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乳化剂与稳定剂在冰淇淋生产工艺中的应用
The applications of the emulsifier and stabilizer in ice cream production process
摘要:本文结合乳化剂和稳定剂本身的基本性质、冰淇淋的生产工艺两方面阐述乳化剂和稳定剂在冰淇淋生产工艺中的应用。
关键词:乳化剂;稳定剂;冰淇淋;生产工艺;应用
Abstract:The bines the fundamental natures of the emulsifier and stabilizer with the process of the ice cream production to describe the applications of the emulsifier and stabilizer in ice cream production process.
Keywords:emulsifier; stabilizer; ice cream; production process; application
随着人民生活水平的提高,冰淇淋越来越受到消费者的欢迎,继而带动了冰淇淋工业化生产规模的不断扩大,对各种添加剂的要求也越来越高。乳化剂、稳定剂对冰淇淋生产工艺的确定、原料的选择、产品质量的保证,都起着十分重要的作用。
冰淇淋的基本生产工艺
冰淇淋采用奶与奶制品为主要原料,加入蛋与蛋制品、甜味剂、香料、稳定剂、乳化剂以及食用色素等混合后,经巴氏杀菌、均质、老化、凝冻而制成的,含有一定量的脂肪奶固体。除了具有鲜艳的色泽、浓郁的香味、细腻的组织、可口的滋味外,并且有很高的营养价值,是广大消费者所喜爱的清凉解暑佳[1]。
生产工艺流程:原料处理—→混合原料配制—→巴氏杀菌—→均质—→冷却—→老化—→凝冻—→灌装成型—→包装—→硬化—→检验—→成品[1]
从物理化学的观点看,冰淇淋是一种复杂的真溶液及胶体与乳浊液的混合体系。在这一体系中,糖类及可溶性的盐是以真溶液状态存在,具有分子运动特性,产生较高的渗透压;蛋白质(包括乳清蛋白和酪蛋白)、胶体磷酸盐及稳定剂则处于胶体状态,具有布朗运动,产生较低的渗透压;冰淇淋中的脂肪及乳化剂则处于乳浊状态,大多以脂肪球或脂肪族状态存在,具有缓慢的布朗运动及重力运动,不会产生渗透压。在凝冻过程中产生的冰晶及气泡属于粗分散体系。
总体来看,冰淇淋中是由各个连续的和不连续的分散相组成,以水和乳无脂干物质、糖及稳定剂构成其基质,基质中分散着脂肪球、气泡及冰晶。冰淇淋这一复杂的分散体系中任何一种变化都会引起整个体系的变化,从而引起冰淇淋形体、融化性及口感等各项的变化[2]。
乳化剂与稳定剂的基本性质
乳化剂的基本性质
食品乳化剂的分子模式如下图:
[3]
憎水基(亲油基)亲油、亲气而不亲水,而亲水基则憎油、憎气而不憎水。食品乳化剂的分子由亲水基和憎水基两部分组成,为双亲化合物,亲水基和亲油基同时存在于同一食品乳化剂的分子中,使食品乳化剂的分子具备一定的表面活性,因此,乳化剂属于表面活性剂,其典型功能是具有乳化作用,能使两种或两种以上互不相溶的液体或液晶均匀分散。乳状液为两种不相混溶的液相,一相以微粒状(液滴或液晶)分散于另一相中而形成的两相体系。
将微小的液滴连成一片的油相具有的能量称为表面能,而反抗表面张力则必须做功。
W = ΔF·δ
W——反抗表面张力所做的功
ΔF——油滴表面积的增大值
δ——表面张力
从上式可知,降低表面张力可使机械功明显减少,而乳化剂能大大降低表面张力,从而减少乳化所需要的能量,制得的乳化液更加稳定。
HLB是乳化剂的亲水亲油平衡值,乳化剂的分子两端具有亲水基和亲油基两个基团,因而乳化剂具有两亲性。HLB值在1~20之间,近于1者亲油性越强,属油溶性乳化剂;近于20者亲水性强,属于水溶性乳化剂[4]。
稳定剂的基本性质
稳定剂(增稠剂)是一种高分子物质,是动植物中存在的多糖或蛋白质及其衍生物,是无定型的胶体物质,在水中可形成胶体溶液[5]。
稳定剂的种类很多,分天热和合成两大类,从其性能可分为增稠和胶凝两大类,有的有增稠能力,有的有形成凝胶能力,有的兼而有之。冰淇淋生产中常用的稳定剂有明胶、CMC-NA、海藻酸钠、卡拉胶、刺槐豆胶、瓜尔豆胶、果胶、微晶纤维、魔芋胶、黄原胶、淀粉、变性淀粉、结冷胶、罗望子胶、富兰克胶等[6]。
在食品中使用稳定剂的效果有:
(1)乳化稳定性
在O/W型乳化系统中,用以提高水层的粘度,稳定乳化系统。另外,还具有防止脂肪球合并的作用。
(2)脂胶化
通过加热或冷却,或在盐类、蛋白质、糖等的作用下形成凝胶。凝胶的粘弹性、溶化温度、析出程度与所用的稳定剂有关