范文一:食品乳化剂与面包加工
食品乳化剂与面包加工
食品乳化剂与面包加工
随着食品加工业的迅速发展,各种食品添加剂、食品新配料层出不穷,所加工的食品品种不断增多,品质也不断增高,可以说现代食品工业离不开现代食品添加剂,对于面包加工业来说同样如此。
乳化剂是最重要的一类食品添加剂,除具有典型的表面活性作用外,还能与面包中的碳水化合物、蛋白质、脂类发生特殊的相互作用,而起到多种功效。在面包中使用食品乳化剂,不仅能改善面包的感官性状,提高产品质量,延长面包贮存期,而且还可以防止面包变质,便于面包加工。乳化剂现已成为面包加工中必不可少的食品添加剂。然而,乳化剂种类繁多,对于普通的面包加工者来说,很难做出正确的选择与应用。那么,如何正确选择乳化剂种类、复配方式及添加方式,使之在面包中达到预期的应用效果,这正是业内关注的焦点。
首先,应熟悉几个基本概念。我们都知道水与油是不相溶的,将二者简单混合放置一会,很快就会分为两层,即上层是油,下层是水,理论上我们将水和油这两种不同的液体状态称为“相”;水与油的分界面称为“表面”或“界面”;油与水不相溶,是因为水油界面上是存在着作用力,该作用力称为“表面张力”或“界面张力”。通过添加乳化剂并配合搅拌等机械作用,设法使水油混合后油呈微滴状分散于水中,此过程或作用就称为“乳化”,得到的混合物称为一个“分散体系”,在体系中水的量大,称为“连续相”,而油的量小,称为“分散相”。所添加的能使互不相溶的两相 (如水和油)中的一相(如油)均匀地分散于另一相(如水)的物质,就称为乳化剂。
乳化剂之所以能够起乳化作用,能够使油相稳定地分散在水相中,这是它所具有的特殊分子结构的功劳。原来乳化剂分子本身是一个矛。盾的统一体,它分子结构的一端是极性基团,能够与极性液体尤其是与水相亲合,而它分子结构的另一端为非极性基团,能够与非极性液体,特别是极性小的有机溶剂相亲合。正是由于乳化剂分子这种既与水相亲又与油相合的双重特性,使得
它与水油体系接触时,乳化剂分子亲水一端在水相中伸展,亲油一侧在油相中放松,这样其分子就能够在两相界面上发生定向排列,从而降低水油两相表面张力,起到稳定乳液和分散体系的作用。
通过以上我们已经了解了一些基本概念,如“相、界面、表面张力、分散体系、分散相、连续相、乳化剂”,以及乳化剂分子结构的特点等。明白了催化剂分子中既含有与油相合非极性基团,正是由于这矛盾的双重特性,使得它与水油体系接触时,亲水一端在水相中伸展,亲油一侧在油相中放松,这样乳化剂分子能够在两相界面变得亲水,水相界面变得相容,起到稳定乳液和分散体系的作用。
值得注意的是,“乳化剂是一大类物质,虽然它们都具有亲水基团与亲油基团,但由于乳化剂所含有的亲水基团、亲油基团的种类、数量不尽相同,最终乳化剂的特性、功用也不相同,有时其作用甚至完全相反,比如有的乳化剂起乳化、稳定作用,有的却是破乳、消泡作用,为此,为了正确选择和使用乳化剂,我们有必要搞清乳化剂的和种类、特性驻其应用范围。
乳化剂的种类十分繁多,实际应用时,常会听到“这是离子型乳化剂“、”“这是非离子型乳化剂”、“所需乳化剂的HJB值范围”?这此专用术语常常让非专业人士摸不着头脑。其实,离子型乳化剂也好,非离子型乳化剂也好,它们都是根据乳化剂的亲水基团在水中是否解离来分别的。进一步细分,离子型乳化剂按其在水中生成的离子的种类可分为三类,即阴离子、阳离子和两性乳化剂。阴离子乳化剂起界面活性作用的是它在水溶液中电离形成的带负电荷的活性离子(即阴离子)。相应的阳离子乳化剂起界面活性作用的是它在水溶液中电离形成的带正电荷的活性离子(即阳离子)。两性乳化剂可分为两类,即两性电解质类和甜菜碱类。两性电解质类其分子在溶液(按介质)既可作为质子给予体,也可作为质子接受体起作用,既它们可以作为酸,也可以作为碱进行反应。相反,甜菜碱类不解离,在溶液中以“内盐”形式存在。这些化合物也称为两性离子,但与真正的两性电解质不同,它们在酸性和等电点以下的情况时表现出两性电解 质的典型反应。在食品中应用的离子型乳化剂主要有:硬脂酰乳酸钠、磷脂以及离子性高分子化合物,如黄原胶、羧甲基纤维素等。
非离子乳化剂是指在水溶液中不形成离子的表面活性剂,起界面活性作用的是整个分子。大多数食品乳化剂均属此类,如甘油酯类、山梨醇脂类、木糖醇酯类、蔗糖酯类及丙二醇酯类等。按离子的类型对乳化剂进行分类是最常用的和最方便的方法,各种离子型乳化剂均具有各自的特性,因此只需弄清乳化剂的离子类型,就可以推测应用范围。
以下内容主要是与大家谈谈关于催化剂的HBL值的话题。我们知道乳化剂不仅种类繁多,而且功能各异,有些功能甚至是相对的。那么在实际应用中,该如何掌握尺度,如何正确地选择乳化剂 是十分关健的问题。到现在为止,大家都已清楚乳化剂是既亲水且亲油的两性物质。尽管乳化剂均具有亲水、亲油两种特性,但显然对每一种具体的乳化剂而言,它的亲水亲油性程度是有差异的,在因如此,乳化剂才表现出不同功用。例如,有的亲水性强而易溶于水,有的亲油性强呈现易于油特性;有的起肋泡作用,而的的起消泡作用。
那么一种乳化剂的具体情况是亲水性强,还是亲油性强,怎样来进行表示,有没有统一地标准,这是使用乳化剂企业关心的问题。而HBL值就是用来度量乳化剂分子亲水、亲油基团的大小和程度的,即亲水亲油平衡值,简称HBL值。亲油性强的乳化剂的HBL值较小,通常小于10;亲水性强的乳化剂HBL值较大,一般超过10。食品乳化剂的HBL值从2.8到40不等。
乳化剂的HBL值部分与溶解性有关,HBL值决定形成乳状的类型,是制备大多数乳状液的有用工具,借助于HBL值能够看出乳化剂的表现,减少乳化剂试验次数。例如,蔗糖脂肪酸酯亦称脂肪酸酯糖酯,是一种常用的乳化剂,可细分为单脂肪酸脂、双脂肪酯和三脂肪酸酯,其亲水亲油平衡值HBL在3—15。单酯含量越多,HBL值越高,即亲水性越强,可用作O/W型(油/水型)乳化剂,HBL值越低,亲油性越强,可用作W/O型(水/型)乳化剂,低HBL值的蔗糖酯用于人造奶油,可是提高乳化稳定性。
碳水化合物或糖化物是食品的重要成分,它广泛存在于植物体中,是绿色植物经过光合作用的产物,占植物体比重的50%--80%。碳水化合物是人与动物的主要供能物质,而动物体内不能制造碳水化合物,主要靠植物性食品供给。
碳水化合物是有机碳化合物,由碳、氢、氧三种元素组成,可划分为单糖、
低聚糖、多糖类和配糖类(糖苷)。碳水化合物是多羟基的醛、酮,或多羟基酮构成的,它不能再水解成为更简单碳水化合物。低聚糖是由配糖键相互连接的2—7个单糖,其基本性能与单糖相似。多糖由配糖键相连接的许多个单糖组成。一分子多糖水解后生成数千个单糖或单糖衍生的碳水化合物。同多糖 中存在一种单糖,水解后得到多个一种单糖,如淀粉、糊精、纤维素等。异多糖中存在两种或较多种单糖,水解后得到多个不同的单糖,如菊糖、半纤维素等。高分子多糖是由具有亲水和疏水区域的长直链或支链单糖组成的。
由于单糖及配糖键的结构特征,碳水化合物能够形成亲水和疏水区域(层),因此,乳化剂与碳水化合物之间可能形成两种相互作用方式,即通过氢键发生的亲水相互作用及由疏水键 产生的疏水相互作用。
单糖或低聚糖具有良好的水深性,没有疏水层,因皮与乳化剂不发生疏水作用。而高分子多糖则不然,能与乳化剂发生疏水作用。淀粉是食品工业中占有特殊地位的碳水化合物,因此许多学者都详细研究了乳化剂与淀粉的相互作用。淀粉由直链淀粉与链支链淀粉两部分组成,乳化剂与直链淀粉相互作用形成复合体,这对于面包、糕点等含淀粉食品的加工有着重要意义,例如可以增加该类食品的柔软性及保鲜性。直链淀粉一般以线型分子存在,但在水溶液中并不线型的,链在分子内氢键作用下发生卷曲,形成a,螺旋状结构,这种a,螺旋状结构的内部具有疏水作用区,乳化剂的疏水基团进入这种a,螺旋状结构内,并以疏水方式与这里结合起来,形成包合物,可见,乳化剂能够与a,螺旋状结构内的疏水层相互作用,并且各种乳化剂物理性质和结构不同而与直链淀粉的相互作用程度不同,复合体形成能力也不同。
研究结果表明,支链淀粉与乳化剂作用不形成复合物,原来支链淀粉形成螺旋体的可能性变小,乳化剂借助氢键加在支链淀粉的外部分支上,而发生支链淀粉与乳化剂的相互作用。
在面包等烘焙制品加工中,淀粉决定面团和面包的主要性能,而乳化剂 与淀粉的相互作用,可以从根本上必一些对于烘焙食品重要的淀粉性能。例如,利用乳化剂可以减少淀粉的吸水性和膨胀性,提高淀粉糊化温度。许多学者从不同角度研究和论述各种乳化剂对最大粘度的影响,有的使用一定的乳
化剂来提高最大粘度,有的则利用乳化剂来降低最大黏度。此外,乳化剂还能够抑制和减小直链淀粉的老化,对面包起保鲜作用。
生产面包中使用的重要乳化剂甘油单酸酯(MG)、硬脂酸乳酸钙(CSL)、硬脂酰乳酸钠(MSL)和二乙酰酒石酸甘油单、二酸酯(DATEM,)对各种淀粉的糊化温度和黏度有不同的影响,均会使小麦淀粉的糊化温度和最大粘度提高。
小麦面粉是加工面包最主要的原料,而面粉在烤制面包中的工艺性能取决于它们的化学成分。面粉的化学成分主要有碳水化合物、蛋白质、脂类、水分及少量的矿物质、维生素、酶等。
乳化剂与蛋白质的相互作用是多方面的,并对乳化剂的乳化能力起决定作用。蛋白质的基本骨架(肽键)不能与乳化剂发生作用,而固定在多肽键上的氨基酸侧链基团能与乳化剂发生作用,所形成的键各结合方式取决于侧链基团的极性和乳化剂的种类并与乳化剂是否带电荷及体系的ph值有关。乳化剂与蛋白质连接或结合时,在键合中通常都是一种键占优势,而极少数情况下,只有一种键,就是说一般都是各种键不同程度地参与总结合。乳化剂与蛋白质相互作用,有不同的结合(键合)形式。例如,有以疏水键相结合的疏水结合、借助于形成氢键而发生相互作用的氢键结合以及以静电相互作用的静电结合。
乳化剂与蛋白质相互作用所形成的化合物属于脂蛋白,它们之间的结合与蛋白质结构、乳化剂的结构和反应基团以及发生相互作用的条件有关系,各种乳化剂与蛋白质的相互作用强度很不相同。
在面包加工中,乳化剂与面粉蛋白质的相互作用,类似于面粉中极性脂质对面粉蛋白质的作用,故可部分取代面粉脂质的作用,影响所形成面筋的性质,从而影响最终面包产品的品质。乳化剂主要是通过亲水键与麦醇溶蛋白的分子相结合,而又通过疏水键结合在麦谷蛋白分子上,这种结合可增强面筋的持气能力。在面团调制时,各种乳化剂的结合能力存在明显的差别,其中硬脂酰乳酸钠的结合能力最强,而聚氧乙烯(20)甘油单酸酯的结合能力为最弱。乳化剂力图通过对数目有限的淀粉和蛋白质的联结点进行竞争来取代脂质。如面粉脂质中的脂肪酸和半乳糖脂可被硬脂酰乳酸钠(SSL)和硬脂酰乳酸钙(CSL)取代,而聚氧乙烯(20)甘油单酸(EMG)能取代很高极性脂质以外的所有脂类化合物。
阴离子乳化剂CSL和SSL以及非离子乳化剂EMG能够形成两种不同形式的复合体,其原因是它们所带的电荷不同。CSL和SSL形式“蛋白质,乳化剂,淀粉复合体”组成的聚合体,而非离子乳化剂EMG同蛋白质和脂质相互作用形成一种稳定的“蛋白质,乳化剂复合体”硬脂酰乳酸盐具有反淀粉和面筋集合成复合体的能力,因此用CSL和SSL生产的面包的硬化速率比用EMG制作的面包缓慢,而添加EMG生产的面包具有较大的体积。
阴离子乳化剂能使面团中发生电荷变化,形成较大的蛋白质,乳化剂聚集体。吸附在蛋白质分子上的阴离子乳化剂,作为核对其他乳化剂离子的吸附作用。阴离子乳化剂便面筋富有韧劲,而阳离子型或非离子型乳化剂则没有这种作用或效果很小。在面团调制过程中,阴离子乳化剂会降低谷蛋白(面筋蛋白)的溶解度。
非离子型乳化剂虽不便面团中电荷发生改变,但它能够便蛋白质聚集。例如聚氧乙烯(20)甘油单酸由于具有20个氧乙烯基团,能够与谷蛋白的酰基形成足够的氢键,通过乳化剂疏水基团加成在蛋白质的非极性侧链上,乙烯链能够借助于氢键构成分子间网状结构,从而形成交错的面筋网络,强化了面团。
脂类化合物是组成生物细胞所不可缺少的物质,也是食品的重要营养成分。脂类化合物包括脂肪,类似脂肪的化合物如蜡、糖脂、磷脂等,其基本组成主要为C、H、O三种,有的还含有N、P及S。所有脂类化合物的共同结构特征是分子中有一个或较多长的碳氢链。脂类化合物种类繁多,判断一种物质是否属于脂类化合物的主要依据是溶解性。脂类化合物不溶于水,而溶于非极性有机溶剂或极性、非极性有机溶剂的混合物。在脂类化合物中,酰基甘油即甘油三酸酯类(油脂)对食品来说是重要的。油脂是动植物组织中存在的甘脂油,如猪脂、牛羊脂、花生油、豆油、菜油、芝麻油等。在浑浊下,植物油脂多数为液态,习惯上称为油;动物油脂在浑浊常温下一般为固态,习惯上称为脂。由动植物组织提取的油脂都是多种物质的混化物,其主要是由三分子高级脂肪酸和一分子甘油形成的甘油酯。
不论是否有水存在,乳化剂与脂类化合物均能发生相互作用。有水存在时,乳化剂与脂类化合物作用,形成稳定的乳状液。没有水存在时,脂类化
合物,特别是甘油三酸酯(油脂)会形成不同9类型的结晶,油脂的不同晶型赋予食品不同的感官性能,随油脂晶型结构变化,食品的信用性能也随之发生变化。
由于结构与化学上的相似性,乳化剂能够替代脂类化合物,并可减少为达到一定效果所需要的脂类化合物用量。
小麦面粉中脂质含量很少,约为1.4%,20%,根据它们对不同极性萃
,1.0%)和结合脂质(0.6%,取剂和萃取条件的性状,分为游离脂质(0.3%
1.0%)。根据它们在用硅酸分馏时的性状,面粉中脂质可分为非极性脂质(占脂质含总量约50.9%)和极性脂质(占脂质含总量约49.1%)。结合脂质绝大部分与淀粉结合,并以闭环化合物形式存在。在非极性脂质中只有被酯化的单半乳糖甘油二酸酯和甘油单酸酯属于乳化剂,而所有的极性脂质都具有乳化剂特征。
如果把非极性面粉脂质加入未处理的面粉,就会影响烘烤效果,使面包质量下降。但不具乳化作用的非极性脂质能够被乳化剂乳化,因此,合适的乳化剂能够抵消非极性脂质的不利影响。
然而,硬脂酰乳酸钠、聚氧乙烯(20)甘油脂肪酸酯和蔗糖单棕榈酸酯等乳化剂会增强非极性脂质的副作用。
当把极性脂质加入未处理的面粉时,就可以改进烘烤效果,提高面包的质量,在脱脂面粉中使用极性面粉脂质也可以改善面包的品质,其效果与使用量有关。改进面包品质的作用可归功于半乳糖脂和磷脂等天然存在的乳化剂。一定的合成乳化剂能够承担甚至可以增强天然乳化剂的功能。
当把全部面粉脂质加入未处理的面粉时,面包体积略有增大。在脱脂面粉中使用时,总面粉脂质的作用效果与其浓度有关,用量较小时对面包体积起不利影响,加量较大时有改进面包体积的作用。
在用石油醚脱脂的面粉时,使用蔗糖单牛脂酸酯、硬脂酰乳酸钠、硬脂酰乳酸钙等乳化剂替代总面粉脂质,其中用蔗糖单牛脂酸酯的烘烤结果优于
总脂质,用其他蔗糖酯的试验结果也基本证实了这一点。蔗糖酯与总脂质混合使用,效果最好。
乳化剂同小麦面粉中存在天然脂质竞争面团的反应基团。在氮气下调制的面团中,二乙酰酒石酸甘油单、二酸酯使脂质结合明显减少。阴离子乳化剂会使大多数非极性脂质成分与所有酸溶性蛋白质化全物和中等极性成分的结合减少,而能够增强较高极性脂质成分的结合。
单独使用聚氧乙烯(20)甘油脂肪酸酯,或与甘油一酸酯和硬脂酰乳酸钠复配使用,都能抑制面包中的脂质结合,其作用方式是乳化剂取代面包结合位置上的上些脂质。非离子型聚氧乙烯(20)甘油脂肪酸酯的取代作用比阴离子型硬脂酰乳酸钠大,而其复合作用比阴离子型硬脂酰乳酸钠小。
在此,我们总结了乳化剂与碳水化合物、与蛋白质及与脂类化合物的特殊相互作用,事实上,乳化剂与面粉成分可能发生很多方面的相互作用,并能够相应地影响烘烤效果。
对于面包,无论是其工业化生产,还是手工制作,使用乳化剂均可以改进和提高面包质量,使之更加易于生产加工。乳化剂在面包制作和贮藏过程中的优良作用效果,已被世界各国所公认,乳化剂和含有乳化剂的配料已成为许多面包配方中不可缺少的成分。
乳化剂能够以多种方式加入面粉或面团中,可以液态、糊状、膏状和固状形式直接使用,也可以溶于起酥油中或与载体物质结合成为复合物间接使用,还能够与其他烘烤食品用活性物质复配用作面包专用添加剂。乳化剂在面包制作中主要用作面团性质改进剂或品质改良剂而面团性质改进剂或品质改良剂通常分为面团强化剂和面包组织软化剂。一些乳化剂主要是与蛋白质相互作用,增强面团的筋力,提高面团弹性、韧性和机械加工强度,因此,将这类乳化剂称为面团强化剂,也叫面团稳定剂或面团增强剂。
还有一些乳化剂主要是与直链淀粉相互作用,从而延缓淀粉的老化速度,保持面包柔软疏松,提高贮藏保鲜期,这类乳化剂称为面包组织软化剂,也叫面包组织柔软剂或面包瓤柔软剂。面团强化剂添加到面团中后,它与面粉中的面筋蛋白质互相结合形成复合体,使更多的蛋白质相互结合起来形成大分
子蛋白质,提高面筋网络的稳定性和持气性,增强了面团弹性和强度,从而提高了面包质量。
从面团角度而言,面团强化剂增强面团耐搅拌和耐机械加工的能力,提高面团弹性、韧性和强度;能够增强面团对原料变化的适应能力;提高面团吸水率,增加了经济效益;改善面团在发酵和醒发过程中的持气性,改进发酵程度防止在面团成型和机械传送过程中由于强烈的处理而造成的“面团塌陷和破裂”;改善面团持气性,并可稍稍缩短醒发时间。对面包终产品来说,面团强化剂可以改进和增大面包体积,获得富有弹性的面包组织和细腻的面包瓤;加固面包,从而改进其堆放性能,有利于面包包装和运输;减少“掉渣”,改善面包切片性能,有利于贮存保鲜。
新烤制的面包具有柔软的组织,在新鲜状态时,加和不加乳化剂(面包组织软化剂)的面包具有相同的比体积、内部组织结构及同样的柔软度。面包组织软化剂并不影响面包的初始柔软度,主要是通过减缓淀粉结晶的速度而抑制面包组织变硬。使面包较长时间保持柔软度。面包组织软化剂添加到面团中,它们与面粉中的直链淀粉结合在一起,形成不溶于水的复合物,阻止了淀粉的老化,保持水分,防止面包变硬,从而延长面包的保鲜期。面包组织软化剂除了使面包组织保持柔软的主要作用之处,还能够改善面团性能和增大面包体积。
此处,乳化剂对面团、面包的影响,与面包加工中所添加的起酥油的功效相似,能够相互补充,因此,使用乳化剂还可以节省起酥油,有时甚至可以完全替代起酥油。
磷脂是面包等烘焙制品中经常会用到的乳化剂,最早是由Uauquilin于1812年从人脑中发现的,1850年Cobley首先人蛋黄中分离出了一种含磷的脂性物质,遂命名为卵磷脂(Lecithin),而目前研究最多的大豆磷脂是1925年发现的。磷脂广泛存在于动植物组织中,它是细胞膜的重要组成部分,对细胞的新陈代谢具有重要作用。
动物组织中除蛋黄外,肝脏、脑神经系统、肺、肾脏、肌肉等组织中含有丰富的磷脂;植物界中磷脂主要存在于种子、坚果及谷物中,其磷脂含量与蛋白质含量大致成正比。由于大豆磷脂易得、谦价,色、味及乳化剂性能较
好,工业生产的磷脂大都是用大豆磷脂,它是一种取自大豆油的复合磷脂,是一种脂质混合物,主要包括胆碱磷脂(卵磷脂)、胆胺磷脂(脑磷脂)和肌醇磷脂。近年来,世界大豆磷脂发展迅速,已被美国、日本、澳大利亚、欧盟一些国家和世界粮农组织及世界卫生组织(FAO/WHO)批准,被列为重要的营养补助品和“九大长寿食品之一”。
大豆磷脂利用价值很高,大豆磷脂制品正在作为乳化剂、分散剂、黏度调合剂、抗氧化剂、谷物品质改良剂及强化食品的营养剂等广泛应用于食品、医药、石油化工、轻纺、橡胶、油漆涂料、农药、植物保护制品、饲料及化妆品等行业之中。
卵磷脂作为一种天然表面活性剂,它能显著降低油水间的表面张力,作为乳化剂在食品上可用于制备良好的油/水型乳剂,在食品工业中具有广泛的用途,它是我国最早批准作为食品乳化剂的两个品种之一,其消费仅次于甘油脂肪酸酯。卵磷脂是面包制作中使用时间最长的乳化剂。早在1924年,人们就已经知道,面粉中加少量卵磷脂就能对面筋以及面团产生作用。试验研究不同磷脂对面筋的作用证明,磷脂对谷蛋白纤维起到润滑作用,从而使谷蛋白纤维更好地相互滑动,赋予面团较高的延伸性,添加0.5%-1.0%磷脂就能提高面团的延伸性。自1930年以来,美国面包工业中就使用卵磷脂作为乳化剂。但是,一些学者则认为,在面团调制过程中卵磷脂会影响吸水性。卵磷脂可以减少面团的揉和时间,改进面团性能,特别是使面团有良好的坚度和工艺性能,并能够改善面包内部组织和增大面包体积。
此外,一些学者的研究结果还表明,卵磷脂作为面包组织软化剂有保鲜作用,并能节省起酥油。然而,另一些学者则认为,卵磷脂对面团坚度和工艺性能以及面包保鲜只有较水的作用或没有作用。试验结果表明,,卵磷脂可以改变面包体积和气孔结构,其效果与它们的各类和起酥油用量有关。不用起酥油,加0.5%乳化剂时,面包体积按如下顺序递增;羟基化卵磷脂、醇溶磷脂、卵磷脂、醇不溶磷脂。相反,氢化卵磷脂会使面包体积减小。添加3%起酥油时,羟基化卵磷脂只能使面包体积稍有改进。在面包制作中,卵磷脂与甘油单、二酸酯复配使用,具有协同作用。使用这种混合乳化剂可以抵消原料的质量波动,改进生产工艺过程,节省起酥油,并能明显改善成品的总体质量。
在欧洲,卵磷脂/甘油单、二酸酯混合型乳化剂大多用于生产小白,并常用卵磷脂来改善面包和小圆面包的口味。而在美国卵磷脂则很少用于面包的制作。总之,磷脂是一种良好的天然乳化剂,在面包加工中,它可提高面粉的
0.8%的大豆磷脂可显著地增强面包酵母的活性,提筋力及弹韧性;添加0.3%-
高发酵面团的发酵速度;可以增大面团体积及其均一性和起酥性,并能延长面包的保存期,并且,添加磷脂还能提高面包制品价值。
甘油单、二酸酯在面包等烘焙制品中是较常用的。1853年,Brethelot首先在实验室通过脂肪酸和甘油直接酯化制得甘油单、二酸酯,但1929直到年才开始在美国进行工业化生产。甘油单、二酸酯和蒸镏甘油单酸酯不仅可用作食品乳化剂,而且可作为原料用于各种食品中,其产量约占所有食品乳化剂的40%以上。甘油单、二酸酯在面包加工中主要作为面包组织软化剂,增大面包体积,对面包起抗老化保鲜作用,并能节省起酥油用量,并且,加0.5%甘油单、二酸酯时,面包的耐冻结和耐解冻性明显好于不加的情况。实际上,起酥油中添加甘油一酸酯,在面团揉和过程中,甘油一酸酯能与起酥油形成微小粒子,插入淀粉粒之间,与淀粉发生作用,覆盖于淀粉粒表面,使淀粉吸水率降低,降低烘烤过程中淀粉膨胀 和可溶性淀粉流出,从而获得较柔软的面包瓤心;甘油单、二酸酯可以减小面包瓤强度,改善面包的蜂窝结构与柔软性,可增大面包体积。
甘油一酸酯的晶型及其单甘油酯含量对这种乳化剂的效果有很大影响,所形成的甘油一酸酯有α,和β,晶型两种,其中α,晶型的甘油一酸酯是活性甘油一酸酯,最易与直链淀粉反应。在起酥油中,α,晶型的甘油单 酸酯的效果很好,可以改善面团耐搅拌性和耐机械加工性,获得好的蜂窝组织和柔软的面包。利用面糊黏性图示仪研究面包瓤悬浮体的结果表明:甘油单硬脂酸酯能够提高糊化温度和面包瓤最大黏度,并且能够延缓面包在贮藏过程面包瓤最大黏度的下降。
值得一提的是甘油一酸酯的使用形式对其在面包制作中的作用效果特别重要。甘油一酸酯直接加在油脂中或以乳状液形式使用,其效果都不如水合物形式的甘油一酸酯极易分散于面团体系中,因此,它是最有效的产品,并且甘油一酸酯水合物的β,晶型在60?可转化成高效的α,晶型。磨成细粉的粉状或用水溶性载体物质喷雾的粒状甘油一酸酯,不适于直接在面团中使用,但可先将它们溶于油脂中,然后再加入面团中。不过,同载体物质一起喷雾获得的粒状甘油一酸酯可以很好的分散于面粉中,因此,它适合作为添加剂用于配制面包专
用面粉。从溶液里沉淀出来的,粒度为10-20μm的粉状甘油一酸酯,容易分散于面团中,并可改善烘烤性能。此外,无论添加乳状液形式还是水合物形式的乳状剂,都能够节省油脂。当总脂类加量低于0.5%时,添加甘油单、二酸酯有利于提高面团发酵耐受性。
需注意的是,多种乳化剂复合使用可起到互相补充、协同增效的作用。同样,甘油单、二酸酯与其他乳化剂复配使用,可提高其作用效果。75%聚氧乙烯甘油单、二酸酯和25%甘油一酸酯的混合型乳化剂是有效的面团性质改进剂和面包组织软化剂,其效果优于单独用一种乳化剂,研究结果表明,这种混合型乳化剂可以提高糊化率和最大黏度。利用调粉性记录仪测定面团物理性质证明,这种混合型乳化剂还能够提高面团稳定性。此外,它还能提高面团的机械加工性能和耐震性,改善面包体积和形状,以及延长面包的保鲜期。大家都知道,不饱和油脂对面包制作有不利影响,但通过与甘油一酸酯和聚氧乙烯甘油单、二酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇单 硬佛酸酯混合使用,可以抵消液体起酥油体系也能获得优良的效果。
在面包中广泛应用的面团强化剂,是很有效的面包组织软化剂,硬脂酰乳酸脂驻其钠盐和钙盐,它们都属于阴离子乳化剂。
按照美国FDA,CFR No.172.848食品条例,信用乳酸和多聚乳酸与脂肪反应生成的酯,叫做脂肪酸乳酸酯。由于实践中主要使用硬化脂肪酸乳酸酯,所以该类也称为硬脂酰乳酸(SLA)或硬脂酰乳酸酯。按照欧洲经济共同体EWG,Nr.E 481和美国FDA,CFR No.172,846食品法规和条例,硬脂酰乳酸钠是乳酸和多聚乳酸与饱和脂肪酸反应生成的酯同其钠盐的混合物。此外,该类乳化剂也叫做硬脂酰乳酰,2,乳酸钠、硬脂酰,2,乳酰乳酸钠、硬脂酰缩二乳酸钠等。其英文缩写名称是SSL,德文缩写名称为NSL。按照欧洲经济其同体EWG,Nr.e 482和美国FDA,CFR No.172,844食品法规和条例,硬脂酰乳酸钙是乳酸和多聚乳酸与饱和脂肪反应生成的酯同其钙盐的混合物。此外,该类乳化剂也叫做硬乳酰,2,乳酸钙、硬脂酰,2,乳酰乳酸钙、硬脂酰缩二乳酸钙等,常用的英文缩写名称是CSL。
SSL为乳白色或微黄色粉未或脆性固体,略有焦糖味,吸湿性强,易吸潮结块。在水中不溶解,但能分散于热水中,可溶于热的油脂。CSL为白色至奶油色粉未或薄片状物,或块状物,无臭,具有特殊的焦糖气味。难溶于冷水,稍溶于热水,经加热、强烈搅拌,可完全溶解。易溶于热的油脂中,冷却时则
呈分散态析出。SSL和CSL受热时,色泽会加深且酸值增高,因此,它们的耐热性较差。此外,酸、碱和脂肪分解酶都会导致水解,故在水系中不宜在较高温度下长时间存放。硬脂酰乳酸脂及其钠盐和钙盐能够与蛋白质发生强烈的相互作用,在面团调制过程中,它们与小麦粉中面筋蛋白质相互作用,其亲水基团与麦胶蛋白结合,其疏水基团与麦谷蛋白结合,而形成面筋网络,从而提高了面团的延伸性、弹性和韧性,起到强化面团的作用,使面筋网络更加细致而有弹性,改善了酵母发酵面团的持气性,使烘烤食品的体积增大。该类乳化剂与其他蛋白质,特别是与乳蛋白相互作用,能够改进这些蛋白质的搅打起泡性或充气能力。
在烘烤过程中,该类乳剂还能够与面粉中的淀粉相互作用,形成不溶性复合物,抑制了淀粉的重结晶和回生,从而防止了面包的老化,保持了烘烤制品的新鲜度,延长面包贮藏保鲜期,起到面包组织软化剂的作用。硬脂酰乳酸酯及其钠盐和钙盐的脂肪基团与直链淀粉按以下方式发生相互作用:脂肪酸基团伸入到直链淀粉的α,螺旋构型中,形成稳定的螺旋形复合物。有学者认为,硬脂酰乳酸钠的复合物形成能力(复合能力)比硬脂酰乳酸钠的直链淀粉――复合物形成能力又比硬脂酰乳酸钙的大。
分别用卵磷脂、甘油单和二酸酯、失水山梨醇单硬脂酸钙等乳剂或它们的复配物进行对比试验,结果证明硬脂酰乳酸钠在面包制作中有效。粉状硬脂酰乳酸钠在以在和面时直接加入,可以提高吸水量,改善面团耐搅拌性和面团弹性,增强面团筋筋力和面团边壁强度,防止面包整体下陷,提高持气性,增大面包体积,有利于面包的切片加工。同时,改进了面包瓤柔软性和面包内部组织结构,减缓面包的老化,提高面包保鲜期。然而,与其他乳化剂复配使用时,硬脂酰乳酸钠的优良作用效果会减弱。
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范文二:乳化剂 做面包不可少
乳化剂 做面包不可少
乳化剂是重要的食品添加剂,是一类分子中具有亲水和亲油两种基团的物质,属表面活性剂。乳化剂可以使食品中的油与水呈现均匀稳定的混合状态,并且还能与食品中的碳水化合物、蛋白质、脂类等发生特殊的相互作用而显示出多种功能,因此在焙烤食品中,乳化剂对改善面团特性、提高产品质量以及延迟产品老化方面有很好的效果。
1乳化剂的种类
乳化剂的种类很多,其分类方法也很多,较常用的是HLB值及亲水基团在水中的性能两种分类方法。HLB值是指乳化剂分子中亲水基团和亲油基团的大小和力量的平衡,HLB值越小,乳化剂的亲油性越高;HLB值越大,乳化剂的亲水性越高。按照亲水基团在水中的性能可将乳化剂分为离子型和非离子型两类,离子型又分为阳离子型、阴离子型和两性乳化剂,阳离子型不用于食品上,两性乳化剂的表面活性由pH值决定。
表中:软化性指对面包心的软化作用;强化性指对面包面团强化作用。
2乳化剂的作用
2.1强化面筋
面粉中的蛋白质遇水搅拌后形成具有弹性的网络结构的面筋,面筋的强弱对面包发酵过程中保持气体的能力起到决定性的作用。但有时面粉质量的波动以及加工设备等因素,会导致面筋强度不够,影响最终产品体积和结构。
乳化剂可以促使面筋组织的形成,增强面筋的保气性。它与面筋蛋白相互作用时,其亲水键与麦醇溶蛋白的分子相结合,疏水键与麦谷蛋白分子相结合,从而强化了面筋的网络结构,防止因油水分离所造成的硬化,使面团持气性得到改善,同时也可增加面团的耐揉合性和提高其机械加工性。乳化剂与蛋白质之间的作用机理目前还不是完全清楚,可能涉及到许多相互作用力,比如电荷
作用、疏水作用等。许多带电荷的乳化剂如SSL、CSL、DATEM等与面筋的相互作用比较强烈,对改善面团的持气性效果较好。
乳化剂还可在面筋与淀粉之间形成一层光滑薄膜结构,此结构给予面筋一种束缚,并使得面团黏度下降,从而提高面筋的延展性,使产品更加柔软而易于整形。在这方面以硬酯酰乳酸钠(钙)的效果最为理想。
2.2延缓老化
淀粉老化被认为是造成面团硬化的重要原因。淀粉可以简单分为直链淀粉和支链淀粉,在制作面包或其它发酵产品时,面粉中的直链和支链淀粉受热糊化形成凝胶,以形成面包结构,并保持柔软状态。但这种凝胶并不稳定,随温度降低、时间延长,淀粉会进行重结晶,并将析出水分,导致面包变硬、掉渣,此过程即面包的老化。
防止淀粉的重结晶过程是控制面包老化的主要途径。有研究表明,CSL和单甘脂能大幅度降低淀粉最终粘度。说明这两种乳化剂可以有效地防止淀粉凝胶变硬,具有良好的抗老化性能。乳化剂能延缓淀粉老化,主要是因为乳化剂与淀粉结合形成复合物,增大了淀粉分子结构,有利于阻碍淀粉分子的重排和分子间氢键的形成,从而减少水分的流失,同时降低了产品中水分由内向外迁移的速率。因此面包能在较长时间内保持柔软和弹性。
乳化剂与淀粉的相互作用以及作用效果受到淀粉的类型和乳化剂的链长、结构、晶型以及水分、温度等因素的影响。面包中常用的乳化剂主要有单甘酯衍生物和离子型乳化剂。冯新胜等研究发现,几种乳化剂对面包老化速度抑制作用由强到弱的排列顺序是:分子蒸馏单甘酯蔗糖酯CSL(或SSL)。
2.3降低脂肪含量
乳化剂在降低脂肪用量方面有重要作用。乳化剂可以使脂肪分布得更均匀,脂肪颗粒更小,从而产生更大的脂肪表面积,这样较少量的脂肪就可以达到良好润滑以及口感等功效。卵磷脂以及DATEM,特别是液态DATEM,在饼干以及重油蛋糕中常用来降低脂肪用量,甚至高达30%。
2.4泡沫稳定?打发性能
烘焙产品的气体主要来自两种途径:酵母发酵或化学产生,以及混合时打发进入,这些气体对烘焙产品的结构起到重要的作用。蛋糕中的体积很大来自于打发,打发效率必须足够高,因为过分搅打可能导致面团质量恶化。乳化剂可以降低表面张力,加快打发过程,同时还可以增加蛋糕体积,改善蛋糕组织结构。常用的乳化剂为单甘油酯、乳酸甘油酯以及丙二醇酯。
3结语
乳化剂在烘焙食品中的作用主要体现在使产品加工更方便快捷,增加面团(糊)的耐机械加工性能和对配料变化的适应性,提高吸水率和产品得率,改善产品组织和口感,增大产品体积,延长产品的货架期,促进起酥油的乳化、分散等方面。乳化剂的具体应用品种和比例要综合考虑生产配方、工艺、设备的实际情况,以及产品品质要求、经济要求和食品安全要求等来决定。
范文三:详解面包中的乳化剂
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详解面包中的乳化剂
面包放很久依然还很松软,是添加了过量乳化剂的结果,有可能对肝脏功能不好的人有损健康?一则乳化剂的消息让松软的面包躺着中枪。为此食品安全专家表示,面包在制作过程中,一般都是要加入乳化剂的,我国食品添加剂使用标准也是允许添加进面包的,安全性也很可靠,不必对乳化剂产生恐惧。
【探访】
乳化剂为面包蛋糕持久保鲜
此前据媒体报道,在面包店买的面包即使放到隔天,口感还是很松软,秘诀在于一种叫S5000面包改良剂的食品添加剂,它最主要的功能就是可以防止淀粉老化,这种添加剂中含有乳化剂,虽是合法食品添加剂,但使用量只容许在面粉量的0.5%2%。有专家表示,一般人吃了乳化剂可以轻易分解代谢,但如果是肝脏功能不好的人特别是老人,吃了会增加罹患心血管疾病的风险。
昨日,记者为此走访了好利来、面包心语等糕点房,以及超市售卖面包的区域,确实在面包产品中看到有乳化剂的身影。
在百盛购物中心地下一层的面包心语糕点房,一款萝卜吐司面包的外包装配料表上,列出的食品添加剂有:双乙酰酒石酸单双**酯、维生素C、-淀粉酶、木聚糖酶、硬脂酰乳酸钠。记者查询到,这其中的双乙酰酒石酸单双**酯、硬脂酰乳酸钠就是乳化剂,是允许添加到面制品中的。
百盛购物中心超市的面包销售区域里,一种枫糖味的天然酵母面包,包装上有醒目的持久保鲜字样,配料表中同样显示加有乳化剂双乙酰酒石酸单双**酯。
除面包外,消费者常买的一些品牌食品,比如盼盼铜锣烧、法式小面包、泡吧提子蛋糕,里面也标注加有乳化剂单**硬脂酸脂,一款产自日本的卡米亚红豆鸡蛋糕,加入的乳化剂则为改性大豆磷脂。
【释疑】
面包中乳化剂不会危害人体
专家表示,市面上乳化剂安全性较好,有些乳化剂本身就来自食品
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中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授朱毅告诉记者,面包在制作过程中,一般都是要加入乳化剂的,因为乳化剂有很多功效,可以把水和油连接起来,降低水面和油面的表面张力,形成稳定的水包油或者油包水的一个状态,这样做出来的面包才不会出现塌架,柔软,有光泽。
如果不加乳化剂,面包放两天就会变硬老化,加乳化剂相当于给面包抗老化剂和保鲜剂,面包芯不容易老化。
朱毅称,除了面包之外,蛋糕、烘焙的其他食品里面也都会有乳化剂,起到膨松作用。目前市面上的乳化剂,总体来说安全性都很好,所以大部分都不指定每天允许摄入量,有些乳化剂本身就来自食品。
有消费者担心,万一商家把乳化剂加多了怎么办呢?朱毅表示,乳化剂加多了反而会影响面包的风味和口感,也增加商家的成本,对商家来说没必要超量添加。因此面包中的乳化剂进入人体,不会对人体造成健康损害,消费者不必谈添色变。
范文四:面包里的乳化剂安全吗
面包里的乳化剂安全吗?
如果你把水和油一起倒到一个杯子里,你会发现,放一会儿之后就会出现两层:一层是水,而另一层是油,它们之间还一层明显的隔膜,即使你用力搅拌、震荡,但是静置放一段时间,它们还是会分层。为什么呢?因为这两种物质是很难互相融合而混匀的。
在食品加工中,这种问题非常普遍。食品通常是含有水、蛋白质、脂肪、糖等多种组分而组成的混合物质,这里面就有很多物质是无法相互“包容”的。比如做冰淇淋时的油和水,如果无法融合,那么就无法做出口感和外观都很好的冰淇淋。 为了制造出拥有完好的口味、柔韧性和较长的货架期的食品,食品科学家面临的一大难题就是如何使种类纷繁的配料适应加工的条件,让不同的食物成分都能够很好的融合在一起,最终形成良好的结合。人们找到了一种在加入到食品中后能够使各配料成分混溶协调的添加剂,它就是乳化剂。乳化剂被定义为“一种使食品乳化混合的物质”,它属于功能性食品配料。在它的分子中既有跟水分子亲近的基团(亲水基),也有能够和脂肪分子亲近的基团(亲油基)。在油脂和水分的混合物中,乳化剂能够通过内部亲油基结合油脂,通过外部亲水基结合水分。乳化剂就像食物成分间的协调员,让各个成分更好的融合,保持团结,不轻易发生分裂。
乳化:听起来玄乎,其实司空见惯
所谓“乳化”是指由连续相和分散相两相组成的体系。“乳化”,听起来很玄乎,其实我们早司空见惯了。最常见的牛奶,其实就是一种典型的“乳化”食品,它含有水和乳脂肪这两种互相不能融合的物质,不过,在乳蛋白的协调下,水和乳脂肪形成了一种水分子包容着乳脂肪的结构,进而协调的结合在一起了。这里面,发挥着乳化剂作用的就是乳蛋白。很多人喜欢吃的蛋黄酱、蛋黄奶油也是乳化状态,这里发挥乳化作用的则是蛋黄。
乳化剂不仅在各种原料混合、融合等一系列加工过程中起乳化、分散、润滑和稳定等作用,而且还可以改进和提高食品的品质和稳定性。比如,乳化剂就被人们用到了冰淇淋的生产中。冰淇淋是一种脂肪含量较高(16%-20%)的冷冻食品,在制作过程中加入乳化剂,可以形成水包油型稳定的乳液,阻止相分离,改善冰淇淋组织结构,防止产生冰霜现象,形成细微均匀的气泡和冰晶,就可以产生润滑的口感。另外,乳化剂还被用作蛋糕的起泡剂、豆腐的消泡剂等。 面包中为何要用乳化剂?
乳化剂在烘焙食品中的应用也非常广泛。乳化剂能与面筋蛋白互相作用而形成复合物。乳化剂的亲水基与麦胶蛋白结合,亲油基与麦谷蛋白结合,使面筋蛋白分子互相连接起来,由小分子变成大分子,形成结构牢固细密的面筋网络。通过形成这种面筋结构,在面团搅拌阶段,乳化剂能增强面团对机械加工的耐力,提高面团弹性、韧性、强度和搅拌力,减少面团损伤程度,使各种原辅料分散混合均匀,形成均质的面团,提高面团的吸水率;在面团发酵阶段,乳化剂能提高面团的发酵能力,增强面团的持气性;在醒发阶段,面团表面会形成一层薄膜,十分
容易坍塌,乳化剂可以提高面团的醒发耐力,防止变形。如果没有乳化剂,面包就无法具备蓬松酥软的口感,和我们吃的馒头就别无二致了。
同时,乳化剂还能防止面包老化。面包放几天后就变硬,其实是因为淀粉老化了。乳化剂也是理想的面包保鲜剂和抗老化剂,在面包生产中,乳化剂可以保护淀粉粒,防止老化,从而使面包口感得到改良,对于延长面包的货架期也是有帮助的。 乳化剂安全吗?
目前,国际上通用的乳化剂大概有70种左右,可以分为四大类,分别是脂肪酸酯类、改性淀粉类、盐类及其他种类(包括黄原胶、瓜尔胶等)。世界卫生组织和联合国粮农组织(FA0/WHO)的食品添加剂联合专家委员会(JECFA)对世界各国所用食品乳化剂进行安全性评价,结果显示,这些乳化剂大多都很安全,绝大部分甚至都没有对每日容许摄入量(ADI )进行限制,可以认为,允许使用的食品乳化剂都比较安全,合理使用并不会对健康产生危害。所谓的乳化剂食用过量会进入血液升高血脂的说法,也并不靠谱。不过,面包、蛋糕等烘焙食品往往油脂含量比较高,多吃的话会增加脂肪摄入,要注意适当减少其他食物的脂肪摄入。
面包中使用乳化剂并不是什么稀奇的事情,而是非常普遍的应用,对于提高面包的口感,防止面包老化都有十分重要的作用,消费者无需过度恐慌。当然,如果你对面包的口感无特殊要求,即使跟馒头一样也无所谓,那么,倒是可以自己在家做不加乳化剂的面包。
范文五:乳化剂对耐贮藏面包品质的影响
乳化剂对耐贮存面包品质的影响
周崇飞1,卢蓉蓉25
(1. 江南大学食品学院,江苏 无锡 214122;
2. 江南大学食品学院,江苏 无锡)
摘要:【目的】综合全面考察乳化剂对耐贮存面包酸价、比容、硬度的影响,筛选最优的乳化剂配方,拓宽乳化剂在焙烤食品以及耐贮存食品中的应用。【方法】研究四种乳化剂单甘酯(GMS)、蔗糖酯(SE)、硬脂酰乳酸钠(SSL)和双乙酰酒石酸单甘油酯(DATEM),在添加量0.8%(w/w)内对耐贮存面包酸价、比容和贮存期硬度的影响,根据正交优化获得乳化剂的优选配方。【结果】不同乳化剂的自身酸价相差很大,SSL添加量>0.6%时,产品酸价会超出国标上限值。另外三种在添加量0.4%时,耐贮存面包酸价无显著性差异(P>0.05)。四种乳化剂均能增大耐贮存面包的比容,在添加量为0.2%时,SE效果最好,添加量≥0.4%后,产品比容增加不显著(P>0.05)。乳化剂添加量≤0.4%时对耐贮存面包硬度改善效果较好。【结论】乳化剂的合理使用可有效改良耐贮存面包的品质,推荐复配配方为GMS 0.4%、SE 0.3%、SSL 0.2%和DATEM 0.4%(w/w)。 关键词:乳化剂;耐贮存面包;酸价;比容;硬度 中图分类号:TS202.3 20
10
15
Effect of emulsifiers on the quality of long-term bread
Zhou Chongfei, Lu Rongrong
(School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122)
Abstract: [Objective] Comprehensively investigate the effect of emulsifiers on acid value, specific volume and hardness of long-term bread. Optimal emulsifier recipe should be obtained. The research would expand the application of emulsifiers in bakery and long-term food. [Method] The effects of glycerol monostearate (GMS), sucrose ester (SE), sodium stearyl lactate (SSL) and diacetyl tartaric acid monoglyceride (DATEM) in different addition (0-0.8%, w/w) on acid value, specific volume and hardness of long-term bread. The orthogonal experiment was designed to acquire the proper formula. [Results] The difference in self-acid value of four emulsifiers was obvious. When the addition of SSL surpassed 0.6%, the acid value of product would exceed upper limit value of national standard. The others rose the acid value of long-term bread non-significantly (P>0.05). Four emulsifiers could increase the specific volume of long-term bread, and SE was better in the addition of 0.2%. The hardness of long-term bread decreased with the addition of emulsifiers below 0.4%. [Conclusion] Reasonable usage of emulsifiers could effectively improve the qualities of long-term bread. The recommended recipe was GMS 0.4%, SE 0.3%, SSL 0.2% and DATEM 0.4% (w/w).
Key words: Emulsifier; Long-term bread; Acid value; Specific volume; Hardness
25
30
35
0 引言
40
面包是一种方便易食的产品,货架期一般一周左右。随着人们对旅游、探险食品需求的增多,以及抢险、救灾物资储备的多样化,耐贮存面包也逐渐受到了人们的关注。耐贮存面包是一种能量较高,水分活度较低,货架期可长达两年的焙烤食品[1]。目前,有关耐贮存面包的研究大多集中在添加剂和工艺条件对其贮存期的影响方面[2,3],添加剂对耐贮存面包理化指标、感官品质的研究却不够深入。 45
前期研究发现为了延缓老化并改善其贮存品质,耐贮存面包中加入的1%单甘酯(GMS)作者简介:周崇飞(1989-),男,硕士研究生,食品生物技术
通信联系人:卢蓉蓉(1970-),女,博士生导师,教授,食品生物技术. E-mail: lurr@jiangnan.edu.cn
和0.5%硬脂酰乳酸钠(SSL)会显著升高耐贮存面包的酸价。应用乳化剂改良面包的研究数不胜数,却很少有人关注乳化剂对面包酸价的影响。面包酸价高,比较容易发生氧化酸败,酸价与其贮存品质紧密相关[4]。国标规定面包中酸价的上限值为5 mg/g时[5],因此在耐贮存面包生产中更有必要研究乳化剂与面包酸价的关系。 50
另外,面包中常用的乳化剂除了GMS和SSL外,还有蔗糖酯(SE)和双乙酰酒石酸单甘油酯(DATEM)等。乳化剂应用于面包中能增强面包的持气性和延缓面包的老化[6,7],而且多种乳化剂复配后的改良效果更加明显,如SSL和DATEM复配能改善面包芯质构;GMS和SSL复配可以明显改善面团特性和面包品质[8,9,10]。单独使用某一种乳化剂可能都达不到耐贮存面包的理化品质要求,因此有必要对多种乳化剂进行复配。 55
本文通过全面考察四种常用乳化剂对耐贮存面包酸价、比容、硬度的影响,再通过正交复配实验筛选出乳化剂的合适复配比,为耐贮存面包中乳化剂的合理使用提供理论依据,拓宽乳化剂在焙烤食品以及耐贮存食品中的应用。
1 材料与方法
1.1 主要材料与试剂
60
面粉(蛋白质12.5%,脂肪2.5%,水分含量13.8%)购于江苏南顺食品有限公司;乳酸购于河南金丹有限公司;Nisin购于浙江银象生物工程有限公司;丙酸钙购于山东丰泰有限公司;GMS,SE,SSL,DATEM购于杜邦-丹尼斯克有限公司;无水黄油,糖,盐,酵母均为市售;其他试剂均为分析纯。
1.2 主要仪器
65
SM50型搅拌机,SM32-5型醒发箱,新麦机械有限公司;BOD-102型电热烤炉,上海早苗公司电热厂;RV05型旋转蒸发仪,德国IKA公司;TA.XTPlus型质构仪,英国SMS公司。
1.3 耐贮存面包的基本配方
参考苏东民[1]的配方,并稍作改动。高筋粉2000 g;白砂糖100 g;盐34 g;人造黄油
70
340 g;酵母70 g;乳酸11 g;甘油252 g;Nisin 0.6 g;Vc 0.5 g;丙酸钙8 g;谷朊粉10 g;无水硫酸钙2 g;水1020 g。乳化剂按面粉的质量百分比添加,即:0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%(w/w)。
1.4 耐贮存面包的制作工艺
参考张晓娟[3]的制作工艺,并稍作改动。按上述配方进行配料,将高筋粉、白砂糖、盐、
75
酵母粉、硫酸钙和不同添加量的改良剂放入搅拌缸中,混匀。将乳酸、Nisin、Vc加一半水溶解,倒入面粉中。再将甘油、丙酸钙溶于另一半水并加入上述面粉中,搅打至面团成型。加入黄油,继续搅打至面团手拉成薄膜,取出面团置于40 ℃、湿度50%醒发箱中发酵1 h。然后将面团排气,切割成型(60 g/个),放入38 ℃、湿度85%的醒发箱中醒发90 min。焙烤温度为上火190 ℃、下火200 ℃,焙烤时间为12~15 min。 80
1.5 酸价的测定
精确称取0.10~1.00 g乳化剂,按凌关庭[11]的方法进行滴定前处理。 称取200 g面包样品,按张淼[12]的方法提取样品中的油脂。
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1.6 耐贮存面包比容的测定
85
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样品酸价的测定采用酸碱滴定法,按GB 5099.37-2003中的方法进行[13]。
按GB/T 20981-2007中的方法进行[5]。
1.7 耐贮存面包硬度的测定
参考张晓娟的方法[3]。面包的硬度采用TA.XT Plus质构分析仪测定,取3个制备好的面包样品,用切片机分别将3个样品按横向切成厚25 mm的面包片,每个样品取中间两片,共6片。采用质构分析仪在5 min内测定面包片的质构,取其平均值。参数设置为:压头:90
P25 柱型压头;模式:TPA;测前速度:3.00 mm/ s;测试速度:1.00 mm /s;测后速度:3.00 mm/s;压缩率:50%;间隔次数:2次。测定指标为面包芯硬度。
1.8 隶属度和综合评分法
在乳化剂复配试验中需要对产品的酸价、比容、质构进行打分比较,这四个指标的隶属度和综合评分办法如下:
95
式中:S(↑)——升型指标隶属度;
S(↓)——降型指标隶属度;
100
Ai——指标值; Amax——指标最大值; Amin——指标最小值; PAV——酸价隶属度; PSV——比容隶属度;
105
PH——硬度隶属度
1.9 数据统计与分析
采用SSPS 20.0(美国SPSS公司)的单因素方差分析(One-Way ANOVA, Turkey)在显著水平P=0.05 下,进行数据统计与分析。a, b, c, d 等不同字母代表试验点差异显著,P<>
2 结果与讨论
110
2.1 乳化剂的酸价分析
表1 四种乳化剂的自身酸价结果 Table 1 Acid Value of four emulsifiers
115 四种常见乳化剂的酸价见表1。由结果可知,四种乳化剂自身酸价相差很大,其中SSL
的酸价高达128.4 mg/g。这可能与乳化剂的生产工艺和分子类型有关, GMS和SE是非离子型乳化剂,而SSL和DATEM是阴离子型乳化剂[11]。另外,SSL和DATEM中多种酸酰化后残留的酸性物质也是导致它们自身酸价较高的原因。乳化剂自身酸价的差异也为耐贮存面包生产中选择合适的乳化剂提供了一定的理论依据。
120
2.2 乳化剂对耐贮存面包酸价的影响
面包的酸价表征的是面包中油脂的稳定性,酸价越高,说明面包在贮存期内发生氧化酸败的可能性大[4]。四种乳化剂对耐贮存面包酸价的影响见图
1.
图1 四种乳化剂不同添加量对耐贮存面包酸价的影响
125
Figure 1 Acid value of long-term bread as a function of the concentration of four emulsifiers
由图1结果可知,随着乳化剂添加量的增大,耐贮存面包的酸价呈现出上升的趋势。同等添加量下,添加SSL的耐贮存面包酸价显著高于另外三组(P<0.05),而且当添加量>0.6%时,耐贮存面包的酸价>5 mg/g的面包中国标上限值,这说明耐贮存面包中SSL的添加量应
130
该小于0.6%。
从四种乳化剂对耐贮存面包酸价影响的结果来看,在添加量<0.4%时,gms、se、datem对耐贮存面包酸价的影响无显著性差异(p>0.05);添加量>0.4%时,DATEM组的结果显著高于GMS和SE组(P<><>
135
的自身酸价更高(表1),因此我们可以推断自身酸价较高的乳化剂加入到面包中可能会增加面包产品的酸价。
文献中有关乳化剂对面包酸价影响的研究较为少见,这可能是由于乳化剂在普通面包中添加量较少,体现不出它在面包酸价上的不利影响。但乳化剂确实会使得食品中游离脂肪酸升高,进而造成食品氧化酸败[14]。因此在使用乳化剂改良面包品质的同时,应该选取合适
140
的乳化剂添加量。
2.3 乳化剂对耐贮存面包比容的影响
面包的比容一方面与酵母的发酵产气能力有关,另一方面与面筋蛋白网状结构的持气能力有关[15]。面包的比容越大,面包的口感越好,消费者越容易接受。而且比容较大的面包
老化回生速率较小,面包品质也较好[16]。四种乳化剂对耐贮存面包比容的影响结果见图
2.
145
图2 四种乳化剂对耐贮存面包比容的影响
Figure 2 Specific volume of long-term bread as a function of the concentration of four emulsifiers
从图2结果来看,随着四种乳化剂添加量的增加,耐贮存面包的比容增大。这是可能是
150
因为乳化剂的脂肪酸长链能增加谷蛋白疏水基团之间的交联作用,使得面包体积增大[17]。但是当乳化剂添加量>0.6%后,耐贮存面包的比容增加不显著(P>0.05),说明耐贮存面包中乳化剂添加量≤0.6%是较为合适的。
由图2可以看出,当GMS添加量为0.6%时,耐贮存面包比容达到3.89 mg/g,具有较好的改善耐贮存面包比容的效果,添加量为0.8%时耐贮存面包的比容增加不显著(P>0.05),
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说明耐贮存面包中加入0.6%GMS是合适的。SE在添加量为0.2%时,耐贮存面包的比容为3.55 mg/g。而添加量>0.2%时,耐贮存面包比容增加不显著(P>0.05),这说明耐贮存面包中加入0.2%的SE较为合适。SSL和DATEM对耐贮存面包比容的影响差异不显著(P>0.05),在添加量>0.4%后,耐贮存面包的比容基本没有变化,这说明二者在耐贮存面包中的添加量为0.4%是比较合适的。
160
作为面包中常用的乳化剂,GMS有增强面团筋力的作用[18],SE能增加面包可压缩率,增大面包体积[19],SSL不仅能提高面包的柔软度,还能增加面团的搅拌耐受性,提升气体保留率[20]。综合来看,一种乳化剂在耐贮存面包中有最合适的添加量,因此可以考虑在各自合适添加量下进行乳化剂复配。
2.4 乳化剂对耐贮存面包硬度的影响
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面包在贮存期内硬度会增加。面包硬度的增加一部分是水分迁移的结果;一部分是淀粉老化回生的缘故[3]。而乳化剂能控制面包中水分的迁移和延缓淀粉的老化,因此能改善面包品质[21]。四种乳化剂对耐贮存面包贮存期内硬度的影响结果见图3 A-D。
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图3 四种乳化剂对耐贮存面包贮存期硬度的影响 A: GMS; B: SE; C: SSL; D: DATEM Figure 3 Hardness of long-term bread as a function of the concentration of four emulsifiers during storage
A: GMS; B: SE; C: SSL; D: DATEM
175
从图3的结果中可以看出,耐贮存面包的硬度在0-7天内显著增加(P<0.05),7-14天变化不显著(p>0.05),这与前人的研究是一致的[22,23]。加入GMS、SE、SSL后,耐贮存面包第0天的硬度都有所下降,这说明三者都能较好的改善耐贮存面包的硬度。
比较不同添加量对硬度的影响可以发现,四种乳化剂在添加量为0.4%时,耐贮存面包
180
在贮存期内的硬度最低。与对照相比,SE对耐贮存面包硬度的降低不显著(P>0.05)。SSL在添加量为0.2%时对耐贮存面包的改善效果较好。刘钟栋等研究发现较少添加量的SSL具有较好的防面包老化、保鲜的双重功效[24]。周素梅等也发现,DATEM加入过多,会影响面包质地,改善面包硬度效果不明显[25]。可见耐贮存面包中乳化剂的添加量也不是越多越好。
综合来看,四种乳化剂都能改善耐贮存面包的硬度,在面包贮存期内,高添加量的乳化
185
剂对耐贮存面包硬度的改善效果不显著(P>0.05),添加量≤0.4%时的效果最好。
2.5 乳化剂的正交复配实验
乳化剂能较好的改善耐贮存面包的比容和硬度,也会引起耐贮存面包的酸价升高,而且任何一种乳化剂单独添加都不能完全满足耐贮存面包品质改良的要求,因此需要对耐贮存面包中乳化剂的合适配方进行复配研究。
190
根据乳化剂对耐贮存面包酸价、比容和硬度的单因素实验结果,可以发现,四种乳化剂都有一个最优的添加量范围,根据正交实验因素水平的选取标准,我们设计了以下正交实验。
表2 正交实验因素设计表
Table 2 Design factors of the orthogonal test
水平 1 2 3
因素
GMS添加量(A)
0.20% 0.40% 0.60%
SE添加量(B)
0.10% 0.20% 0.30%
表3 正交试验结果
SSL添加量(C)
0.20% 0.30% 0.40%
DATEM添加量(D)
0.20% 0.40% 0.60%
195
Table 3 The results of orthogonal test
试验号 2 3 4 5 6 7 8 9
A 1 1 2 2 2 3 3 3
B 2 3 1 2 3 1 2 3
因素
C 2 3 2 3 1 3 1 2
D 2 3 3 1 2 2 3 1
酸价 3.07 4.17 3.36 3.88 3.34 3.99 3.13 3.60
http://www.paper.edu.cn 比容 3.74 3.54 3.60 4.11 3.95 3.56 3.85 3.95
硬度 762.35 847.03 679.16 689.43 692.58 1132.97 746.65 800.48
对于多指标的正交实验分析,可以采用隶属度综合评价的方法对实验结果进行打分比较,根据得分筛选出最佳配方。因为酸价、硬度越小越好,而比容越大越好,所以酸价、硬度最大值取为0,最小取为1;比容最大取为1,最小取为0,得到结果见表4。
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因素
A 1 1 2 2 2 3 3 3
B 2 3 1 2 3 1 2 3
C 2 3 2 3 1 3 1 2
D 2 3 3 1 2 2 3 1
表4 正交实验综合评价结果
Table 4 The evaluation result of orthogonal test
试验号 2 3 4 5 6 7 8 9
酸价 得分 0.582 0.000 0.429 0.153 0.439 0.095 0.550 0.302
比容 得分 0.351 0.000 0.105 1.000 0.719 0.035 0.544 0.719
硬度 得分 0.817 0.630 1.000 0.977 0.970 0.000 0.851 0.733
总评分 0.583 0.189 0.503 0.655 0.683 0.049 0.639 0.556
排序 5 8 7 2 1 9 3 6
由隶属度综合评价结果可知,第6组实验的得分最高,即乳化剂的最优添加量为GMS 0.4%、SE 0.3%、SSL 0.2%、DATEM 0.4%。
205
3 结论
本文通过研究四种乳化剂对耐贮存面包酸价、比容、硬度的影响,结果发现乳化剂会升高耐贮存面包的酸价,但也对比容和硬度有较好的改善效果。乳化剂的自身酸价与它们对耐贮存面包酸价的影响密切相关,在焙烤食品的生产中需要注意高酸价乳化剂对产品品质的影响。正交实验综合复配的研究表明:四种乳化剂的添加量为GMS 0.4%、SE 0.3%、SSL 0.2%、
210 DATEM 0.4%时,耐贮存面包的品质最好。
[参考文献] (References)
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0.05),7-14天变化不显著(p>0.4%时,gms、se、datem对耐贮存面包酸价的影响无显著性差异(p>0.05),而且当添加量>