人造奶油加工原料系列——乳化劑篇
乳化劑除了能穩定乳化體系的穩定性,還可作為晶種加速晶體成核,進入油脂結晶網絡,作用于結晶位點延緩晶體生長,阻礙同質多晶轉變。不同種類、結構和添加量的乳化劑,對人造奶油結晶的影響效果和機理也不同。
1 乳化劑種類
單甘酯、甘二酯、卵磷脂、蔗糖酯、聚甘油酯、山梨糖醇酯(Span系列)、聚氧乙烯失水山梨醇酯(Tween系列)、丙二醇酯、蓖麻醇酯(PGPR)等是人造奶油中常添加的乳化劑。它們可與甘三酯上的脂肪酸鏈相互作用,甘二酯、丙二醇酯與甘三酯結構相似;蔗糖酯、聚甘油酯的羥基較多,有較寬范圍的親水親油平衡值(HLB),對人造奶油乳化液的穩定及結晶都有一定的影響。
2 乳化劑結構
乳化劑親油基中?;慕Y構,如碳鏈長短、飽和度、雙鍵位置和順反構型等都會影響油脂的結晶,當它們與甘三酯的?;Y構相似時,影響效果明顯[23]。硬脂酸是低芥酸菜籽油的主要脂肪酸,添加硬脂酸型甘二酯對低芥酸菜籽油β'晶型的穩定效果比棕櫚酸型甘二酯和山崳酸型甘二酯效果好。乳化劑的異構體、聚合度、酯化度對結晶的影響作用也有差別,如甘二酯有1,3位異構體和1,2位異構體。Oh等發現,1,2-甘二酯穩定低芥酸菜籽油β'晶型的效果比1,3-甘二酯好,可能是因為1,2-甘二酯增加成核自由能屏障,更好地適應正交型晶格(β'晶型)從而延緩晶型轉化。不同聚合度的聚甘油酯所連羥基個數不同,增加聚甘油酯脂肪酸碳鏈長度和酯化度會提高棕櫚油中熔點分提物的結晶溫度。
乳化劑的HLB也對油脂結晶有影響。HLB為1的硬脂酸型蔗糖酯S-170和棕櫚酸型蔗糖酯P-170,可穩定乳脂和葵花籽油混合油的β'晶型,延緩其向β晶型轉化,而HLB為16的棕櫚酸型蔗糖酯P-1670對體系同質多晶的影響不大。
3乳化劑添加量
乳化劑在油水界面吸附、定向排列、降低表面張力的過程中會形成膠束,達到或超過臨界膠束濃度才會產生作用。乳化劑若作用于成核階段,添加量小于0.1%就有效果,若作用于晶體表面的生長點,低添加量下效果也會很明顯。Smith等指出當乳化劑添加量在0.5%~5%時可并入結晶結構中,向精煉椰子油中加入月桂酸型甘二酯,隨著甘二酯添加量的增加,油脂結晶被延緩的程度也越明顯。向葵花籽油和乳脂混合物中添加0.01%~0.1%的蔗糖酯,蔗糖酯延緩β'晶型向β晶型轉變的能力隨其添加量的增加而增強。