制品中添加濃度
0.05%~0.06%時(shí),對(duì)細(xì)菌霉菌酵母完全抑制;在生切面中使用
0.04%,保質(zhì)期比對(duì)照組從2天增至4天;在內(nèi)酯豆腐中使用,有同
樣效果。我國(guó)GB2760-1996規(guī)定可用于豆餡、蛋糕、月餅、濕切面,
最大使用量1g/kg;肉腸為0.5g/kg。
3.月桂酸單甘油酯(glycerolMonolaurate,簡(jiǎn)稱GML)
月桂酸單甘油酯由月桂酸和甘油直接酯化合成,外觀一般為鱗片
狀或油狀、白色或淺黃色、無味的細(xì)粒狀結(jié)晶。它既是優(yōu)良的乳化劑,
又是安全高效廣譜的抗菌劑,且不受pH限制,在中性或微堿性條件下,
仍有較好的抗菌效果,缺點(diǎn)是不溶于水,限制了其應(yīng)用。浙江大學(xué)食
品與營(yíng)養(yǎng)系馮鳳琴將月桂酸單甘油酯制成水包油型微乳液,使之方便
使用,并能進(jìn)一步抗菌增效。其抑菌效果高于對(duì)羥基苯甲酸丁酯和山
梨酸,其最小抑制濃度(μg/ml)和對(duì)羥基苯甲酸丁酯、山梨酸對(duì)
照如下:
黑曲霉 假絲酵母 金黃色葡萄球菌
月桂酸單甘油酯 137 69 17
對(duì)羥基苯甲酸丁酯 200 200 200
山梨酸 1000 1000 4000
月桂酸單甘油酯還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是口感好,不像某些防腐劑和乳化
劑會(huì)對(duì)食品風(fēng)味帶來影響。
美國(guó)FDA于1964年即批準(zhǔn)月桂酸單甘油酯為公認(rèn)安全的食品添加
劑。含量70%的月桂酸單甘油酯用于食品乳化劑;含量90%以上的可
用作食品防腐劑。在美國(guó)主要用于醫(yī)藥、化妝品、食品的防腐。在日
本主要用于魚糜、豆乳、乳制品、面包等的防腐劑和乳化劑。
月桂酸是椰子油的主要組成成分,含量達(dá)48%,含有8、10、14
碳脂肪酸,因此月桂酸單甘油酯原料來源廣闊。在人奶中也含有月桂
酸,是使嬰兒免受病毒和細(xì)菌的感染因素之一。研究表明,月桂酸單
甘酯形式比單獨(dú)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業(yè)的副產(chǎn)品,一般從精
煉過程中得到的油腳中提取,經(jīng)減壓濃縮獲得粗制濃縮大豆磷脂,是
卵磷脂、腦磷脂等多組分混合物。磷脂分子中具有親水和疏水基,因
而有良好的乳化性能。大豆磷脂作為乳化劑,雖然早已在食品工業(yè)中
使用過,但由于粗品純度較差,其中丙酮不溶物在60%左右,色澤較
深、風(fēng)味欠佳,不受用戶的歡迎。因此,利用卵磷脂溶于乙醇、腦磷
脂不溶于乙醇和兩者均不溶于丙酮的特性,進(jìn)一步將其提純精制,得
到精制粉末大豆磷脂,并經(jīng)過氧化氫反應(yīng),使磷脂雙鍵位置接上兩個(gè)
羥基,使之提高親水性和抗氧化穩(wěn)定性,獲得改性大豆磷脂。這種改
性大豆磷脂純度高,丙酮不溶物達(dá)97%以上,風(fēng)味和口感明顯改善。
它現(xiàn)已列入GB2760名單,可在各類食品中按生產(chǎn)需要適量添加。
國(guó)外大豆磷脂在人造奶油中用量0.1%~0.35%、巧克力0.2
%~0.3%,不僅能改善口感,還能節(jié)約脂肪用量,相對(duì)降低熱量;
在巧克力中使用,還能防止糖分起晶而形成表面翻花現(xiàn)象;在糕點(diǎn)餅
干,特別是含油量高的桃酥類點(diǎn)心中,加入0.1%~0.5%的乳化劑,
口感松酥,體積增加,且節(jié)約了油脂的用量,保存期還能延長(zhǎng);在月
餅中使用,可防止產(chǎn)品干硬;在面包中添加,能改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)和口感,
并增大體積;在某些糖果中添加0.5%,能使奶油類糖果防止?jié)B油,
改善口感,使硬糖類糖果口感既硬又脆,在加工切塊過程中不黏刀,
改善加工條件;在方便面中使用,可改善結(jié)構(gòu)和口感。常說的大豆卵
磷脂是磷脂酸膽堿、磷脂酸乙醇胺、磷脂酸肌醇、磷脂酸酸絲氨酸、
磷脂三甘油酯混合脂的統(tǒng)稱。在人類的動(dòng)物體內(nèi),卵磷脂集中在腦、
肝、腎等重要器官中。磷脂是神經(jīng)細(xì)胞的重要組成成分,人體干腦重
的25%是卵磷脂。磷脂是細(xì)胞膜的重要組成,細(xì)胞膜使細(xì)胞維持平衡,
保持正常形態(tài)和功能并傳遞信息,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)傳入細(xì)胞,使代謝物傳
出細(xì)胞。在細(xì)胞內(nèi),線粒體的90%由磷脂組成。人體重量的1%是卵
磷脂。綜上所述,可見卵磷脂對(duì)人體組成的重要性。在植物界,卵磷
脂存在于種子和果核等生命活動(dòng)最基礎(chǔ)的部分中。
基于磷脂的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成和對(duì)生命活動(dòng)的重要性,在經(jīng)過功能評(píng)價(jià)后,
在我國(guó)已批準(zhǔn)將精制的較高純度的卵磷脂列入保健食品。有很多材料
介紹,卵磷脂在凈化血管、調(diào)整血液流變性、降低血清膽固醇、維系
大腦營(yíng)養(yǎng)功能方面均有一定的功效。但國(guó)外有不少大豆卵磷脂營(yíng)養(yǎng)食
品,不標(biāo)示任何生理功能,僅標(biāo)示磷脂是人體細(xì)胞及腦組織的重要組
成。美國(guó)市場(chǎng)的大豆卵磷脂膠丸(SoyaLecithin)由加州Leiner健康
食品公司提供,其標(biāo)簽上表示的是“卵磷脂被稱作天然的乳化劑,在
人體每個(gè)細(xì)胞中含有,是神經(jīng)組織和大腦十分重要的組成成分”。在
美國(guó)的膳食補(bǔ)充劑營(yíng)養(yǎng)品中,大豆卵磷脂銷售額居第三位。