单硬酸甘酯在里制食品中的应用

赵亚楠，明 建

(1.西南大学食品科学学院，重庆400716;2.重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆400716)

单硬酸甘酯在里制食品中的应用

赵亚楠1，明 建2

(1.西南大学食品科学学院，重庆400716;2.重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆400716)

作为一种安全、高效的乳化剂，单硬脂酸甘油酯在食品工业中应用广泛，尤其在面制食品的生产、加工中。它可以赋予面制食品良好的外观和口感，是常用的面制食品品质改良剂。本文概述了单硬脂酸甘油酯的性质、分类，综合分析其对面粉稳定性的影响。此外，本文以面包、蛋糕、面条等为例，对单硬脂酸甘油酯在面制食品中应用进展进行归纳总结，以期为面食制品质量的进一步改善提供理论参考。

单硬脂酸甘油酯，面粉，面制食品

长期以来，馒头、面条、饺子等传统面制食品一直在我国人民的饮食结构中占据重要地位。近年来，随着面包、蛋糕、饼干等新式面制食品的出现和推广，面制食品受到越来越多人的接受和欢迎。但与此同时，面制食品的口味、质量和贮存期等问题也成为人们关注的热点。单硬脂酸甘油酯是食品中常用的乳化剂，它除具有典型的表面活性作用外，还能与食品中大分子物质相互作用，具有发泡、消泡、防粘、防脂肪凝聚、防老化及改善食品口味、提高质量等作用，被广泛应用于面制食品中。

1 单硬脂酸甘油酯的性质及分类

1.1 理化性质

单硬脂酸甘油酯(Glycerol Monostearate，GMS)，简称单甘酯，分子式为 C21H42O4，相对分子质量358.57，为乳白色至微黄色蜡状固体或粉末。溶于乙醇、热脂肪油和苯、丙酮、醚等热的有机溶剂，不溶于水，强烈振荡于热水中可分散成乳液态，为油包水(W/O)型乳化剂。但由于其乳化性很强，在分散相中也可以起到水包油(O/W)型乳化剂的作用［1］。

1.2 安全性

经生化实验证明，单硬脂酸甘油酯在人体内被消化分解为脂肪酸和多元醇，可被人体吸收或排出体外，对人体的代谢无不良作用，也不在人体内积累而影响健康。FAO/WHO(1985)规定对其ADI不做限制性规定［2］。GB2760－2007规定在生湿面制食品(如面条、饺子皮、馄饨皮、烧麦皮)中可按生产需要适量使用单甘酯。

1.3 分类

从结构上看，单硬脂酸甘油酯甘油基有三个羟基，生成的单甘酯也有两种:即l、3位上的羟基形成α－单甘酯，2位上的羟基形成β－单甘酯。应用于面制食品加工时，只有处于双分子层状结晶结构和α－晶型的单甘酯凝胶具有较高活性和使用价值，对提高食品品质，延长食品保质期有理想效果［3］。

从纯度上来看，按照国际上的表述习惯，“单硬脂酸甘油酯(Distilled Glycerol Monostearate)”通常指的是单甘酯含量大于或等于90%的产品，低于此含量的商品习惯上归“单和双甘油酯(Mon－and Diglycerides)”之列。

2 对面粉品质稳定性的影响

2.1 与淀粉的相互作用

淀粉颗粒含有直链淀粉和支链淀粉，单硬脂酸甘油酯主要通过与直链淀粉作用延缓面制食品的老化。加热条件下，糊化的直链淀粉形成α螺旋结构，加入单硬脂酸甘油酯后，单硬脂酸甘油酯的疏水基团进入螺旋结构内与之络合，形成螺旋复合体。这样在贮藏过程中，面制食品中的直链淀粉就不易发生重结晶，从而起到防止老化的作用［4－5］。同时，在面团搅拌阶段，单硬脂酸甘油酯可吸附在淀粉粒表面，使淀粉的吸水溶胀能力降低，使更多的水分向蛋白转移，间接延缓老化。此外，单硬脂酸甘油酯可以借助氢键加成到支链淀粉的外部分支上［6］。单硬脂酸甘油酯与淀粉作用的能力与其晶体结构有直接关系，研究证明不同晶形单硬脂酸甘油酯与水溶性直链淀粉形成络合物的速度大小为:α－晶型凝胶>β－初级晶型水合物>β－晶型水合物>无水粉末［7］。

Putseys等［8］研究发现，添加半结晶的短链直链淀粉－甘油单硬脂酸酯的混合物或纯的单硬脂酸甘油酯(GMS)对淀粉乳液流变性能影响很大。而由于半结晶物复合物的熔化温度超出了实验可到达的温度，其可被认为是淀粉体系中的惰性基团。此外，甘油单硬脂酸酯的加入降低了凝胶中的抗性淀粉(RS)含量，增加其水解指数。

杨铭铎等［3］比较单甘酯、硬脂酰乳酸钠、硬脂酰乳酸钙、双乙酰酒石酸单甘油酯四种乳化剂与淀粉络合能力，发现单硬脂酸甘油酯的络合效果较好。原因可能在于单硬脂酸甘油酯脂肪酸基团的链较长，可以更为深入地进入直链淀粉α螺旋结构，使得疏水键的结合更加紧密，从而表现出更强的络合能力［9］。王长勇［10］也证明分子蒸馏单甘酯是常见乳化剂中与直链淀粉络合能力最强的，故其在面制食品保鲜方面效果较好。

单硬脂酸甘油酯对淀粉的糊化温度和粘度也有影响。Adebowale等［11］研究发现当糊化温度在67到72℃之间时，添加0.5%水合GMS粉末的FuFu面粉有最高糊化温度，添加1.0%水合GMS的FuFu面粉有最低糊化温度，且面粉粘度达到高峰期。Azizi等［9］研究表明在加或者不加起酥油的情况下，单硬脂酸甘油酯凝胶都可增加小麦、玉米和马铃薯淀粉的糊化温度，使淀粉的黏度峰值降低。Kaur等［12］研究发现GMS的加入可降低玉米淀粉和马铃薯淀粉的膨胀力、脱水收缩能力、溶解度、过渡温度和糊化焓，而且在淀粉凝胶冷藏时，含GMS的淀粉凝胶强度较低。

2.2 与蛋白质的相互作用

199 2年，Jones首先从热力学和动力学两方面论述了乳化剂与蛋白质相互作用机制。此后，经研究者不断探究证明，乳化剂并不与蛋白质基本骨架(肽链)发生作用，而是与蛋白质多肽链中各种氨基酸侧链之间通过疏水键、静电相互作用和范德华力发生作用，这些作用力对乳化剂的乳化能力起着决定性作用［13］。

小麦面粉中主要含有四种蛋白质，即麦谷蛋白，麦球蛋白，麦清蛋白和麦胶蛋白(醇溶蛋白)。单硬脂酸甘油酯的两亲结构使它能与非水溶性面筋蛋白形成复合物。加入单硬脂酸甘油酯后，其亲水基结合麦胶蛋白，亲油基结合麦谷蛋白，从而把分离的面筋蛋白质分子相互连接起来，由小分子变为大分子、超分子，进而形成牢固、紧密的面筋网络，从而使面团中结合的蛋白质明显增加，面筋机械强度增强［14］。此外在单硬脂酸甘油酯与蛋白质相互作用过程中，氢键作用同样不能忽视。虽然单硬脂酸甘油酯为非离子型乳化剂，不易同面团中蛋白质电荷发生作用，但它能与蛋白质形成氢键，依靠范德华力相结合，从而形成交错面筋结构，强化面团［15］。

杨铭铎等［3］通过研究证明单硬脂酸甘油酯可使静态提取麦胶蛋白、酸溶性麦谷蛋白的量减少，使面筋交联度增大，对蛋白质交联度的影响大于硬脂酰乳酸钠、硬脂酰乳酸钙、双乙酰酒石酸单甘油酯。

2.3 与脂质的相互作用

无论是否有水存在，乳化剂都能与脂质相互作用。有水存在时，乳化剂与脂质形成稳定乳状液;无水时，脂质化合物会形成不同类型结晶，即同质多晶现象［16］。只有α－晶型和β－初级晶型结构的油脂才能在食品体系中分布均匀，赋予食品均匀的质地和细腻的口感。α－晶型的单硬脂酸甘油酯凝胶具有“变晶”性质，能与油脂相互作用调节晶型，有利于α－晶型的保持和形成，阻止、延缓油脂晶型变化，提高了油脂的稳定性，对重油类糕点和饼干的贮藏起到积极作用［17］。此外，Azizi 等［18］研究表明，淀粉糊化时，形成的螺旋结构内部多为疏水基团。依靠疏水相互作用，脂质尾部疏水基团可以进入螺旋结构内部，并最终形成稳定淀粉－脂质复合物，从而在一定程度上延缓面制食品老化。

然而由于单硬脂酸甘油酯只能取代与其非常相近的极性脂质，面粉中与其非常相近的脂质不多，所以在面粉脂质中，单硬脂酸甘油酯在加强面筋方面作用较弱［10］。

3 在面制食品中的应用

3.1 面包

单硬脂酸甘油酯，尤其是分子蒸馏单硬脂酸甘油酯，是面包性质的重要改良剂和乳化剂。它能改善面团结构，增大面包体积，使面包内气孔细密均匀，质地松软细腻。同时由于其与直链淀粉有较强的络合能力，单硬脂酸甘油酯在防止面包老化，延长保质期方面效果显著［19］。

单硬脂酸甘油酯凝胶对提高面包的体积、比容、总体质量得分和改善面包质地方面效果不错［18］。Shogren等［7］研究表明，添加乳化剂—分子蒸馏单甘酯可以起到减轻纤维面包中纤维、增大面包体积和改善面包心结构的作用。此外，Azizi等对单甘酯对面包品质的影响的研究发现加入单硬脂酸甘油酯凝胶，可以改善小麦面粉粉质及面团拉伸特性，但当加入起酥油时，不同程度的降低了这些改善作用。同时单甘酯也在一定程度上降低了面包的吸水性［18］。

但随着储存时间的延长，凝胶的改善效果逐渐降低［20］。Dragsdorf等［21］研究表明随着面包储存时间的延长，面包中水分迁移率的下降主要与直链淀粉相关，而由于乳化剂可与直链淀粉相互作用，因此添加单硬脂酸甘油酯的面包中水分从面包心向面包皮的转移程度要明显低于空白面包。冯新胜［22］研究表明几种乳化剂对面包老化速度抑制作用大小为:分子蒸馏单甘酯>蔗糖酯>CSL(或SSL)。

3.2 蛋糕

作为目前应用最广泛的乳化剂之一，单硬脂酸甘油酯在蛋糕品质改良方面有重要作用。它可以和鸡蛋蛋白相互作用，形成“蛋白－单甘酯”复合体，提高蛋白起泡性。同时，产生良好气泡膜，使空气泡稳定均匀分布，增强蛋糕体积和质构的细腻性。同时，单硬脂酸甘油酯可使脂肪微粒更细、更均匀的分散，降低油脂消泡作用。单硬脂酸甘油酯和淀粉之间的相互作用，也有效的延缓了蛋糕老化、口感降低的速率［23］。分子蒸馏单甘酯与硬脂酰乳酸钠、聚甘油脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、乙酸单－二酸甘油酯、乳酸单－二酸甘油酯等二元混合形成的蛋糕油，在蛋糕制作中应用广泛。

马晓军等［24］将分子蒸馏单甘酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油单硬脂酸酯、硬酯酰乳酸钠混合挤压生产粉末乳化剂，挤压后混合物的热焓值减小。将该粉末乳化剂应用到蛋糕中，生产出的蛋糕的品质要比未加挤压乳化剂的好。汪磊等［25］对比研究分子蒸馏单甘酯、硬酯酰乳酸钠、三聚甘油单硬脂酸酯对蛋白起泡性能的影响，发现分子蒸馏单甘酯的效果最好，且在添加量为0.4%时各指标得分最高。王春艳等［26］研究发现随着单甘酯添加量增大，海绵蛋糕体积会增大，但过多时反而会减小。Lakshminarayan等［27］研究发现添加单硬脂酸甘油酯对蛋糕面糊没有改善作用，但可以增大蛋糕体积。Ashwini等［28］实验证明在单硬脂酸甘油酯存在情况下，瓜尔胶、卡拉胶、羟丙甲基纤维素的添加可使面团黏度峰值增加。在单硬脂酸甘油酯和硬酯酰乳酸钠共同存在情况下，将亲水胶体加入到小麦面粉中，可以增加无蛋蛋糕的面糊粘度和比重，黄原胶效果最明显。

3.3 面条

把单硬脂酸甘油酯加入面条中，直链淀粉与单甘酯络合形成复合体，防止淀粉成分在蒸煮过程中分离出来，从而防止了面条表面发粘和与此相关的粘连，降低面条的蒸煮损失，增强面条的嚼食感［23，29］。同时加入单甘酯对减少落面率，提高面条的弹性和吸水性，防止面条老化，延长贮存期有显著作用［2，30］。

陈建伟［31］研究发现分子蒸馏单甘酯等乳化剂的添加可降低面条吸水率、形成时间和弱化度，增加了稳定时间和评分值，使拉伸性能的延伸性减小，延伸阻力、拉伸面积增大。分子蒸馏单甘酯对面团的稳定时间影响较大，在揉和性能方面评分值最高，从拉伸性能的测定来看分子蒸馏单甘酯在500mm处的延伸阻力和最大延伸阻力为最大，且拉伸面积也为最大。分子蒸馏单甘酯烹调损失小，但烹调性评分不高。

3.4 大米淀粉的开发

传统面食制品原料多为小麦面粉，国外有人将单硬脂酸甘油酯用于开发大米淀粉，使其应用于面制食品。现已证明，单硬脂酸甘油酯可降解正常大米淀粉［32］。Raina 等［33－34］研究发现面食产品质量主要影响因素是谷朊粉和米粉的添加量，但水、甘油单硬脂酸酯和海藻酸钠含量对其品质也有一定影响。

3.5 其他传统面制食品

除以上几个方面外，单硬脂酸甘油酯在饼干、馒头、冷冻面食等方面也有广泛应用。

乳化剂能够提高饼干面团的亲水性，调节面团膨胀性能，提高发泡性，改善饼干口感和品质，并对饼干的保水性、可贮藏性、防老化性有重要调节作用［5］。

由于单硬脂酸甘油酯乳化剂具有良好的分散性，可使得面制食品中各种组分在冷冻过程均匀分散，晶形被控制，安全地渡过玻璃体转化这一过程，保证了面制食品质量［23］。陈洁等［35］研究表明随着单甘酯添加量的增加，水饺的破肚率、水饺皮煮后硬度、胶粘性、咀嚼性逐渐减小。

此外，单硬脂酸甘油酯可改善馒头口感、光泽，延长保鲜期。碘化钾与分子蒸馏单甘酯对馒头粉有明显的协同改良作用，使馒头比容增大，质地柔软、细腻，气孔均匀，弹性增加，表面洁白，光滑，富有光泽，对称性好［36］。Gujral等［37］研究发现添加 0.25% 和0.5%单硬脂酸甘油酯可以显著影响印度薄煎饼的质感，并通过提高伸展率防止印度薄煎饼的老化。

4 展望

随着国内外研究的逐步深入，单硬脂酸甘油酯的开发体系更加完善，应用范围更加广泛。特别是分子蒸馏单甘酯，因其较高的单甘酯含量，日益成为研究和应用的热点。据不完全统计，全世界分子蒸馏单甘酯年消耗量在10万t以上，我国年产量已万余吨［1］，其市场前景极为广阔。此外，由于单一乳化剂存在一定局限性，而以单甘酯为主的复配型乳化剂在改善面食制品口感、风味、贮藏期等方面有更好的作用效果，必将成为研究的新趋势。单硬脂酸甘油酯的应用带动面制食品产业的发展，面制食品产业的发展反作用于单硬脂酸甘油酯产业，两者相互促进，必将为两者的共同发展创造新的机遇和更为广阔的前景。

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Application of glycerolmonostearate in flour products

ZHAO Ya－nan1，M ING Jian2
(1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400716，China;2.Engineering Technique Research Center of Chongqing for Special Food，Chongqing 400716，China)

As a safe，efficient em ulsifier，glycerol monostearate is widely used in food industry，especially in the production and processing of flour products.It can m ake flour food look and taste better，and is comm only used as quality improver of flour products.This article outlined the nature and classification of glycerol monostearate，and gave a com prehensive analysis of its influence on the stability of flour.In addition，this article took bread，cakes and noodles as exam ples，and summarized the application of glycerylmonostearate in the flour products，thus provided theoretical reference for further im provement of the flour products’quality.

gycerolmonostearate;flour;flour products

TS210.1

A

1002－0306(2011)06－0435－04

2010－06－21

赵亚楠(1987－)，女，本科生，研究方向:食品质量与安全。