食品添加剂甘油单酸酯的功能特性

小麦是中国大面积种植的农作物。长期以来，由小麦粉制成的各种面食一直是我国北部人民偏爱的主食。

随着食品工业的发展，面粉已被广泛用作主要基础材料。各种各样的面粉产品因其丰富的营养，独特的风味和便利性而被越来越多的人接受。

但是，面条产品的质量受小麦的产地和品种影响。我国的小麦粉质量存在许多问题。在生产面条产品时，通常有必要添加一些改良剂以提高产品质量。

甘油单酸酯目前是世界上使用最广泛的乳化剂，也是我国食品工业中常用的乳化剂。

它用于面包，饼干，蛋糕，面食和其他面食产品的生产和加工。它可以乳化并与小麦粉中的主要成分相互作用，使面食具有良好的外观和口感。

01甘油单酸酯的分类和性能

单酸甘油酯的全名是单酸甘油酯（或一酸甘油酯），英文名称是Monoglycerides（MG）。根据主要脂肪酸的名称，甘油单酯可以进一步掺入甘油单硬脂酸酯（甘油单硬脂酸酯），甘油单月桂酸酯（甘油单月桂酸酯），甘油单油酸酯（甘油-甘油单油酸酯）等中，其中最广泛使用的是甘油单硬脂酸酯。

甘油单酸酯通常是油性，脂肪或蜡状的。颜色为浅黄色或象牙色，油性或无味。这与脂肪族的大小和饱和度有关。它具有出色的感官特性。甘油单酸酯是不溶的水和甘油，但可以在水中形成稳定的水合分散体，其HLB值为2至3。

可以通过改变组成甘油单酸酯的脂肪酸碳链的长度和饱和度来调节HLB值。类似于油，甘油单酸酯以多种晶体形式或变质形式存在。

02甘油单酸酯的功能特性

除了典型的表面活性外，甘油单酸酯在食品中还具有许多其他功能。这些表面活性作用和在食品中的特殊作用的结合是甘油单酯在面粉产品加工中应用的基础。

在此基础上，甘油单酯不仅可以改善食品质量，延长食品储存时间，改善食品的感官特性，而且还可以防止食品变质，促进食品加工和保存，并有助于开发新食品。

2.1甘油单酸酯的表面活性

甘油单酸酯是具有两亲分子结构的非离子表面活性剂。亲脂基团由脂肪酸组成，而亲水基团由甘油基组成。

这种两亲分子结构是表面活性的先决条件，它使甘油单酯易于在溶液表面富集并吸附，并在表面和界面上定向以产生表面活性和界面活性，从而降低表面或界面张力。

另外，甘油单酸酯被定向并布置在气-液或气-脂界面上以提高气泡的机械强度和弹性，从而气泡可以膨胀而不会破裂。

最常用的单硬脂酸甘油酯具有两个亲水性羟基和一个亲脂性十八烷基，因此可以吸附在油和水的相互排斥相上，形成薄分子层。降低两相的界面张力，使原始的不相容物质可以均匀地混合以形成均匀的分散体系，从而改变了原料的物理状态，从而改善了食品的内部结构并提高了质量。

2.2甘油单酸酯和面粉成分之间的相互作用

在生产面条产品的复杂过程中，碳水化合物，蛋白质和脂质起着决定性的作用。各种面粉成分的作用取决于它们的组成或相互作用的产物。甘油单酸酯和面粉成分可能以多种方式相互作用，并可能相应地影响产品的质量。

2.2.1单酸甘油酯和淀粉之间的相互作用

当加热淀粉以使其胶凝和溶胀时，甘油单酸酯和水一起形成液晶的层状分散相，以渗透到淀粉颗粒中并与淀粉颗粒外的直链淀粉和淀粉颗粒外的直链淀粉相互作用。

单甘油酯紧紧包裹在直链淀粉的螺旋结构中，形成坚固的复合物，即直链淀粉固定在淀粉颗粒中，溶解在淀粉颗粒周围自由水中的直链淀粉数量减少，单甘油酯的亲和力油基进入直链淀粉的螺旋结构，形成不溶性复合物，可防止淀粉颗粒之间的重结晶和老化。

哪些分子可以嵌入淀粉中取决于化学和几何因素。形成同源甘油单酸酯的络合物的能力在很大程度上取决于脂肪酸基团的链长，并且优选具有16和18个碳原子的烃链。

不饱和脂肪酸单甘油酯的络合率低，主要是因为其分子不是线性的，存在位阻，并且不能平稳地进入淀粉结构。从能量的观点来看，淀粉的螺旋结构中的空腔是不利的构型，但是可以通过插入合适的配体来稳定该构型。

因为淀粉螺旋体的内径只有约4.5-6 * 10-10m，所以它只能优先与亲脂性基团直径相似的乳化剂形成闭环化合物。在饱和脂肪酸单甘油酯的情况下，可以最佳地实现该条件。R. Cui，C. G.对Oates_6的研究发现，该复合物不易被淀粉酶分解，这也是证明上述观点的原因。支链淀粉具有一些线性螺旋结构，极难形成复合物。

除了与直链淀粉形成不溶性化合物以产生抗衰老作用外，甘油单酸酯还直接影响面团中水分的分布并间接延迟老化。

在面团混合阶段，甘油单酯被吸附在淀粉的表面上，产生水不溶性物质，从而抑制水的流动和淀粉粒的膨胀，并防止淀粉粒之间的相互连接。随着淀粉的水溶胀能力降低和糊化温度升高，更多的水转移到面筋上，从而增加了产品的柔软度并延缓了老化。

2.2.2甘油单酸酯和蛋白质之间的相互作用

面粉中有两种非水溶性蛋白质，即谷蛋白和麦醇溶蛋白。在面粉中加水形成面团的过程中，这两种蛋白质会吸收水分并膨胀。格列汀形成具有强粘性但没有弹性的单链小分子物质。谷蛋白形成具有弹性但没有粘度的大分子多链物质。

在面团加工过程中，小分子谷蛋白分散在大分子谷蛋白中，形成既有弹性又有粘性的特殊网状结构，即面筋。加入甘油单酸酯后，甘油单酸酯可以与面筋蛋白相互作用形成复合物，即甘油单酸酯的亲水基团与麦醇溶蛋白结合，亲脂基团与谷蛋白结合，这使得加工过程由于机械搅动。分散的面筋蛋白分子相互连接，小分子变成大分子，然后形成牢固而紧密的面筋网络。正是由于这种良好的“桥接作用”，面团中的游离蛋白质显着减少，而结合的蛋白质显着增加。

2.2.3甘油单酸酯和脂质之间的相互作用

润α滑脂的-结晶形式最不稳定且熔点低，而-结β晶形式β和“-结晶形式”均稳定且熔点较高。润β滑脂的“晶形”也具有良好的加工性能。

为了保持润滑β脂的“结晶状态”，必须添加结晶改性剂。当甘油单酸酯和油为低共熔物时，可以获β得稳定的“结晶态”。“结β晶润滑脂具有很高的熔点，良好的可塑性和铺展性。

甘油单酸酯可以改善脂肪之间的内聚性以及与脂肪结合形成晶体网络结构的能力，从而改善脂肪的晶体结晶并改善脂肪的稳定性，这对于生产重油饼和饼干非常有益。它可以防止由于过多的储存时间而在面团或产品中发生油水分离，即防止“漏油”的发生，从而延长了储存时间并确保了品质。