Overfladeaktive stoffer er molekyler, der indeholder faste hydrofile og lipofile grupper, som kan koncentreres på overfladen af opløsningen, grænsefladen mellem to ikke-blandbare opløsninger eller grænsefladen mellem væsker og faste stoffer for at reducere deres overfladespænding eller grænsefladespænding for en stor klasse af forbindelser.

Overfladeaktive stoffer bruges i vid udstrækning i fødevareindustrien. Tilsætning af overfladeaktive stoffer til nogle fødevareprodukter kan i høj grad forbedre forarbejdningsbetingelserne, forbedre produktkvaliteten og forlænge fødevarernes friskhed. Fødevareforarbejdning af høj kvalitet er uadskillelig fra anvendelsen af overfladeaktive stoffer.

Introduktion af overfladeaktive stoffer

Ethvert stof, der kan ændre et systems overfladetilstand (eller grænseflade) markant, kaldes et overfladeaktivt stof.

Overfladeaktive stoffer kan i høj grad reducere systemets overfladespænding (eller grænsefladespænding), så systemet kan producere befugtning og modbefugtning, emulgering og demulgering, dispersion og kohæsion, skumdannelse og antiskumdannelse, solubilisering og en række andre effekter.

I fødevareindustrien kan overfladeaktive stoffer derfor bruges som emulgatorer, dispergeringsmidler, befugtningsmidler, skumdæmpere, viskositetsregulatorer, fungicider og så videre.

Typer af overfladeaktive stoffer til fødevarer

Brugen af overfladeaktive stoffer i fødevareindustrien er strengt begrænset og må ikke være skadelig for menneskekroppen.

De overfladeaktive stoffer, der er godkendt af FN's Fødevare- og Landbrugsorganisation og Verdenssundhedsorganisationen (FAO/WHO), er: glycerolfedtsyreestere, saccharosefedtsyreestere, sojabønnephospholipider, eddikesyre- og vinsyremono- og diglycerider, diacetylvinsyremono- og diglycerider, citrat, polyglycerolfedtsyre- og ricinolsyreester, stearoylcitrat og vinsyreester, stearoyllactylat, calcium (natrium), stearoylfumarat, sorbinsyre Fedtsyreestere af alkoholanhydrid, polyoxyethylen (20) og (40) stearater osv. Polymere overfladeaktive stoffer som natriumalginat, natriumpektat, carrageenan, vandopløseligt chitosanprotein osv. De fleste af dem er semisyntetiske polyalkoholiske ikke-ioniske overfladeaktive stoffer, hvoraf sojabønnephospholipider og nogle polymere overfladeaktive stoffer er naturlige.

Overfladeaktive stoffers vigtigste rolle i fødevarer

1. Undgå aktive stoffer som emulgatorer

Emulgatorer har normalt hydrofile (hydroxyl osv.) og lipofile (alkyl) grupper i molekylet, let at danne et adsorberende lag på grænsefladen mellem vand og olie, er et overfladeaktivt middel, kan opdeles i vand-i-olie og vand-i-olie type to kategorier.

Det samlede antal tilgængelige emulgatorer er ca. 65, almindeligt anvendte fedtsyreglycerider (hovedsageligt monoglycerid), fedtsyresaccharoseestere, fedtsyresorbitananhydridestere, fedtsyrepropylenglycolestere, sojabønnefosfolipider, arabisk gummi, alginsyre, natriumkaseinat, gelatine og æggeblomme og så videre.

Emulgatorer kan forbedre overfladespændingen mellem de forskellige komponenter i emulsionen, så der dannes en ensartet dispersion eller emulsion, hvorved strukturen i fødevareorganisationen forbedres smag og udseende, forbedre fødevarekonserveringen.

Overfladeaktive stoffer som emulgatorer spiller en ekstremt vigtig rolle i fødevareindustrien og giver gode betingelser for udviklingen af fødevareindustrien, og man kan sige, at emulgatorer er uundværlige for alle samfundslag inden for fødevareforarbejdning. Følgende er en kort beskrivelse af den vigtigste rolle for emulgatorer, der bruges i forskellige forarbejdede fødevarer.

Brød og æg: for at forhindre den hydrofobe effekt af hvedemel i den lige kædestivelse og dermed forhindre aldring tilbage til livet, reducere dejens viskositet for at lette operationen, fremme dannelsen af glutenvæv, forbedre skumegenskaberne og gøre lufthullerne spredt tætte og fremme emulgeringen af forkortelsesdispersion og dermed forbedre organisationen og teksturen.

For eksempel kan tilsætning af 0,2%~0,3% melmængde af monoglycerider i brød effektivt forhindre ældning og gøre melet blødt. Tilsætning af 0,2%~0,5% saccharoseester (HLB11 eller derover) kan forbedre den skummende effekt og befugtning, så brødets og kagens tekstur bliver blødere.

2. overfladeaktivt stof som fortykningsmiddel

Fortykningsmiddel er i stand til at forbedre viskositeten af fødevarer eller dannelsen af en gel af en klasse af tilsætningsstoffer, med rollen som stabilisering af emulgeringen eller suspensionen, er en hydrofil polymerforbindelse, generelt kendt som makromolekylære overfladeaktive stoffer, også kendt som viskositetsregulatorer, geleringsmidler og emulsionsstabilisatorer og så videre. Det samlede antal på næsten 40 slags, opdelt i naturlig og kemisk syntese af to kategorier.

De fleste af de naturlige fortykningsmidler kommer fra slim, der indeholder polysaccharidplanter og alger, såsom stivelse, arabisk gummi, guargummi, carrageenangummi, pektin, agar og alginat og så videre.

Også fra proteinholdige planter og dyr, såsom gelatine, kasein og natriumkojisyre. Der er også fremstillet af mikroorganismer, såsom Hansens tyggegummi (xanthangummi) og så videre. Syntetiske fortykningsmidler, såsom natriumcarboxymethylcellulose CMC, propylenglykolsyrealginat, celluloseglykolsyre og natriumpolyacrylat, natriumstivelsesglycolat, natriumstivelsesfosfat, methylcellulose og natriumpolyacrylat.

Polymeroverfladeaktive stoffer har generelt følgende egenskaber: lille evne til at reducere grænsefladespændingen, de fleste danner ikke strengbundter, svag indtrængning, dårlig skumkraft, men dannelsen af en stabil skumemulgering, spredning og samhørighed er fremragende. De bruges mest i saucer, syltetøj, is, konserves, slik og hurtigkogende nudler. For eksempel kan natriumcarboxymethylcellulose med viskositet, stabilitet, filmdannelse og andre egenskaber og dermed bruges i is forbedre vandretention og organisationsstruktur, kan bruges som skumstabilisator til øl, men også bruges i syltetøj, fløde, jordnøddehvid og så videre kan forbedres anvendeligheden. Det er stærk ekspansion efter at have absorberet vand, ikke let at fordøje, bruges i cookies og så videre kan bruges som diætmad.

3. Særlig anvendelse af overfladeaktive stoffer i fødevareproduktion

Overfladeaktive stoffer kan bruges som emulgatorer/fortykningsmidler, dispergeringsmidler, befugtningsmidler, opskumningsmidler, skumdæmpere, krystalliseringskontrolmidler, fungicider og så videre, ud over at de forlænger fødevarernes friskhed.

Overfladeaktive stoffer som dispergeringsmidler og befugtningsmidler kan forbedre hydrofiliciteten og dispergerbarheden af mælkepulver, kakaopulver og andre pulveriserede fødevarer. Granulering af sødmælkspulver ved at tilsætte 0,2% til 0,3% sojabønnephospholipider, når brygning hurtigt kan opløses uden agglomerering.

Det er blevet rapporteret, at fremstillede produkter med et phospholipidindhold på ca. 0,35%~0,5% efter vægt kan befugtes og spredes i 6°C vand på mindre end 10 minutter, og deres befugtningsevne kan forblive stabil i mere end et år ved stuetemperatur. Befugtningsmidlet giver ikke dårlig smag eller lugt til den rehydrerede drik. Kakaopulverpartikler er fine og dækket af en olieagtig film, som er vanskelig at dispergere, og dens dispergeringsevne kan forbedres med saccharoseester.

Ved fremstilling af wienerbrød, is osv. kan tilsætning af glycerolmonohydrat forbedre graden af fedtspredning, producere en fin poreformet struktur og forbedre fødevarekvaliteten.