浅谈食品乳化剂的发展趋势

食品乳化剂的发展趋势 1 食品乳化剂的现状 食品乳化剂属于表面活性剂，由亲水和疏水(亲油)部分组成。由于具有亲水和亲油的两亲特性，能降低油与水的表面张力，能使油与水互溶。它具有乳化、润湿、渗透、发泡、消泡、分散、增溶、润滑等作用。乳化剂在食品加工中有多种功效，是最重要的食品添加剂，广泛用于面包、糕点、饼干、人造奶油、冰淇淋、饮料、乳制品、巧克力等食品。乳化剂能促进油水相溶，渗入淀粉结构的内部，促进内部交联，防止淀粉老化，起到提高食品质量、延长食品保质期、改善食品风味、增加经济效益等作用。 世界上食品乳化剂约65种，FAOWHO制订标准的有34种。2001年全世界年产乳化剂276万t，2002年产29万t。全世界每年总需求约8亿美元，耗用量25万t以上。消费量较大的5类乳化剂中，最多的是甘油脂肪酸酯，约占总量的53；居第2位的是卵磷脂及其衍生物，约占20；蔗糖脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯约各占10；丙二醇脂肪酸酯约占6。 我国在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，我国允许使用的乳化剂达到29种。分别为单硬脂酸甘油酯、蔗糖脂肪酸酯、酪蛋白酸钠、山梨醇酐单脂肪酸酯、山梨醇酐三脂肪酸酯、山梨醇酐单油酸酯、木糖醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单棕榈酸酯、硬脂酰乳酸钙、双乙酰酒石酸单(双)甘油酯、硬脂酰乳酸钠、松香甘油酯、氢化松香甘油酯、乙酸异丁酸蔗糖酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧乙烯木糖醇酐单硬脂酸酯、辛，癸酸甘油酸酯、改性大豆磷脂、丙二醇脂肪酸酯、三聚甘油单硬脂酸酯、聚甘油单硬脂酸酯、聚甘油单油酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯(20)一山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯(20)一山梨醇酐单棕榈酸酯、乙酰化单甘油脂肪酸酯、硬脂酸钾、聚甘油蓖麻酸酯，由此可见，乳化剂的发展在食品添加剂行业中是属于较快的，乳化剂的品种增长见图1。 到2004年底。我国乳化剂的4个主要品种。产量已达4万t年(包括复配产品)，其它25个品种产量、用量尚无法统计。据估计：我国年产蔗糖酯约150万t，Span、Tween系列约2000t。所有的食品乳化剂的产量都比l0年前翻了一番,产品竞争相当激烈，乳化剂产量增长态势见图2，销售额增长态势见图3。 单甘酯在食品乳化剂中占50以上的份额，产量在2万t左右。但我国早期食品乳化剂的应用中单甘酯并不突出。单甘酯的发展可以归结为3个原因：f1)原料和产品的价格优势；(2)使用、储藏较方便；(3)单甘酯制造技术的发展。而且自从20世纪9og代，我国自行研制出分子蒸馏装置。单甘酯粗制品比例逐步减少，分子蒸馏单甘酯占领国内乳化剂的主要市场，现有年产1500t分子蒸馏单甘酯的装置20多套，年产3000t分子蒸馏单甘酯的装置3套。据称已有年产5000t分子蒸馏单甘酯的装置。年产6000t分子蒸馏单甘酯的设备建设已列入国内企业的发展计划。2002年乳化剂的总销售额约4亿元(包括复配产品)，其中单甘酯及其复配产品销售额达到19亿元。酪蛋白钠、Span、Tween系列产品，蔗糖酯和硬脂酰乳酸盐(酯)产品的销售额约15亿元。 2 几种常用食品乳化剂发展趋势 21 传统产品 211 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。它是甘油单硬脂酸酯的简称。又称丙三醇单硬脂酸酯，单硬脂肪酸甘油酯。分子式： 它是由甘油与硬脂酸加热酯化而得，按纯度可分为单甘酯(单酯含量为3055)、分子蒸馏单甘酯(单酯含量90)。目前冰淇淋生产中一般多用分子食品添加剂蒸馏单甘酯，它为白色或乳白色粉末或细小颗粒HLB值约为38，为油包水(水油)型乳化剂，因其本身的乳化性较强，可作为水包油(油，水)型乳化剂。它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。 单甘酯最主要的物理性质是同质多晶现象。由于单甘酯是类脂，与油脂一样具有同质多晶现象。其晶体结构有仅一晶型、p一初级晶型和B一晶型。作为乳化剂，其仅一晶型活性最高。最易与食品中的各种成分相互作用，但仅一晶型只在与水或油脂形成凝胶的状态下才存在，使用不便；B一晶型基本无活性，但它最稳定，是单甘酯一般状态下的晶体结构；B一初级晶型虽有活性，但比q一晶型大大降低，其稳定性介于仅一晶型与B一晶型之间，是某类单甘酯稳定的固体形式。单甘酯的合成、精致方法有：(1)酯交换法(酯的甘油醇解法)；(2)直接酯化法；(3)脂肪酸和环氧丙烷合成法；(4)脂肪酸与缩水甘油合成法；(5)酶法；(6)溶剂法；(7)分子蒸馏提取法；(8)基团保护法等。 单甘酯目前的发展有两方面：(1)I艺、装备的进步；(2)产品质量的提高，应用面的扩大。在制造工艺方面定向合成是发展方向之一：装备产品质量3ooot以上的大型生产线是发展方向之一。产品质量方面，随我国进入WTO的需要。产品达到F CC4的质量指标是发展的必然趋势。产品的应用要向国际市场发展要向其它行业的应用发展。 212 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而成。为浅黄至棕色的粘稠液体或白色至浅棕色的固体粉末。HLB值约为35。是亲油性乳化剂。其特点是纯天然的优质乳化剂。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。 大豆(卵)磷脂可以用不同的方法提取，提取方法不同产品的性能和成本差异较大。例如：丙酮沉淀法制造的大豆磷脂组成为51磷脂酰胆碱。34磷脂酰乙醇胺19磷脂肌醇和6其它磷脂。用乙醇或短链醇可进一步分离磷脂。得出的醇不溶物主要是磷酰胆碱。卵磷脂还可以用酶处理进行水解，或用过氧化氢反应使它成为水溶性，因此，开发新的提取方法和制造中的某些工艺是大豆(卵)磷脂产品的发展趋势：可喜的是，随着知识产权意识的深入人心，目前许多新技术都在申请专利和利用最新的专利技术，大豆(卵)磷脂的氮气干燥就是很好的实例，干燥步骤是决定大豆卵磷脂质量的关键，利用最新的专利技术可以保证大豆磷脂质量，降低成本。大豆(卵)磷脂的其它发展，如用二酸甘油酯和五氧化二磷反应，用氨气中和的合成磷脂(乳化剂VN)，已应用于巧克力产品中。 213 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来联结水和脂肪，从而形成稳定的乳化液。结构为: 收藏 分享 评分 回复 引用 订阅 报告 道具 TOP 高级会员 帖子117 精华2 积分619 威望171 粮票208 在线时间8 小时 注册时间2009-10-9 2# 食神发表于 2009-11-3 14:17 | 只看该作者 蔗糖酯是白色或黄褐色粉末或无色至微黄色粘稠液体无气味或稍有特殊的气味。易溶于乙醇、丙酮。单酯可溶于热水，但双酯和三酯难溶于水。溶于水时有一定黏度，有润湿性，对油和水有良好的乳化作用。软化点5070C。亲水性比其它乳化剂强。蔗糖酯的HLB值为315。其特点是亲水亲油平衡值范围宽，适用性广乳化性能优良。高亲水性产品能使水包油乳状液非常稳定，用于冰淇淋中可提高乳化稳定性和搅打起泡性，对淀粉有特殊作用，使淀粉的糊化温度明显上升，有显著的防老化作用，是一用途广泛的乳化剂。由于其耐高温性较弱，价格偏高，一般与其它亲油性乳化剂复配使用，例如可与单甘酯以1：1的质量比配合用于食品生产中。 蔗糖酯的合成方法有：(1)溶剂法，包括：DMF溶剂法、微乳法、水溶剂法等；(2)无溶剂法，包括：非均相法、相溶法和熔融法等；(3)酶法等，因为蔗糖分子有8个羟基蔗糖酯产品种类很多，所以各种蔗糖酯的合成方法目前还在向高水平发展，对于某种酯化度含量的蔗糖酯产品国外比国内的整体生产技术先进，我国正在迎头赶上。与单甘酯一样，蔗糖酯产品质量方面，根据我国进入WTO的需要，产品达到国际质量指标是发展的必然趋势。我国已准备修订产品的标准，企业应尽快发展，适合将来新的要求。 21_4 司盘(Span1和吐温frween) 司盘60是失水山梨醇单硬脂酸酯(山梨醇酐单硬脂酸酯)的商品名，是由硬脂酸与山梨醇酐反应而得，为浅奶白色至棕黄色l一笺兰：硬质蜡状固体，HLB值为47，是亲油性乳化剂。其点是有很强的乳化能力，较好的水分散性和防止油脂结晶的性能，与其它乳化剂复配有较好的协同增效作用。但司盘6O有较重的焦糖味，影响产品风味。目前产品品质有显著的提高，且有明显的价格优势，故使用量将会有所上升。 聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯，又称聚山梨酸酯80，商品名为吐温80，是山梨糖醇及单、双酐与油酸部分酯化的混合物，再与氧化乙烯缩合而成，为黄色至橙色油状液体(25C)，有轻微的特殊臭味，略带苦味，HLB值15_4，为水包油(OW)型乳化剂。Span和Tween系列产品是非离子表面活性剂，具有优良的乳化、分散、发泡、润湿、软化等优良特性。在配料中加入00501的Tween和混合单甘酯的复配物可使冰淇淋质构坚挺，成形稳定。 215 硬脂酰乳酸钠(SSL)和硬脂酰乳酸钙(CSL) SSL和CSL与以上4种非离子型乳化剂不同，它们是离子型乳化剂。呈白色至带黄色或薄片状固体，有特殊的气味，熔点5469C。难溶于水，溶于有机溶剂，加热时易溶于植物油、猪油，加水强烈温混合可完全分散，不适宜做WO型乳化剂。溶解度(100mL剂中)20C水中05g；20乙醇中83g。传统上，它可作面包、馒头的品质改良剂，按面粉量的05添加，能改善面包原料的耐捏和性、润滑性，缩短发酵时间减少温度不匀的影响。目前SSL和CSL的发展主要是产品的应用开发方面如作为液体蛋白和冷冻蛋白的起泡剂等。 22 新型食品乳化剂- - 乙氧基化甘油单癸酸酯乙氧基化甘油单癸酸酯是一种优质高效的乳化剂和非离子表面活性剂。有很好的乳化、分散、起泡、淀粉抗老化等作用在食品、医药、精细化工行业可广泛应用。乙氧基化的单甘酯被列入我国八五规划中，目前丹东有一厂家生产。甘油单辛癸酸酯是一种属中碳链的单甘酯产品。它易被人体吸收消化，新陈代谢快，其乳化性能优于甘油单硬脂酸酯。而开发乙氧基化的甘油单辛癸酸酯可获得一种接近于无味的、亲水性的食品乳化剂。其乳化性能优于现有的食品乳化剂是一种新的食品乳化剂。乙氧基化的甘油单辛癸酸酯，其HLB为89，介于油水之间，可做WO型或OW型的乳化剂。并有耐酸能力，在油水中都能相溶，加上它属中碳链结构，所以其性能优于司盘或吐温，或这二者的混合物。其应用范围很广，特别是将其用于制备香精、酸性乳化饮料、速溶固体饮料，能使产品有很好的乳化稳定性能，而且还有乳化增白的作用。本产品不同于普通的油脂乳化剂。由于甘油辛癸酸酯是一种有营养功能性的产品，而本产品属其衍生产品，符合天然、营养、功能性的方向因而可以作为高档食品的乳化剂。另外，由于它的结构呈饱和状态，也具有抗氧化、防腐性能，当它与碳水化合物结合时，能起到防老化和软化的效果。此外在食品中还可起到起酥润滑和无油腻感的作用。这对提高食品质量，改善品味是有效果的，也是其它乳化剂所不可比拟的。 3 国内外乳化剂发展动态 3I 国外乳化剂市场的发展 目前单甘酯的应用正面临市场发展的严峻局面：使用量最大的面包业界正在发展不使用乳化剂的全新产品，出现不用添加剂的新倾向；而豆腐生产随着生产设备的改进和发展也部分减少了对消泡剂的需要。单甘酯的需求趋于稳定或稍有下降的趋势。为此，在日本占有单甘酯市过半份额的理研维生素及花王公司都在全力以赴研发新的产品和开发新用途，以开拓新的市场。在脂肪酸甘油酯类的乳化剂中，新用途开发进展顺利的多聚甘油酯类已开发出许多种类， 目前业已开发成功的有HLB值从120之间进行改变的各种典型的OW型和WO型乳化剂均能生产供应市场需求。 此外还可用于其它多种用途诸如起泡剂、清泡剂材料、油脂结晶调整剂等。而且尚有许多未涉及有待研究开发的新用途，新应用领域。目前，多聚甘油脂肪酸酯日本市场需求量约1200t。日本阪本药业公司的SYGURISTA系列乳化剂，由于亲油、亲水性范围广，可用于乳制品、糕点、加工油脂等以及巧克力黏度下降剂、品质改良剂。而油脂结晶调整剂THL系列，可平衡液状油结晶、抑制沉淀因此可保持透明性、流动性。太阳化学公司以特殊聚合甘油为原料制成的超聚合甘油iSunsoftA，可用于乳制品、杀菌食品、调味料等的稳定性及改善口感方面。超乳化剂用于透明饮料、果汁等的风味增强上。三菱化学公司以蔗糖酯做成复合制剂，2001年开发的聚甘油酯用途以饮料为主。 3.I.2 国内食品乳化剂的发展趋势 中国食品添加剂行业，1992年提出大力开发天然、营养、多功能食品添加剂的发展方针，与国际上提倡回归大自然、天然、营养、低热能、低脂肪的趋向相符。我国地域辽阔，资源丰富，有几千年药食同源的传统。发展天然、营养、多功能食品添加剂具有独特的优势。结合国内实际和国际一曩品添加剂上食品添加剂的开发与应用，我国食品添加剂应在以下方面大力发展 321 天然食品添加剂的开发天然产品的开发是当前食品工业及食品添加剂行业的热点，也是未来发展的趋势据中国食品用化学品1999年第3期报道：国外开发成功新用途的天然乳化剂已有酪蛋白、大豆磷脂和谷蛋白等并形成系列产品酪蛋白系列乳化剂来自牛乳，大豆磷脂则有高纯度卵磷脂和酶解卵磷脂；世界上开发精细化工、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尼斯克(中国)有限公司并投产，其两种最重要产品之一就是乳化剂。此外，美国ADM公司、德国Lucas Meyer公司生产的卵磷脂都相继进入中国市场。国外资本、技术和产品的涌人既是不争事实也是必然趋势，我国食品乳化剂生产只有积极遵循天然、营养、多功能的方针采用高新技术，大力开发大豆磷脂、蛋白质乳化剂等系列天然产品，与国际趋向保持一致，并且抓住机遇、优化企业素质、提高产品质量档次，才能抵抗外来冲击，在国际市场上占得一席之地。 3.2.I.2 具有营养、保健功能乳化剂的开发随着人民生活水平的提高，人们在吃饱的基础上对食物提出营养、保健的要求。而随着人民健康意识的提高保健、功能食品的概念已逐渐深入人心市场上已有了4000种以上的保健食品乳化剂中磷脂的成功开发为保健品增添了一朵奇葩。磷脂具有良好的乳化性能较高的HLB值对沉积在血管壁上的胆固醇有很好的清扫作用，有人将磷脂称为血管的清道夫，它也是人脑神经的主要构成基质。对乳化剂的分子构成中油脂组分、油脂的分子结构研究使人们认识到它们的不同功效，如不饱和度、顺式、反式等等。目前在乳化剂的生产中已在有目的的选择不同的油脂原料，采用合理的工艺，使得乳化剂在人体中正常代谢后能进一步起到保健的功能。大家都知道，多不饱和脂肪酸(如亚油酸、0【一亚麻酸、EPA、DHA)、中碳链脂肪酸(如辛癸酸、月桂酸)、奇数碳脂肪酸等，具有独特的营养保健功能。因此，可以开发含多不饱和脂肪酸的甘油脂肪酸酯含中碳链脂肪酸的甘油脂肪酸酯，含奇数碳脂肪酸的甘油脂肪酸酯等具有保健功能的乳化剂产品。比如前面提到的乙氧基化甘油单癸酸酯就是很好的例子。 323 开发使用方便、多用途、多功能的乳化剂 当今，食品乳化剂正发展为具有系列化、多功能、高效率、使用方便等特点。为开发使用方便、用途多、功能多的乳化剂，乳化剂复合配方技术研究至关重要。 复配技术努力的目标应是：(1)以蔗糖酯和大豆磷脂为基础材料的复配产品：