大豆卵磷脂--多功能的食品添加剂

营养强化剂及特种营养食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods大豆卵磷脂-多功能的食品添加剂刘立国广州优宝工业有限公司Lecithan- A Multifunctional Food AdditiveLiu Liguo .Guangzhou Y oubao Industry Co.，Ltd. .摘要:本文介绍了大豆卵磷脂的成分、功能特性、生产工艺在食品生产中的应用。关键词:大豆卵磷脂, HLB值,乳化T亿2A0前言大豆卵磷脂是从大豆中提取的磷脂类混合物，它的英文字(lecithin)的字源来自希腊文(lekithos),原意为“蛋黄"。1844 年法国人从蛋黄中发现卵磷脂(蛋黄素),到本世纪30年代,德国及中国东北从大豆榨油过程中提炼并制造出了大豆卵磷脂。随着油脂精深加工技术的进步,而今大豆卵磷脂已占到世界磷脂总产量的九成以上。2001年世界市场磷脂的产量约为20.3万吨的规模,在美国和欧洲，各种精制磷脂产品以10%的速度递增,磷脂的精制技术和产品应用已是今非昔比。全球来说,以美国中央大豆ADM等跨国公司的产量最大,它们的产品在国内的市场占3/4以上,清华紫光美亚斯等国内品牌也占有部分中低档产品市场。大豆卵磷脂由于其独特的理化特性,在食品工业上的应用已有很长的历史。近年来大豆卵磷脂经由特殊改良技术,将其功能及--些物理特性升华,远远超出其自然特性的限制,品种和数量不断增加,从而也促进食品工业的发展。美国食品与药物管理局(FDA)推荐卵磷脂是“公认为安全的(GRSA)”食品添加剂之一,并.载人美国联邦食品法规(CFR)第21款, 184. 1400条( Lecithin -卵磷脂)和172. 814条( Hudroxy lateLecihin -羟基化卵磷脂)。这两条法规的区别在于,卵磷脂可以作为食品配料，在符合美国食品化学品法典FCC)的规定情况下,可以无限量地用于食品中，而羟基化卵磷脂只能作安全的乳化剂用于食品中。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,其主要成分包括胆碱磷脂( PC, phosphatidulcholine),胆胺磷脂( PE,phosphatidylethanolamine) ,肌醇磷脂( PI,phsophatidulinositol)和磷酸( PA, phosphatic acid)与三酸甘油酯、维生素等混合而成的复合物。标准级大豆卵磷脂按所用过滤级分离的类型可含不同比例和组合的任何此类化合物。其脱脂型产品已将大部分三甘油酯和脂肪酸除去。大豆卵磷脂的主要特性和亲水亲油平衡值( HLB)有直接关系,因此, HLB值不仅表示亲水亲油程度，而且是掌握产品特性的重要指标。了解大豆卵磷脂系列产品HLB值和物性之间的关系,有利于正确选择中国煤化工263MHCNMHG学术交流论文Academic Conference应用各种大豆卵磷脂系列产品。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之间的乳化剂具有消泡作用;油溶性乳化剂HLB值在3.5- 6之间;水溶性乳化剂HLB值为8- 18;HLB值7- 9的乳化剂具有湿润作.用,13- 15之间的有清洗作用,而15- 18之间的有助溶作用。经过羟化或脱油工艺生产的大豆卵磷脂与普通标准型的大豆卵磷脂的最大区别在于在水中的溶解分散程度较高,从而大大提高了大豆卵磷脂的商业价值。将羟化大豆卵磷脂放在水中,下沉很快,落在水底中,并能逐渐往上返同时渐渐溶解,其溶解度不高,但水化力较强。这是大豆卵磷脂的一-个重要特性,在使用中常常会利用这一-特性。大豆卵磷脂系列产品其外观是浅黄至棕色透明或半透明的粘稠状液态物质,或白色至浅棕色粉末或颗粒。主要性状是流动性好,无臭或略带坚果类气味及滋味。脱脂卵磷脂溶于脂肪酸;有适当的粘性;部分溶于水,但易成水合物形成乳浊液,有很好的乳化作用,HLB值3~14;有促进产品成型的作用;成膜性能好,能改善产品外观。卵磷脂同时也是一一种多功能的保健品,可提供具有完全生物活性的胆碱,还可将胆碱有控制地释放进人体,使血液胆碱水平保持长期稳定,这有助于人类在耐力运动中保持体力;保护肝功能;有利于胎、婴儿神经的发育;可消除青春痘、雀斑并滋润皮肤;可预防老年痴呆的发生;能有效地化解胆结石是良好的心理调和剂。2大豆卵磷脂的制取大豆卵磷脂系列产品均以大豆为原料,经多道工序制作而成。大豆中含有蛋白质、可溶性碳水化合物、不溶性碳水化合物、油脂、水分灰分等物质,其中卵磷脂的含量约0.5%。其生产工艺见图1,首先是对豆子进行严格的筛选,清洗除去大豆中的杂质，经过均湿处理、压碎研磨成豆粕;接着用已烷将油萃取出来,制成粗油,再加上少许水分溶解粗油中的磷脂。此时产品为干燥状态,然后加入大豆油及脂肪酸使其溶解，这就是标准型的卵磷脂，可经纯化或脱脂制成精制卵磷脂系列产品。大豆↓清洗，压碎，去皮均湿(软化处理),压成薄片全脂豆粕萃取油脂脱脂豆粕大豆饲料可食性大豆蛋白纯化大豆油卵磷脂标准型卵磷脂纯化加值卵磷脂图1大豆卵磷脂生产工艺流程目前,大豆磷脂产品主要可分为粗制磷脂、精制磷脂、酶中国煤化工哩磷脂几大类别264*MHCNMHG营养强化剂及特种营养食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods(表1)。在制取技术上,可分为磷脂的制取、精制、政质三大部分,其中的改质技术中,主要采用乙酰化、羟基化、氢化、卤化、碳化工艺以及采用以酸、碱与磷脂酶(主要是磷脂酶A,磷脂酶D)为催化剂水解等工艺。表1主要磷脂产 品的种类产品分类主要内容粗制磷脂将胶质水分除去后得到的褐黄色的膏状物,其中卵磷脂的含量约为6成左右。精制(脱脂)卵磷脂采用丙酮,乙醇、醋酸脂等有机溶剂及超滤法、超临界气体浸出技术将粗制磷脂中的油分除去后得到高纯度制品,有粉末状、颗粒状等品种。酶处理磷脂将磷脂采用酶处理后的制品化学处理磷脂采用乙酰化改善磷脂的乳化特征;采用氢化提高磷脂的氧化稳定性,采用羟基化改善磷脂的亲水性等产品。3大豆 卵磷脂在食品生产中的应用大豆卵磷脂的乳化、分散湿润以及改善食品的起泡性与操作性能广泛应用在糖果、巧克力、饼干、肉类制品、速溶食品、奶类及奶制品、人造奶油及其他食品中,利用磷脂中的胆碱,磷脂酰基醇,必需脂肪酸等营养源,以及磷脂对防止老化,改善脂质代谢，改善神经肝状、心脏血管系统等的机能,可作为营养健康食品的强化剂。根据使用要求还可进行改性。表2卵磷脂的主要 应用领域及主要用途|应用领域应用产品可用大豆卵磷脂类型作用人造奶油、食用油精制卵磷脂乳化增加营养成分、改善口感羟基改性卵磷脂肉类产品,水产品乳化.增加营养、润滑脱模粉末卵磷脂巧克力乳化改善黏度、防止起霜、润滑脱模面包点心脱脂卵磷脂乳化、抗氧化防止老化、添加营养羟基化卵磷脂食品饼干| 抗氧化防止老化、添加营养糖果乳化、改善粘性乳化、改善稳定性和,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国煤化工265MYHCNMHG学术交流论文Academic Conference应用领域应用产品可用大豆卵磷脂类型作用精制卵磷脂医药助剂乳化分散湿润脱脂卵磷脂;新生儿肺机能改善脱脂卵磷脂赋予肺表面活性羟基化卵磷脂注射用乳化剂乳化脂质体新型导向性降药膜结构形成医药品毛发制品乳油、化妆品乳化、分散湿润可溶化口红湿润作用制癌药剂湿润作用,细胞融合皮肤外用贴附剂动物幼仔人工乳乳化、分散饲料各种饲料粗制卵磷脂营养、乳化改善操作性能水果花卉保鲜剂皮膜形成农业杀虫剂、杀虫助剂乳化分散湿润、展开浸透、抗菌作用皮革加工剂乳化分散、展开、皮膜形成工业用油墨、涂料中颜料分散剂分散性燃料添加剂3.1冰淇淋及相关产品在低分子合成乳化剂出现之前,国外生产冰淇淋时都采用鸡蛋或蛋黄粉作为天然乳化剂,主要是利用其中丰富的卵磷脂。目前生产冰其淋都采用大豆卵磷脂,或同甘油酯脂肪酸酯等复配作为冰淇淋生产用乳化剂。卵磷脂- -般是在冰淇淋 混料中能改善和提高起泡性,形成微细且稳定性好的气泡,提高冰淇淋的膨胀率。它能控制冰晶的生长,使冰淇淋在凝冻时冰晶细小T结晶而产生沙化中国煤化工266THCNMHG营养强化剂及特种营养食品篇Nutrition Enhancers and Special Foods现象。此外,卵磷脂同酪蛋白和其他稳定剂产生协同增效作用,从而增加对游离水的结合,改进产品的柔软性。卵磷脂的用量通常为原料重量的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匀的面糊,使蛋卷口感松脆,容易脱模,且不易碎裂。在冰淇淋涂料中,卵磷脂不但能改进涂料的处理性质,并使涂层质地均匀,一般用量为总配料量的0.5%。3.2 速溶奶粉1954年美国首先研制并工业化生产速溶奶粉,即在奶粉干燥的后期,对附聚造粒的奶粉团粒外表,喷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、润湿性的真正的速溶奶粉。按国际乳品联合会制订的准国际标准,以25C的凉开水冲调奶粉,分散度大于85%方可称为速溶奶粉。目前市售全脂奶粉绝大多数并未达到。有一点必须说明的是,溶解度低的奶粉(乳蛋白质已部分变性)即使喷涂了卵磷脂,分散度虽然可以提高,但是溶解度依然低下;反之,以新鲜原料、合理工艺生产的奶粉,未经速溶化处理,其下沉性、润湿性差，分散度低,但它的最终溶解(复原性能)度还是非常高的，可以达到99.5%以上,只是冲调性能差,分散度只能达到60- 65% ,在凉水中难以润湿分散。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0/W乳状液。如果为了同时强化这种营养素的话,添加量还要增加。3.3巧克力巧克力是由可可脂、糖及牛乳等为原料制成,磷脂按0.3 ~ 0.7%添加在巧克力中的作用主要是乳化和稀释,防止因糖起霜或因脂起霜。加速可可脂在糖中的溶解速度,使之完全溶解并均匀分散在巧克力糖浆中;同时可大大降低巧克力浆的粘度,使巧克力料具有良好的流变性而便于加工,从而降低可可脂的用量;还可提高巧克力涂层的粘结性能,防止巧克力表面起霜提高食品品质;另外使巧克力食用爽口,表面保持-定光泽。3.4再制乳、发泡稀 奶油、人造奶油对于经巴氏杀菌的发泡稀奶油，或用于掼打的UHT稀奶油,单独使用卵磷脂,或与其他增稠剂、改良剂合用,--般加入量为0.5%。加入卵磷脂可以明显提高稀奶油的搅打膨胀率,以及稳定性。正常情况下,发泡稀奶油的含脂率应在30%以上才能获得理想的膨胀率,加入卵磷脂，即使含脂率较低也能获得满意的产品。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。因为蛋白质胶束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。仿制乳( Imitationproducts milk products)和换脂乳( Flld milk) ,在国际乳品联合会出版的修订版( 1996年)<乳业术语词汇》第2028条中是这样阐述的:系指某种乳或乳制品的代用品,其-般组成外观、特性以及预定的用途,都与乳相类似,或与FAO/WH0《关于乳及乳制品的基本法典》1、2.3、条规定的规范的某产品相类似,但其中的乳固体组分被非乳成分全部或部分地取代。也就是说,有的产品中乳成分减少(换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-样,要制备乳化稳定的仿制乳或换脂乳,必须添加表面活性剂和酪蛋白,以建立新的脂肪球结构。卵磷脂有优异的乳化活性,适中的味道,并且对酪蛋白能起协同增效作用,同时能增加酪蛋白的乳化能力。因此,在生产上述产品时,卵磷脂是首选表面活性剂，它与酪蛋白是最佳搭配。上述产品,卵磷脂的添加量-般在0.5- 1.0%。卵磷脂是人造奶油生产中长期使用的天然乳化剂。应用卵磷脂使乳化容易,并在0.20- 0.25%浓度时有助于形成W/0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,并且也是人造奶油的抗溅剂。在人造奶油生产中,卵磷脂不仅起乳中国煤化工267MHCNMHG学术交流论文Academic Conference化和稳定作用,还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为0.15-0.50%。实际生产中,卵磷脂往往用单、双甘酯复配使用。3.5咖啡增白剂实际上,咖啡增白剂属于仿制乳品的-种,分液态和粉状两种,是咖啡稀奶油(Coffeecream)的替代品。由于它的特殊用途,在下列几方面有更高的要求:(1)稳定性。液态的咖啡增白剂,在运输、储存过程中要保持均匀的物理状态,不发生脂肪分离现象;加人热咖啡时不产生羽毛状凝结物;在反复融化/冻结的情况下仍不发生脂肪分离现象。(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。必须使咖啡均匀地增白。(4)风味。具有清爽温和的风味,令大多数人乐意接受。卵磷脂作为乳化剂可以代替单甘酯,用量是总脂肪含量的3- 5%。在实际生产中往往用高HLB值的蔗糖酯同卵磷脂及单、双甘酯复配使用效果会更好。3.6西式肉制品、肉酱产 品西式肉制品是通过破坏其肌肉组织结构,使脂肪和可溶性蛋白重组，卵磷脂有优异的乳化活性,可掩盖的适中昧道,并且对蛋白与脂肪结合能起协同增效作用,同时能增加蛋白的乳化能力。因此,在生产上述产品时,卵磷脂是首选乳化活性剂,它与蛋白是最佳搭配。上述产品,卵磷脂的添加量--般在0.5-1.0%。应用卵磷脂使乳化容易并在0~ 4C浓度时有助于形成W/0型乳状液,使水蛋白、脂肪等重组结合,形成有弹性紧密的组织结构。同时卵磷脂在结构表面形成保护膜,可以提高产品的货架期。4展望大豆卵磷脂在食品中的使用极为广泛。我国是大豆的原产国,但对于大豆卵磷脂系列产品的开发制造及使用方面与美国等国家相比都处于较为落后的状况。特别是使用方面，现在大多还停留在单是作为乳化剂或营养添加剂使用的,而且使用的大多都是精制型卵磷脂,不能充分发挥大豆卵磷脂的特性。现在大多利用的只是卵磷脂的乳化性,其实卵磷脂的抗氧作用等其他特性也非常突出,卵磷脂中的磷脂胆碱具有增加肝细胞膜的稳定性,提高细胞膜流动性及乳化脂肪的功能,这些作用可以使脂肪在肝脏内的代谢作用更顺利,肝脏就不会囤积过多的脂肪,形成脂肪肝,另外,自由基会侵害细胞膜的分子结构,造成细胞变性,是许多慢性病及癌症的导因,由于卵磷脂中的磷脂质使细胞膜更稳定,对于自由基侵害也更具抵抗力，科学研究证明,合并卵磷脂中的磷脂质- -phosphatidylcholine( 磷脂胆碱)与抗氧化酵素对于细胞面对自由基侵害作用的保护效果,远比单只有抗氧化酵素的作用好,而且,磷脂质对细胞的保护作用,也同时强化了对细菌、病毒及化学毒素的抵抗。近年来,以美国中央大豆、清华紫光等公司为主的大豆卵磷脂生产公司都不断开发出适应生产需要的特殊型卵磷脂,特别是美国中央大豆公司的特殊型卵磷脂系列,经过多道先进技术处理HLB值达到4~ 12,使卵磷脂的适用范围大大增加,也增加了卵磷脂的使用的针对性,不同的性质产品都可以充分发挥卵磷脂的特性。在欧美市场中特殊型卵磷脂的使用普及率大大高于国内的市场,对于提高产品的质量降低相对生产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质,使大豆卵磷脂开发应用更上一层楼,从而推动食品工业向前发展。中国煤化工268MYHCNMHG