乳化剂在乳品饮料中的应用

郑海平 浙江迪耳化工有限公司　　 日期：2007-04-10
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一、乳品饮料的发展趋势
健康：营养意识的增强，素食主义的风行，低热量高蛋白，营养强化。
保健：低脂肪，更少的糖份或无糖，双岐因子，益生菌，膳食纤维。
便捷：家庭装，可重新封盖的容器，方便携带的份量，使用简单化。
愉悦：快速恢复体能，人体吸收快的乳品；讨人喜欢的混合水果和果汁；具有趣味性和卡通性的外包装；丰厚的口感和优良的品质，给人以满足的心理。
二、乳化剂在乳品饮料中的应用
1.蔗糖酯
蔗糖酯是一种优质高效的乳化剂，具有乳化、分散、稳定、改善口感、抑菌等作用。在乳品及饮料中可广泛用于纯牛奶、鲜奶、学生奶、甜牛奶、咖啡奶、豆奶、花生奶、核桃奶、杏仁奶、咖啡奶、果汁饮料等食品中。蔗糖酯使用型号S-11~S-16，添加量0.05~0.15%。
一般使用时，混合乳化剂的乳化效果高于单一乳化剂，混合乳化剂在选择时可采用HLB值低的乳化剂与HLB值高的乳化剂混合，再根据HLB值的加和性确定配比。蔗糖酯没有配伍禁忌，通常与三聚甘油单硬脂酸酯和单甘酯复配，大大提高产品的乳化效果。
2.单硬脂酸甘油酯
单硬脂酸甘油酯为白色至淡黄色固体（粉末、片状、块状），无毒、无味，不溶于水，能溶于乙醇、苯、丙酮中。可与热水经强烈震荡后乳化，为油包水型乳化剂。分子蒸馏单甘酯的HLB值为3.8-5.3，普通单甘酯的HLB值为2.5-3.8，因其本身的乳化性能较强，也可以作为水包油型乳化剂。它是一种高效的乳化剂，在乳品饮料中具有乳化、分散、稳定的作用，添加量为0.05-0.20%。一般使用时,与其它亲水性乳化剂，如蔗糖酯复合使用。
3.三聚甘油单硬脂酸酯
三聚甘油单硬脂酸酯是一种优质高效的乳化剂，具有乳化、分散、稳定、起泡等作用。在乳品及饮料中可广泛用于纯牛奶、鲜奶、学生奶、甜牛奶、咖啡奶、豆奶、花生奶、核桃奶、杏仁奶、果汁饮料等食品中，其添加量0.05~0.15%。
在使用时可选择与HLB值小的乳化剂（如单甘酯）和HLB值大的乳化剂（如蔗糖酯S-15）复合，根据HLB值的加和性来确定乳化剂的具体配比，可大大提高产品的乳化效果。
4.山梨醇酐单硬脂酸酯
山梨醇酐单硬脂酸酯为淡黄色粉状或块状固体。其凝冻点为50-52℃，不溶于冷水，可分散于温水中，溶于50℃以上的矿物油和醋酸乙酯等。山梨醇酐单硬脂酸酯是一种高效食品乳化剂，属于非离子型界面活性剂，无毒，并具有耐酸，耐高温的特点，其HLB值为4.7。
山梨醇酐单硬脂酸酯广泛用于杏仁奶、核桃奶、花生奶、豆奶、豆乳、可可奶、甜乳饮料等饮料中，其添加量：0.05~0.15%。在使用时可选择与单甘酯和蔗糖脂肪酸酯S-15复合，根据HLB值的加和性来确定乳化剂的具体配比，可大大提高产品的乳化效果。
5.卵磷脂（大豆磷脂）
在婴儿配方奶粉、学生奶粉、中老年奶粉及婴儿代乳品等产品中，添加3%-5%(按含脂率计)的卵磷脂，可以获得添加多种植物油的稳定的O／W型乳状液。在乳饮料中，添加0.2%-0.5%的卵磷脂，能起到乳化、增稠、稳定的作用，防止出现分层现象。再制乳主要由无水奶油和脱脂乳进行再制而成，它不同于用全脂奶粉加水而成的复原乳，其正常的牛乳脂肪球结构已被破坏，许多脂肪球膜已被除去，如果仅仅使用无水奶油加脱脂乳经均质而成的再制乳，这种乳状液是不稳定的，必须添加卵磷脂。在卵磷脂和酪蛋白的协同作用下重新建立脂肪球结构，以获得乳化性能稳定的再制乳。因为蛋白质胶柬同卵磷脂的络合物能够"被覆"保护新生成的脂肪球，具有非常好的抗聚集稳定性，不致出现稀奶油分离现象，并能提高再制乳的热稳定性。卵磷脂是人造奶油生产中长期使用的无然乳化剂。应用卵磷脂使乳化容易，并在0.2%-0.25%浓度时有助于形成W/O型乳状液。此外，由于急骤发生的过冷现象，卵磷脂在人造奶油制造时会延缓脂肪的结晶过程。卵磷脂在人造奶油的储藏中能起到抗氧化的作用，添加量一般为0.15%-0.50%。在实际生产中，卵磷脂往往用单、双甘酯复配使用。
卵磷脂包括羟基化卵磷脂都不溶于水，在水中只能膨润呈胶体溶液。在制备O/W 型乳状液时，卵磷脂首先应加人油相，这样才能更好地发挥它的功效；在制备W/O型乳状液时，卵磷脂仍然应加在油相中，这样它能促进W／O型乳状液的乳化。就一般情况而言，卵磷脂必须彻底分散才能获得良好的乳化效果。由于卵磷脂特别粘稠，在使用混合时，可以将它加热到50℃ 左右。无论是卵磷脂还是羟基化卵磷脂，都是热敏感物质，加热温度不宜超过100℃，温度再高卵磷脂会氧化、分解，颜色变深，滋气味变坏。
6.酪蛋白酸钠
酪蛋白酸钠是酪蛋白的钠盐，以酪蛋白为原料制得。酪蛋白分布于动物乳汁中，以牛乳比例最高，为牛乳蛋白质含量的80%，是可溶性磷酸钙复合物，具有胶束结构，分为a-，β-，γ-，κ-酪蛋白4种。
酪蛋白具有独特的双亲性，呈现出很好的表面活性剂特性。所以，酪蛋白酸钠作为水溶性乳化剂，主要是降低油-水界面的张力，在油-水-乳化剂界面中形成平衡、稳定乳状液，还可以增进脂肪和水的保持力，防止脱水收缩，并有助于食品加工时，各成分的均匀分布，从而进一步改善食品质地和口感，广泛用于各种食品中。
酪蛋白酸钠另一个特点是具有很好的热稳定性，大多蛋白质分子如鸡蛋、大豆蛋白均由一疏水基团和一个亲水基团相互连接，易受热变性，而酪朊酸钠乳状液能在l20℃高温杀菌也不会破坏其稳定性及功能性，这主要是因为酪朊酸钠能在脂肪球表面形成1μm的强韧亲水蛋白膜，此膜不会因变性收缩导致乳化体系的破坏。酪蛋白酸钠具有良好的乳化、发泡、增稠、水合、凝胶等特性，加上其氨基酸成分，使其成为一种集功能和高营养价值于一体的优良天然食品配料。
三、乳化剂的复合和使用方法
1.乳化剂的复合
⑴分子蒸馏单甘酯与蔗糖酯复配，复配后的HLB值为8～1O，其乳化能力提高了2O％以上，拓宽了乳化剂的使用范围，提高了乳品饮料的稳定性和加工性能。
⑵分子蒸馏单甘酯、三聚甘油单硬脂酸酯、司盘-6O和蔗糖酯合理复配，可将其HLB值调整至8～1O，提高其分散和乳化能力，减少2O～4O％的乳化剂用量，用于油脂含量高的植物蛋白饮料中效果非常理想。
⑶分子蒸馏单甘酯、蔗糖酯和卵磷脂复配．能增强物料颗粒的分散能力，提高乳化效果，抑制脂肪上浮，可用于固体饮料中。
在实际生产中选用多种乳化剂（非离子型乳化剂）复配时，计算HLB值常采用以下方法：
HLB（a+b+C）= HLBa×A + HLBb×B+ HLBc×C
式中HLBa、HLBb、HLBc分别为a、b、c乳化剂的HLB值；
A、B、C分别为a、b、c乳化剂的质量分数。
⑷复合乳化剂之间的复合配比，一般由试验研究确定。在试验方案设计上采用正交设计法。对最佳配比采用曲面响应分析最小二乘法求取，有关各单体成分配比，可取各个单体的使用量为依据，采用数学上的对分法或优选法(又称0．618法)进行，以便做最少的试验借助于数学手段求取最佳值，然后重复试验加以验证，最后确定最佳配比。
2.乳化剂使用方法
⑴通常将乳化剂先以适量的水或油混合，湿润，再加入所需要的水或油，并加热60-80℃，使乳化剂分散或溶解。
⑵如果乳化剂与可溶性粉末（如蔗糖等）合用，则可先将乳化剂与其混合后，再加溶剂分散或溶解。
⑶若分散或溶解的方法正确，可使用最小量的乳化剂并提高操作效率。
 
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