要旨：食品乳化剤は、物理的方法によって 2 つ以上の非混和相 (油と水など) の分散液を均一に形成する活性物質です。食品業界で非常に重要な位置を占めており、食品の品質を向上させ、食品の腐敗を防ぎ、食品の保存期間を延長し、食品の味と外観を改善し、消費者の需要を刺激することができます。食品乳化剤の使用は、マーガリンにモノグリセリドとレシチンを添加することから始まりました。当初、これらの物質は乳化剤としてのみ知られていました。しかし、研究が進むにつれてさらに多くの機能が発見され、パンやアイスクリーム、ケーキなどさまざまな分野で使われるようになりました。
キーワード:食品成分 食品乳化剤 乳化剤の働き
なぜパンや豆腐に乳化剤が必要なのでしょうか？一般的に乳化剤というと乳化作用が有名ですが、実際には以下のような様々な働きを持っています。
●油の結晶を改質し、調理時の水の飛び散りを防ぎます。
●乳化を破壊して泡を安定させ、アイスクリームの滑らかな食感を作り、形状を保ちます。
●タンパク質と反応し、滑らかで膨らみやすいパン生地を作ります。
●でんぷんに作用してパンを柔らかくします。
乳化油と水は撹拌することでエマルションを生成しますが、撹拌を止めるとすぐにエマルションは崩壊し始めます。乳化の目的は、クリーミング凝集や合一による破壊を防ぎ、乳化状態を安定させることです。これらの問題を解決するには、分散粒子を小さくすること、分散液の密度差を小さくすること、油滴の表面を保護することが有効です。
エマルジョンには 2 種類あります。アイスクリームや牛乳に含まれる O/W エマルジョンまたは水中の油滴と、バターやマーガリンに含まれる W/O エマルジョンまたは油中の水滴です。
最近では、W/O/W型エマルジョンやO/W型エマルジョンの油滴中に水を分散させたエマルジョンやその逆型エマルジョンであるO/W/O型の開発が進んでいます。
これらの複合型乳化物は、油分の少ないクリームなどの低カロリー品を作るだけでなく、水滴の最深部に存在する不安定物質を溶解して乳化物を安定化させます。調味料や香料を水滴に注入することで、味を高めることもできます。
発泡乳化剤の大きな特徴の一つに起泡性があります。乳化剤を含む溶液を撹拌すると、生成した泡の表面に乳化剤が吸着して単分子層を作り、溶液の外側の泡は乳化剤の二分子層を作ります。
気泡を覆う膜は二分子層よりも約100倍厚いですが、気泡は二分子膜の間に閉じ込められた液体の移動が起こるとすぐに壊れます。
乳化剤を添加することで泡立ちが良くなり、製品の乳化状態が安定し、滑らかな質感と膨らみが得られます。通常、上記の性能の乳化剤はケーキ、アイスクリーム、ムース、ホイップのトッピングなどに使用されます。
消泡 / 消泡
乳化剤には消泡・消泡効果もあります。消泡剤または消泡剤は、タンパク質やデンプンなどの存在下で望ましくない泡が発生する可能性がある食品製造で使用されます。
消泡剤/消泡剤の特徴:
• 水不溶性
・比重が小さいため水面に浮く。
・表面張力が小さく、液面上で広がりやすい。
これらの特性により表面張力が低下し、泡が薄くなります。これらの薬剤が液体表面に広がると、泡はすべて減少します。
でんぷんに対する作用焼きたてのパンは柔らかいですが、時間が経つと弾力があり硬くなります。デンプン粒子は球状のアミロペクチンとアミロースで構成されています。 βデンプンと呼ばれる生のでんぷんは水に溶けませんが、一定の温度に加熱すると水を吸収してαデンプンの結晶に変化します。アミロースは冷却すると硬くなりやすく、アミロペクチンは時間とともに徐々に硬くなります。パンが冷却によりすぐに固まるのは主にアミロースの変化によるもので、加熱によりアミロースはらせん構造の一種であるヘリックス構造に変化します。モノグリセリドが導入されると、それらはらせん構造に固定される可能性があります。冷めてもアンカーリングが変化しないため、柔らかさが保たれ、インスタントマッシュポテトや麺類、ご飯類などにもその機能が生かされています。
タンパク質への作用小麦粉にはグルテンというたんぱく質が含まれており、水を混ぜると網目状になります。この小麦粉と水を混ぜた生地に、発酵で発生する二酸化炭素と焼成時に発生する蒸気が充満し、膨らんだパンが出来上がります。
グルテン含有量が少ないと生地の膨らみが少なくなりますが、乳化剤がグルテンの分子を改質し、膜形成力を高めることで伸びが良くなり、作業効率が向上します。これにより、膨らみやすいパンが得られる。
結論食品乳化剤は食品業界で広く使用されています。パンやケーキ食品の品質向上剤として、小麦粉中のアミロースの疎水効果を防ぎ、それによって生地の老化や劣化を防ぎます。グルテン組織の形成を促進し、靭性を高めます。起泡性が向上し、細孔が分散され緻密になります。ショートニングの乳化・分散を促進し、食感・風味を向上させます。マーガリンでは、水を油の中に分散させて安定で均一なエマルションを作ることができ、それによってマーガリンの構造が改善されます。製菓食品に添加した油分を乳化・分散させ、繊細な味わいを向上させるとともに、表面をフロスト加工することで包装紙へのくっつきや砂糖の結晶化を防ぎます。飲料中では芳香、可溶化、乳化分散、抗酸化などの役割を果たします。アイスクリーム、チョコレート、その他の食品では、脂肪結晶のサイズと成長速度を制御し、製品の構造を改善できます。
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