大豆卵磷脂--多功能的食品添加劑

營(yíng)養強化劑及特種營(yíng)養食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods大豆卵磷脂-多功能的食品添加劑劉立國廣州優(yōu)寶工業(yè)有限公司Lecithan- A Multifunctional Food AdditiveLiu Liguo .Guangzhou Y oubao Industry Co.，Ltd. .摘要:本文介紹了大豆卵磷脂的成分、功能特性、生產(chǎn)工藝在食品生產(chǎn)中的應用。關(guān)鍵詞:大豆卵磷脂, HLB值,乳化T億2A0前言大豆卵磷脂是從大豆中提取的磷脂類(lèi)混合物，它的英文字(lecithin)的字源來(lái)自希臘文(lekithos),原意為“蛋黃"。1844 年法國人從蛋黃中發(fā)現卵磷脂(蛋黃素),到本世紀30年代,德國及中國東北從大豆榨油過(guò)程中提煉并制造出了大豆卵磷脂。隨著(zhù)油脂精深加工技術(shù)的進(jìn)步,而今大豆卵磷脂已占到世界磷脂總產(chǎn)量的九成以上。2001年世界市場(chǎng)磷脂的產(chǎn)量約為20.3萬(wàn)噸的規模,在美國和歐洲，各種精制磷脂產(chǎn)品以10%的速度遞增,磷脂的精制技術(shù)和產(chǎn)品應用已是今非昔比。全球來(lái)說(shuō),以美國中央大豆ADM等跨國公司的產(chǎn)量最大,它們的產(chǎn)品在國內的市場(chǎng)占3/4以上,清華紫光美亞斯等國內品牌也占有部分中低檔產(chǎn)品市場(chǎng)。大豆卵磷脂由于其獨特的理化特性,在食品工業(yè)上的應用已有很長(cháng)的歷史。近年來(lái)大豆卵磷脂經(jīng)由特殊改良技術(shù),將其功能及--些物理特性升華,遠遠超出其自然特性的限制,品種和數量不斷增加,從而也促進(jìn)食品工業(yè)的發(fā)展。美國食品與藥物管理局(FDA)推薦卵磷脂是“公認為安全的(GRSA)”食品添加劑之一,并.載人美國聯(lián)邦食品法規(CFR)第21款, 184. 1400條( Lecithin -卵磷脂)和172. 814條( Hudroxy lateLecihin -羥基化卵磷脂)。這兩條法規的區別在于,卵磷脂可以作為食品配料，在符合美國食品化學(xué)品法典FCC)的規定情況下,可以無(wú)限量地用于食品中，而羥基化卵磷脂只能作安全的乳化劑用于食品中。1大豆卵磷脂成份及功能特性大豆卵磷脂是丙酮不溶磷脂,其主要成分包括膽堿磷脂( PC, phosphatidulcholine),膽胺磷脂( PE,phosphatidylethanolamine) ,肌醇磷脂( PI,phsophatidulinositol)和磷酸( PA, phosphatic acid)與三酸甘油酯、維生素等混合而成的復合物。標準級大豆卵磷脂按所用過(guò)濾級分離的類(lèi)型可含不同比例和組合的任何此類(lèi)化合物。其脫脂型產(chǎn)品已將大部分三甘油酯和脂肪酸除去。大豆卵磷脂的主要特性和親水親油平衡值( HLB)有直接關(guān)系,因此, HLB值不僅表示親水親油程度，而且是掌握產(chǎn)品特性的重要指標。了解大豆卵磷脂系列產(chǎn)品HLB值和物性之間的關(guān)系,有利于正確選擇中國煤化工263MHCNMHG學(xué)術(shù)交流論文Academic Conference應用各種大豆卵磷脂系列產(chǎn)品。HLB值不同,卵磷脂的表面活化性作用亦不同。一般HLB值在1-4之間的乳化劑具有消泡作用;油溶性乳化劑HLB值在3.5- 6之間;水溶性乳化劑HLB值為8- 18;HLB值7- 9的乳化劑具有濕潤作.用,13- 15之間的有清洗作用,而15- 18之間的有助溶作用。經(jīng)過(guò)羥化或脫油工藝生產(chǎn)的大豆卵磷脂與普通標準型的大豆卵磷脂的最大區別在于在水中的溶解分散程度較高,從而大大提高了大豆卵磷脂的商業(yè)價(jià)值。將羥化大豆卵磷脂放在水中,下沉很快,落在水底中,并能逐漸往上返同時(shí)漸漸溶解,其溶解度不高,但水化力較強。這是大豆卵磷脂的一-個(gè)重要特性,在使用中常常會(huì )利用這一-特性。大豆卵磷脂系列產(chǎn)品其外觀(guān)是淺黃至棕色透明或半透明的粘稠狀液態(tài)物質(zhì),或白色至淺棕色粉末或顆粒。主要性狀是流動(dòng)性好,無(wú)臭或略帶堅果類(lèi)氣味及滋味。脫脂卵磷脂溶于脂肪酸;有適當的粘性;部分溶于水,但易成水合物形成乳濁液,有很好的乳化作用,HLB值3~14;有促進(jìn)產(chǎn)品成型的作用;成膜性能好,能改善產(chǎn)品外觀(guān)。卵磷脂同時(shí)也是一一種多功能的保健品,可提供具有完全生物活性的膽堿,還可將膽堿有控制地釋放進(jìn)人體,使血液膽堿水平保持長(cháng)期穩定,這有助于人類(lèi)在耐力運動(dòng)中保持體力;保護肝功能;有利于胎、嬰兒神經(jīng)的發(fā)育;可消除青春痘、雀斑并滋潤皮膚;可預防老年癡呆的發(fā)生;能有效地化解膽結石是良好的心理調和劑。2大豆卵磷脂的制取大豆卵磷脂系列產(chǎn)品均以大豆為原料,經(jīng)多道工序制作而成。大豆中含有蛋白質(zhì)、可溶性碳水化合物、不溶性碳水化合物、油脂、水分灰分等物質(zhì),其中卵磷脂的含量約0.5%。其生產(chǎn)工藝見(jiàn)圖1,首先是對豆子進(jìn)行嚴格的篩選,清洗除去大豆中的雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)均濕處理、壓碎研磨成豆粕;接著(zhù)用已烷將油萃取出來(lái),制成粗油,再加上少許水分溶解粗油中的磷脂。此時(shí)產(chǎn)品為干燥狀態(tài),然后加入大豆油及脂肪酸使其溶解，這就是標準型的卵磷脂，可經(jīng)純化或脫脂制成精制卵磷脂系列產(chǎn)品。大豆↓清洗，壓碎，去皮均濕(軟化處理),壓成薄片全脂豆粕萃取油脂脫脂豆粕大豆飼料可食性大豆蛋白純化大豆油卵磷脂標準型卵磷脂純化加值卵磷脂圖1大豆卵磷脂生產(chǎn)工藝流程目前,大豆磷脂產(chǎn)品主要可分為粗制磷脂、精制磷脂、酶中國煤化工哩磷脂幾大類(lèi)別264*MHCNMHG營(yíng)養強化劑及特種營(yíng)養食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods(表1)。在制取技術(shù)上,可分為磷脂的制取、精制、政質(zhì)三大部分,其中的改質(zhì)技術(shù)中,主要采用乙?；?、羥基化、氫化、鹵化、碳化工藝以及采用以酸、堿與磷脂酶(主要是磷脂酶A,磷脂酶D)為催化劑水解等工藝。表1主要磷脂產(chǎn) 品的種類(lèi)產(chǎn)品分類(lèi)主要內容粗制磷脂將膠質(zhì)水分除去后得到的褐黃色的膏狀物,其中卵磷脂的含量約為6成左右。精制(脫脂)卵磷脂采用丙酮,乙醇、醋酸脂等有機溶劑及超濾法、超臨界氣體浸出技術(shù)將粗制磷脂中的油分除去后得到高純度制品,有粉末狀、顆粒狀等品種。酶處理磷脂將磷脂采用酶處理后的制品化學(xué)處理磷脂采用乙?；纳屏字娜榛卣?采用氫化提高磷脂的氧化穩定性,采用羥基化改善磷脂的親水性等產(chǎn)品。3大豆 卵磷脂在食品生產(chǎn)中的應用大豆卵磷脂的乳化、分散濕潤以及改善食品的起泡性與操作性能廣泛應用在糖果、巧克力、餅干、肉類(lèi)制品、速溶食品、奶類(lèi)及奶制品、人造奶油及其他食品中,利用磷脂中的膽堿,磷脂?；?必需脂肪酸等營(yíng)養源,以及磷脂對防止老化,改善脂質(zhì)代謝，改善神經(jīng)肝狀、心臟血管系統等的機能,可作為營(yíng)養健康食品的強化劑。根據使用要求還可進(jìn)行改性。表2卵磷脂的主要 應用領(lǐng)域及主要用途|應用領(lǐng)域應用產(chǎn)品可用大豆卵磷脂類(lèi)型作用人造奶油、食用油精制卵磷脂乳化增加營(yíng)養成分、改善口感羥基改性卵磷脂肉類(lèi)產(chǎn)品,水產(chǎn)品乳化.增加營(yíng)養、潤滑脫模粉末卵磷脂巧克力乳化改善黏度、防止起霜、潤滑脫模面包點(diǎn)心脫脂卵磷脂乳化、抗氧化防止老化、添加營(yíng)養羥基化卵磷脂食品餅干| 抗氧化防止老化、添加營(yíng)養糖果乳化、改善粘性乳化、改善穩定性和,提高起泡性、提高分冰淇淋散性起酥油乳化、抗氧化可可,快速粉末食品提高分散抗氧化中國煤化工265MYHCNMHG學(xué)術(shù)交流論文Academic Conference應用領(lǐng)域應用產(chǎn)品可用大豆卵磷脂類(lèi)型作用精制卵磷脂醫藥助劑乳化分散濕潤脫脂卵磷脂;新生兒肺機能改善脫脂卵磷脂賦予肺表面活性羥基化卵磷脂注射用乳化劑乳化脂質(zhì)體新型導向性降藥膜結構形成醫藥品毛發(fā)制品乳油、化妝品乳化、分散濕潤可溶化口紅濕潤作用制癌藥劑濕潤作用,細胞融合皮膚外用貼附劑動(dòng)物幼仔人工乳乳化、分散飼料各種飼料粗制卵磷脂營(yíng)養、乳化改善操作性能水果花卉保鮮劑皮膜形成農業(yè)殺蟲(chóng)劑、殺蟲(chóng)助劑乳化分散濕潤、展開(kāi)浸透、抗菌作用皮革加工劑乳化分散、展開(kāi)、皮膜形成工業(yè)用油墨、涂料中顏料分散劑分散性燃料添加劑3.1冰淇淋及相關(guān)產(chǎn)品在低分子合成乳化劑出現之前,國外生產(chǎn)冰淇淋時(shí)都采用雞蛋或蛋黃粉作為天然乳化劑,主要是利用其中豐富的卵磷脂。目前生產(chǎn)冰其淋都采用大豆卵磷脂,或同甘油酯脂肪酸酯等復配作為冰淇淋生產(chǎn)用乳化劑。卵磷脂- -般是在冰淇淋 混料中能改善和提高起泡性,形成微細且穩定性好的氣泡,提高冰淇淋的膨脹率。它能控制冰晶的生長(cháng),使冰淇淋在凝凍時(shí)冰晶細小T結晶而產(chǎn)生沙化中國煤化工266THCNMHG營(yíng)養強化劑及特種營(yíng)養食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods現象。此外,卵磷脂同酪蛋白和其他穩定劑產(chǎn)生協(xié)同增效作用,從而增加對游離水的結合,改進(jìn)產(chǎn)品的柔軟性。卵磷脂的用量通常為原料重量的0.1 - 0.5%。在冰淇淋用蛋卷的配方中, 1%的卵磷脂已足以形成均勻的面糊,使蛋卷口感松脆,容易脫模,且不易碎裂。在冰淇淋涂料中,卵磷脂不但能改進(jìn)涂料的處理性質(zhì),并使涂層質(zhì)地均勻,一般用量為總配料量的0.5%。3.2 速溶奶粉1954年美國首先研制并工業(yè)化生產(chǎn)速溶奶粉,即在奶粉干燥的后期,對附聚造粒的奶粉團粒外表,噴涂千分之二的卵磷脂,就可以制造出在25C水中，具有良好下沉性、潤濕性的真正的速溶奶粉。按國際乳品聯(lián)合會(huì )制訂的準國際標準,以25C的涼開(kāi)水沖調奶粉,分散度大于85%方可稱(chēng)為速溶奶粉。目前市售全脂奶粉絕大多數并未達到。有一點(diǎn)必須說(shuō)明的是,溶解度低的奶粉(乳蛋白質(zhì)已部分變性)即使噴涂了卵磷脂,分散度雖然可以提高,但是溶解度依然低下;反之,以新鮮原料、合理工藝生產(chǎn)的奶粉,未經(jīng)速溶化處理,其下沉性、潤濕性差，分散度低,但它的最終溶解(復原性能)度還是非常高的，可以達到99.5%以上,只是沖調性能差,分散度只能達到60- 65% ,在涼水中難以潤濕分散。在嬰兒配方奶粉、學(xué)生奶粉、中老年奶粉及嬰兒代乳品等產(chǎn)品中,添加3-5%(按含脂率計)的卵磷脂,可以獲得添加多種植物油的穩定的0/W乳狀液。如果為了同時(shí)強化這種營(yíng)養素的話(huà),添加量還要增加。3.3巧克力巧克力是由可可脂、糖及牛乳等為原料制成,磷脂按0.3 ~ 0.7%添加在巧克力中的作用主要是乳化和稀釋,防止因糖起霜或因脂起霜。加速可可脂在糖中的溶解速度,使之完全溶解并均勻分散在巧克力糖漿中;同時(shí)可大大降低巧克力漿的粘度,使巧克力料具有良好的流變性而便于加工,從而降低可可脂的用量;還可提高巧克力涂層的粘結性能,防止巧克力表面起霜提高食品品質(zhì);另外使巧克力食用爽口,表面保持-定光澤。3.4再制乳、發(fā)泡稀 奶油、人造奶油對于經(jīng)巴氏殺菌的發(fā)泡稀奶油，或用于摜打的UHT稀奶油,單獨使用卵磷脂,或與其他增稠劑、改良劑合用,--般加入量為0.5%。加入卵磷脂可以明顯提高稀奶油的攪打膨脹率,以及穩定性。正常情況下,發(fā)泡稀奶油的含脂率應在30%以上才能獲得理想的膨脹率,加入卵磷脂，即使含脂率較低也能獲得滿(mǎn)意的產(chǎn)品。再制乳主要由無(wú)水奶油和脫脂乳進(jìn)行再制而成,它不同于用全脂奶粉加水而成的復原乳,其正常的牛乳脂肪球結構已被破壞,許多脂肪球膜已被除去。如果僅僅使用無(wú)水奶油加脫脂乳經(jīng)均質(zhì)而成的再制乳,這種乳狀液是不穩定的。必須添加卵磷脂,在卵磷脂和酪蛋白的協(xié)同作用下重新建立脂肪球結構,以獲得乳化性能穩定的再制乳。因為蛋白質(zhì)膠束同卵磷脂的絡(luò )合物能夠“被覆"保護新生成的脂肪球,具有非常好的抗聚集穩定性,不致出現稀奶油分離現象,并能提高再制乳的熱穩定性。仿制乳( Imitationproducts milk products)和換脂乳( Flld milk) ,在國際乳品聯(lián)合會(huì )出版的修訂版( 1996年)<乳業(yè)術(shù)語(yǔ)詞匯》第2028條中是這樣闡述的:系指某種乳或乳制品的代用品,其-般組成外觀(guān)、特性以及預定的用途,都與乳相類(lèi)似,或與FAO/WH0《關(guān)于乳及乳制品的基本法典》1、2.3、條規定的規范的某產(chǎn)品相類(lèi)似,但其中的乳固體組分被非乳成分全部或部分地取代。也就是說(shuō),有的產(chǎn)品中乳成分減少(換脂乳中是以植物油取代乳脂肪) ,有的甚至根本不含乳的成分(如人造牛奶)。同再制乳-樣,要制備乳化穩定的仿制乳或換脂乳,必須添加表面活性劑和酪蛋白,以建立新的脂肪球結構。卵磷脂有優(yōu)異的乳化活性,適中的味道,并且對酪蛋白能起協(xié)同增效作用,同時(shí)能增加酪蛋白的乳化能力。因此,在生產(chǎn)上述產(chǎn)品時(shí),卵磷脂是首選表面活性劑，它與酪蛋白是最佳搭配。上述產(chǎn)品,卵磷脂的添加量-般在0.5- 1.0%。卵磷脂是人造奶油生產(chǎn)中長(cháng)期使用的天然乳化劑。應用卵磷脂使乳化容易,并在0.20- 0.25%濃度時(shí)有助于形成W/0型乳狀液。此外,由于急驟發(fā)生的過(guò)冷現象,卵磷脂在人造奶油制造時(shí)會(huì )延緩脂肪的結晶過(guò)程。卵磷脂在人造奶油的儲藏中能起到抗氧化的作用,并且也是人造奶油的抗濺劑。在人造奶油生產(chǎn)中,卵磷脂不僅起乳中國煤化工267MHCNMHG學(xué)術(shù)交流論文Academic Conference化和穩定作用,還能改善家庭用人造奶油的涂抹性。卵磷脂在人造奶油中的添加量一般為0.15-0.50%。實(shí)際生產(chǎn)中,卵磷脂往往用單、雙甘酯復配使用。3.5咖啡增白劑實(shí)際上,咖啡增白劑屬于仿制乳品的-種,分液態(tài)和粉狀兩種,是咖啡稀奶油(Coffeecream)的替代品。由于它的特殊用途,在下列幾方面有更高的要求:(1)穩定性。液態(tài)的咖啡增白劑,在運輸、儲存過(guò)程中要保持均勻的物理狀態(tài),不發(fā)生脂肪分離現象;加人熱咖啡時(shí)不產(chǎn)生羽毛狀凝結物;在反復融化/凍結的情況下仍不發(fā)生脂肪分離現象。(2)粘度。要有同天然乳制品相似的粘度,粘度太高,在咖啡中不易分散。(3)增白能力。必須使咖啡均勻地增白。(4)風(fēng)味。具有清爽溫和的風(fēng)味,令大多數人樂(lè )意接受。卵磷脂作為乳化劑可以代替單甘酯,用量是總脂肪含量的3- 5%。在實(shí)際生產(chǎn)中往往用高HLB值的蔗糖酯同卵磷脂及單、雙甘酯復配使用效果會(huì )更好。3.6西式肉制品、肉醬產(chǎn) 品西式肉制品是通過(guò)破壞其肌肉組織結構,使脂肪和可溶性蛋白重組，卵磷脂有優(yōu)異的乳化活性,可掩蓋的適中昧道,并且對蛋白與脂肪結合能起協(xié)同增效作用,同時(shí)能增加蛋白的乳化能力。因此,在生產(chǎn)上述產(chǎn)品時(shí),卵磷脂是首選乳化活性劑,它與蛋白是最佳搭配。上述產(chǎn)品,卵磷脂的添加量--般在0.5-1.0%。應用卵磷脂使乳化容易并在0~ 4C濃度時(shí)有助于形成W/0型乳狀液,使水蛋白、脂肪等重組結合,形成有彈性緊密的組織結構。同時(shí)卵磷脂在結構表面形成保護膜,可以提高產(chǎn)品的貨架期。4展望大豆卵磷脂在食品中的使用極為廣泛。我國是大豆的原產(chǎn)國,但對于大豆卵磷脂系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)制造及使用方面與美國等國家相比都處于較為落后的狀況。特別是使用方面，現在大多還停留在單是作為乳化劑或營(yíng)養添加劑使用的,而且使用的大多都是精制型卵磷脂,不能充分發(fā)揮大豆卵磷脂的特性?，F在大多利用的只是卵磷脂的乳化性,其實(shí)卵磷脂的抗氧作用等其他特性也非常突出,卵磷脂中的磷脂膽堿具有增加肝細胞膜的穩定性,提高細胞膜流動(dòng)性及乳化脂肪的功能,這些作用可以使脂肪在肝臟內的代謝作用更順利,肝臟就不會(huì )囤積過(guò)多的脂肪,形成脂肪肝,另外,自由基會(huì )侵害細胞膜的分子結構,造成細胞變性,是許多慢性病及癌癥的導因,由于卵磷脂中的磷脂質(zhì)使細胞膜更穩定,對于自由基侵害也更具抵抗力，科學(xué)研究證明,合并卵磷脂中的磷脂質(zhì)- -phosphatidylcholine( 磷脂膽堿)與抗氧化酵素對于細胞面對自由基侵害作用的保護效果,遠比單只有抗氧化酵素的作用好,而且,磷脂質(zhì)對細胞的保護作用,也同時(shí)強化了對細菌、病毒及化學(xué)毒素的抵抗。近年來(lái),以美國中央大豆、清華紫光等公司為主的大豆卵磷脂生產(chǎn)公司都不斷開(kāi)發(fā)出適應生產(chǎn)需要的特殊型卵磷脂,特別是美國中央大豆公司的特殊型卵磷脂系列,經(jīng)過(guò)多道先進(jìn)技術(shù)處理HLB值達到4~ 12,使卵磷脂的適用范圍大大增加,也增加了卵磷脂的使用的針對性,不同的性質(zhì)產(chǎn)品都可以充分發(fā)揮卵磷脂的特性。在歐美市場(chǎng)中特殊型卵磷脂的使用普及率大大高于國內的市場(chǎng),對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量降低相對生產(chǎn)成本起到重要的作用。今后在使用中要充分利用改性卵磷脂的特殊性質(zhì),使大豆卵磷脂開(kāi)發(fā)應用更上一層樓,從而推動(dòng)食品工業(yè)向前發(fā)展。中國煤化工268MYHCNMHG