精细化学品——乳化剂和增稠剂

1、第四节乳化剂和增稠剂,乳化剂和增稠剂都是改善和稳定食品各组分的物理性质或改善食品组织状态的添加剂。它们对食品的“形”和“质”及食品加工工艺性能起着重要作用。,凡是添加少量即能使互不相溶的液体（如油和水）形成稳定乳浊液的食品添加剂称为乳化剂。 主要品种：单甘油酯、山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、大豆卵磷酯、丙二醇酯等。,乳化剂,应用范围： 面包、糕点、糖果、饮料等食品中,第四节 乳化剂和增稠剂,一、乳 化 剂 (1) 甘油酯及其衍生物 由硬脂酸和过量的甘油在催化剂存在下加热酯化可得到硬脂酸甘油酯，有单酯、二酯和三酯。三酯即为油脂，没有乳化能力，二酯乳化能力也较差。 目前产品有单双混合酯(MGD)和

2、经分子蒸馏的蒸馏单甘酯(DMG，单酯含量90)。单甘酯的HLB值为23。,脂肪酸甘油酯是一类使用量最大的乳化剂，甘油和脂肪酸反应，可以生成单、双和三酯。,单脂肪酸甘油酯，简称单酯，广泛用于起酥油、糕点、面包、糖果、冰淇淋中起乳化、起泡、防结晶、抗老化作用。,第四节 乳化剂和增稠剂,一、乳 化 剂 (2)蔗糖脂肪酸酯 蔗糖脂肪酸酯一般是由脂肪酸的低碳醇酯和蔗糖进行酯交换而得。蔗糖分子中有三个羟基化学性质与伯醇类似，酯化反应即主要发生在这三个羟基上。控制酯化程度可以得到单酯含量不同的产品，HLB值可以为116。除长链脂肪酸蔗糖酯外，还有低级脂肪酸酯，如乙酸异丁酸蔗糖酯，是由蔗糖与乙酸酐、异丁酸酐进

3、行酯化反应而得，由于蔗糖分子中的8个羟基全部被酯化，故无乳化作用，具有较强的亲油性，主要起调节油相密度的作用。,蔗糖脂肪酸酯是以蔗糖部分为亲水基，长碳链脂肪酸部分为亲油基。在体内它可被消化成蔗糖和脂肪酸而被吸收。它是一种安全、无毒、无刺激，且易被生物降解的表面活性剂，因此在食品中的使用没有限制。其结构式如下：,（R1、R2、R3为脂肪酰基或H）,蔗糖脂肪酸酯 性能优良高效而安全的乳化剂，全世界每年用作食品添加剂的大约两千吨左右，蔗糖酯广泛应用在饮料（如豆奶、椰奶、花生奶、杏仁奶等）、冷饮、八宝粥、面包、糖果糕点、方便面等。例如它可给予冰淇淋良好的组织与质地，使冰晶细小，口感细腻、提高膨胀率、增

4、加抗溶性，在温度剧变情况下，能确保冰淇淋长时间保持细腻、润滑的结构。,第四节 乳化剂和增稠剂,(3) 山梨醇酐脂肪酸酯及其衍生物 山梨醇酐脂肪酸一般是由山梨醇加热失水成酐后再与脂肪酸酯化而得，又称失水山梨醇脂肪酸酯。HLB值为48。这类乳化剂分类是以脂肪酸构成划分的， 最常用的: 山梨醇酐单硬脂酸酯(Span 60，司盘60) 山梨醇酐三硬脂酸酯(Span 65) 山梨醇酐单油酸酯(Span 80)。 Tween(吐温)系列乳化剂: Span类与环氧乙烷起加成反应后得到， 特点:亲水性好，HLB值为1618，乳化能力强. 但产品有不愉快气味，用量过大时口感发苦， 常用品种: 聚氧乙烯山梨糖醇酐

5、单硬脂酸酯(Tween 60) 单油酸酯(Tween 80)。,山梨酸化学名为2,4己二烯酸。其结构式为： CH3CH=CHCH=CH-COOH,食品添加剂脂肪酸山梨醇酐的基本性状,白色至黄棕色的液体、粉末、薄片、颗粒或蜡状块。性质因构成的脂肪酸种类而异。属非离子型表面活性剂。即使溶于水也不会分解成山梨醇和脂肪酸，完全不产生离子。HLB值1.88.6。乳化力优于其他乳化剂，但风味差，故一般与其他乳化剂合并使用。 1、ADI：025mg/kg（包括月桂酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸的山梨糖醇酐的酯类总ADI，FAO/WHO，1994）。 2、各种山梨醇酐酯均有提高人体吸收液体石蜡和脂溶性物质的能力。,

6、制 法,1、由-山梨糖醇与脂肪酸于180280下加热数小时酯化而得。 2、将70%的山梨糖醇液在150152下加热脱水，生成山梨糖醇酐，用水稀释成2%3%的溶液，用离子交换成树脂或活性炭脱色并浓缩后，再与脂肪酸进行加热酯化而得（用碳酸氢钠为催化剂）。由于脂肪酸的种类和数量不同，其酯分别具有不同的性质和用途。,第四节 乳化剂和增稠剂,(4) 丙二醇脂肪酸酯 丙二醇与脂肪酸酯化或与硬化油脂起酯交换反应可得单酯含量约为80的丙二醇酯，经分子蒸馏可使单酯含量高于90%。主要用于蛋糕和西点。本身乳化性能不很强，常与甘油脂肪酸酯复配使用，可提高乳化效果。,第四节 乳化剂和增稠剂,(5) 大豆磷脂 简称磷脂

7、，是大豆油加工中得到的副产品。水蒸气通入原豆油中，磷脂与水蒸气一起蒸出，冷却后磷脂浆胶状物沉淀下来，经离心脱水、减压干燥(60)得粗晶磷脂，粗磷脂精制后得到膏状、液状和粉状精制产品。磷脂的主要成分是卵磷脂、脑磷脂和肌醇磷脂等，结构式为：,增稠剂 一类能提高食品粘度并改变性能的一类食品添加剂。一般属于亲水性高分子化合物，可水化而形成高粘度的均相液，故常称作水溶胶、亲水胶或食用胶。在一定条件下，它们可起到增稠剂、稳定剂、悬浮剂、胶凝剂、成膜剂、充气剂、乳化剂、润滑剂组织改进剂和结构改进剂等的作用。,二、增稠剂,第四节 乳化剂和增稠剂,二、增 稠 剂 淀粉及改性淀粉 琼脂 果胶 明胶 羧甲基纤维素钠

8、 海藻酸及其盐和酯 其他增稠剂,目前国内外常用的 动物来源增稠剂： 明胶、酪蛋白酸钠（又名酪朊酸钠）等 微生物来源的增稠剂： 黄原胶、-环糊精等。,常用的植物及海藻来源的增稠剂有 阿拉伯胶（又名金合欢胶）、 罗望子多糖胶、 田菁胶、 琼脂（又名琼脂冻粉或洋菜）、 海藻酸钠（又名藻朊酸钠或藻酸钠）、 海藻酸丙二醇酯、 卡拉胶（又名鹿角藻胶、角叉胶）、 果胶、 麦芽糊精、 羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、 羧甲基淀粉钠（CMS-Na）、 淀粉磷酸酯钠 羟丙基淀粉等；,果胶 是一种广泛存在于植物组织中的多糖物质，其主要成份为半乳糖醛酸，是受FAO/WHO食品添加剂联合委员会推荐，不受添加量限制的公认

9、安全的食品添加剂。,果胶在食品中主要起胶凝和增稠稳定的作用。另外果胶能有效地排除人体内汞、砷、钡等重金属，起到排毒作用，同时果胶还具有降低血糖、血脂、减少胆固醇、抗癌、防癌作用。果胶对治疗急慢性胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡有良好的功效。,黄原胶,是以淀粉为主要原料，经微生物发酵及一系列生化过程，最终得到的一种生物高聚物。其主要成分为葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等。分子量达数百万。 黄原胶是一种安全无毒、无味的新型食品添加剂，它具有优异的增稠、悬浮、乳化、稳定等多种理化功能。是目前国内外微生物多糖产品中最具商业价值，产量最大，市场覆盖面最广的产品。黄原胶具有优良的增稠性能，采用很低的浓度，就能达到所

10、需要的粘度，l983年联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)正式批准为安全食品添加剂，并对添加量不作限制。据报道，黄原胶还是一种免疫激活剂，具有提高免疫力的保健功能。,卡拉胶,红藻中提取的天然植物胶，卡拉胶是三大海藻胶：褐藻胶、琼胶、卡拉胶中最年轻的一个，其主要成份都是D-和L-半乳糖。卡拉胶由麒麟菜、沙菜、角叉菜等原料中提取。卡拉胶分为七种类型。在食品工业上使用的卡拉胶主要有凝胶性、粘稠性、稳定性、乳化性及悬浮性等特性，被广泛应用于乳制品、冰淇淋、果汁饮料、面包、水凝胶(啫喱等)、肉制品、罐头食品等方面。,第五节调味剂和香味剂,调味剂和香味剂是一类对食品的香与味起着重要作用的食品添加

11、剂，其作用主要是增味和调味，以使食品更香甜可口、味道鲜美，增强人们的食欲。,一甜味剂,甜味剂是以赋予食品甜味为主要目的的食品添加剂。按其来源可分为天然甜味剂和合成甜味剂两类。天然甜味剂又分为糖与糖的衍生物、非糖天然甜味剂两类。人工合成甜味剂主要是一些具有甜味的化学物质，甜度一般比蔗糖高数十倍至数百倍，但不具任何营养价值。,主要品种有： 化学合成甜味剂： 糖精（邻磺酰苯甲酰亚胺 ）、 甜蜜素（环己基氨基磺酸钠）、 阿斯巴甜（天门冬酰苯丙氨酸甲酯、甜味素、APM）、安赛蜜等。,阿斯巴甜,安赛蜜,主要的甜味剂品种有： （1）糖精钠 化学名称为邻磺酰苯甲酰亚胺钠， 结构式为：,其为无色至白色结晶或晶状

12、粉末，无臭，稀浓度味甜，浓度大于0.026则味苦，易溶于水，难溶于乙醇，甜度约为蔗糖的500倍，属化学合成非营养型甜味剂，对于其毒副作用争论多年，但目前仍未能肯定其毒性。,（2）甜叶菊糖苷,第五节调味剂和香味剂,(3) 环己基胺基磺酸钠(甜蜜素) 结构式为： 甜度为蔗糖的4050倍，为人工合成非营养型甜味剂。由氨基磺酸钠与环己基胺加热反应制得，成品为白色结晶或晶体粉末，易溶于水，难溶于乙醇。 毒性：小鼠经口LD50为18000mgkg， ADI为01lmgkg。 目前有40多个国家认为它是安全的。,第五节调味剂和香味剂,(4) 天冬酰苯丙氨酸甲酯(甜味素)结构式如下：,由L-天冬氨酸和L-苯丙

13、氨酸甲酯缩合而成(最近有报道用DL-苯丙氨酸代替L-苯丙氨酸，而使成本下降30)。 产品为白色结晶性粉末，微溶于水(约1)和乙醇，水溶液中不稳定易分解而失去甜味，干燥状态可长期保存。,第五节调味剂和香味剂,(5) 二氢查耳酮衍生物 一些黄酮类糖苷，如柑橘中含有的柚苷、橙皮苷等在碱性条件下还原生成开环化合物二氢查耳酮的衍生物，具有很强的甜味，是蔗糖的100200倍。,第五节调味剂和香味剂,(6) 糖醇类 糖醇类甜味剂品种较多，如麦芽糖醇、山梨醇、木糖醇等。它们是由麦芽糖、葡萄糖和木糖经催化加氢制得的。 木糖醇甜度与蔗糖相仿。 麦芽糖醇甜度为蔗糖的7595% 山梨糖醇甜度为蔗糖的5070%； 木糖

14、醇和山梨醇的热量与蔗糖相同， 麦芽糖醇热量为蔗糖的l8； 木糖醇进人人体后不需胰岛素就能进入细胞被利用，还有利于防止龋齿， 麦芽糖醇食用后血糖不会升高，也不增加胆固醇和中性脂肪的含量。 山梨糖醇在血液中不能转化成葡萄糖，不受胰岛素影响，它们均可作为好的疗效食品，适合糖尿病、高血压等病人食用。,第五节调味剂和香味剂,天然甜味剂,天然甜味剂可分为糖类、糖醇类和非糖类三种。 糖与糖醇类：木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇 非糖类：甜菊糖、甘草素,木糖醇是将木材、玉米芯等材料中的木糖或聚木糖还原后制成的一种糖醇。木糖醇为白色结晶或结晶性粉末，分子式为C5H12O5，具有清凉甜味，甜味度为砂糖的65%100，发

15、热量为三千卡，比其他糖醇高，有抑制形成龋齿的菌类变形杆菌活动的功效。木糖醇除具有蔗糖、葡萄糖的共性外，还具有特殊的生化性能，它不需要通过胰岛素，就能透过细胞壁被人体吸收，并有降低血脂、抗酮体等功能。可用于制作饮料、糖果、罐头等食品。,木糖醇,甜菊糖,甜菊糖又称甜菊苷，它是植物甜菊中提取的多种苷的混合物，比较安全，甜度为蔗糖的300倍左右。其味感与蔗糖相似，甜味纯正，存留时间长，后味可口，对热和酸、碱都很稳定，是理想的低能甜味剂。甜菊甙像蔬菜纤维般经过消化系统，不为机体吸收，它不影响血糖水平，对糖尿病、肥胖症、高血压和高血糖患者安全有益。甜菊苷还能防止蛀牙。有报道说，它还具有降血压、促代谢和治疗

16、胃酸过多等作用。,二、酸味剂,以赋予食品酸味为主要目的的食品添加剂称为酸味剂。 酸味剂主要有有机酸类：柠檬酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、富马酸和己二酸；无机酸类：食用磷酸、碳酸等。,柠檬酸,二、酸 味 剂 (1) 醋酸 为无色透明液体，有强烈刺激味，味极酸。食醋是采用淀粉或贻糖为原料发酵制成的，含有35的醋酸，还含有其他的有机酸、糖、醇及酯类。醋酸是由乙醇发酵或乙烯氧化制成的。 (2) 柠檬酸 又称枸橼酸，化学名称3-羟基-3-羧基-1，5-戊二酸。工业上以淀粉或糖蜜为原料，经黑曲酶发酵制成。为无色透明或白色结晶粉末，其酸味柔美，除作酸味剂外，还用作防腐剂、抗氧化增效剂、酸化剂、增香剂和香料等，用

17、途广泛。柠檬酸被公认为许多品酸的标准，应用历史长，在酸味剂中占有重要地位。 (3) 乳酸 化学名称为2-羟基丙酸，为无色透明或浅黄色糖浆状液体，有d-型，l-型和dl-型三种化学异构体。工业上制备乳酸是用淀粉、葡萄糖或牛乳为原料，接种乳酸杆菌经发酵生成乳酸。乳酸可作食品酸味剂、防腐剂、风味增强剂和pH调节剂使用，用于饮料中还可有效地防止混浊和沉淀。,第五节调味剂和香味剂,(4) 苹果酸 化学名称为2-羟基丁二酸，在苹果中含量最高。为无色结晶或粉末，无臭，略带有刺激性的爽快酸味，微有苦涩感，酸味较柠檬酸强。苹果酸制法较多，如将苯催化氧化成顺丁烯二酸，再在加温下与水蒸气作用经分离制得DL-苹果酸；

18、由发酵法可制D-苹果酸；以酒石酸为原料经氢碘酸还原也可制苹果酸。 苹果酸酸味柔和，持久性长，可全部或大部分取代柠檬酸。在低热量饮料中用苹果酸代替柠檬酸可以掩盖一些蔗糖替代品的后味，预计在新型食品和饮料中用途较大。我国苹果酸生产刚刚起步，今后会有较大的发展。 (5) 富马酸 化学名称反丁烯二酸，又称延胡羧酸。为白色结晶性粉末，有特殊酸味，难溶于水而易溶于乙醇和丙酮，酸味较柠檬酸强。低浓度的富马酸溶液可代替柠檬酸，但其在低温下水中溶解度低的弱点需要克服，如可与其他成分混合而增加水溶性。毒性：大鼠经口LD50为8000mgkg，ADI为06mgkg，以石油为原料生产的富马酸，其毒性应重新研究。,第五

19、节调味剂和香味剂,(6) 酒石酸 化学名称2，3二羟基丁二酸，为无色半透明或白色结晶性粉末，无臭，易溶于水，酸味是柠檬酸的1.21.3倍。酒石酸在葡萄中含量最高，其制法是以葡萄酒酿造过程中的沉淀物酒石(主要成分酒石酸氢钾)为原料制成酒石酸钙，再用H2SO4将酒石酸游离出来，浓缩而成。毒性：一般用量是安全的，但内服7590g有死亡例。ADI为(030)mgkg。 (7) 偏酒石酸 是酒石酸高温下失水聚合而得，分子式为C6H10O11，微黄色质轻多孔固体，无味，难溶于水，有吸湿性，毒性极低。 (8) 磷酸 为无机酸，透明无色粘稠液体，经浓缩可成无色柱状体，一般浓缩度为8598，易潮解，有强烈收敛性

20、和涩味。 (9) 己二酸 白色晶体或结晶性粉末，溶于乙醇、丙酮，微溶于水，酸味柔和、持久。,第五节调味剂和香味剂,三、鲜味剂,鲜味剂或称风味增强剂，是补充或增强食品原有风味的物质。它们不影响任何其他味觉、刺激，而只增强其各自的风味特征，从而改进食品的可口性。它们对各种蔬菜、肉、禽、乳类、水产类乃至酒类都起着良好的增味作用。,三、鲜味剂 (1)谷氨酸钠 谷氨酸钠俗称味精，是-氨基戊二酸的一钠盐(或称谷氨酸一钠盐)，其中L-型谷氨酸一钠具有强烈的肉类鲜味(D-型无鲜味)。L-型谷氨酸存在于植物蛋白中，尤其是在麦类谷蛋白中含量最高。所以面筋在过去是制取谷氨酸钠的主要原料。现在味精的生产主要是采用发酵

21、法，以糖类(淀粉或葡萄糖)为主要原料，适当加入一些硫酸铵、氨水、尿素等作为氮源，在特殊的微生物作用下发酵制成谷氨酸，中和到一定的pH值，即得谷氨酸钠。,第五节调味剂和香味剂,第一代鲜味剂谷氨酸钠,其性状为无色至白色结晶或晶体粉末，无臭，微有甜味或咸味，有特有的鲜味，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚和丙酮等有机溶剂。相对密度1.65，无吸湿性。以蛋白质组成成分或游离态广泛存在于植物组织中，100下加热3h，分解率为0.3，120失去结晶水，在155160或长时间受热，会失水生成焦谷氨酸钠，鲜味下降。,HOOCCH(NH2)CH2CH2COONaH2O。 谷氨酸钠,(2) 鲜味核苷酸 鲜味核苷酸的

22、结构特点： 嘌呤核第六个碳原子上存在羟基(-OH)； 核糖第五个碳原子上存在磷酸基。 磷酸基与核糖的2或3位结合的核苷酸，无鲜味， 具有嘧啶骨架的核苷酸类也没有鲜味。,第五节调味剂和香味剂,第二代鲜味剂核苷酸类,-鸟苷酸二钠、 -肌苷酸二钠、 琥珀酸二钠,-肌苷酸二钠,肌苷酸钠是在六十年代兴起的鲜味剂。它是用淀粉糖化液经肌苷菌发酵后逐步制得，呈鸡肉鲜味，其增强风味的效率是味精的20倍以上，可添加在酱油、味精之中。倘若将99以上的谷氨酸钠的鲜度定为100，那么肌苷酸钠的鲜度可达4000。,-鸟苷酸钠又名鸟苷磷酸二钠，呈鲜菇鲜味。分子式：C10H12N5Na2O8P7H2O；分子量：533.1。作

23、调味品比肌苷酸钠鲜数倍。鸟苷酸钠和适量味精在一起会发生“协同作用”，可比普通味精鲜100多倍。,新型鲜味剂,动物蛋白水解物 植物蛋白水解物 酵母抽提物（酵母精） 新型鲜味剂通过生物技术将动植物水解，水解液富含各种氨基酸、短肽、核酸、维生素，可以保有原有的营养，更易为人体所吸收，更具有一定的保健作用。例如鸡精，除含有鸡肉粉、鸡蛋粉。又 添加了水解蛋白、呈味核酸等。,(3) 琥珀酸二钠 即丁二酸二钠(NaOOCCH2CH2COONa)，具有特异的贝类鲜味，与味精和鲜味核苷酸二钠复配使用效果更好。 (4) 天冬酰氨酸钠 亦称L一天冬氨酸钠，化学名称戊-氨基丁二酸一钠HOOCCH2CH(NH2)COONaH2O为白色晶体粉末，味甘甜带清淡鲜味，易溶于水，不溶于乙醇，对光、热、氧稳定。竹笋等植物性鲜味食物的鲜味即来自于天冬酰氨酸钠。,第五节调味剂和香味剂,四、咸味剂 咸味是中性盐所显示的昧，只有氯化钠才产生纯粹的咸味，一般说来盐的阴离子和阳离子的分子量越大越有增大苦味的倾向，如KBr和NH4I有咸苦味，MgCl2、KI等是苦味的。 咸味的产生虽与阴、阳离子互相依存有关，但阳离子易被味感受器蛋白质的羧基或磷酸基吸附而呈咸味，故咸味与盐离解出阳离子关系更密切，而阴离子则影响咸味强弱和副味，咸味强弱与味神经对各种阴离子感应的相对大小