PGE và Polysorbate 60 trong sục khí kem: Sự khác biệt, hiệu suất và cách chọn

Ngày:2026-07-13

Đọc:

Chia sẻ:

Kết cấu kem được xây dựng trên không khí. Lượng không khí tràn ngập - lượng không khí tích hợp trong quá trình đóng băng - quyết định xem một muỗng là nhẹ và dạng kem hay đặc và nặng. Đưa không khí vào tương đối đơn giản. Giữ cho nó ổn định, phân bố đồng đều và cố định tại chỗ trong quá trình sản xuất, phân phối và thu gom là nơi hệ thống chất nhũ hóa thực hiện công việc của nó.

Hai chất nhũ hóa xuất hiện thường xuyên nhất trong các ứng dụng sục khí kem:Este polyglycerol của axit béo (PGE) vàPolysorbat 60. Chúng giải quyết cùng một vấn đề thông qua các cơ chế khác nhau, hoạt động khác nhau trong các điều kiện xử lý khác nhau và hiếm khi thay thế trực tiếp cho nhau.

Bài viết này giải thích tính chất hóa học đằng sau mỗi loại, cách chúng ảnh hưởng đến khả năng thông khí và kết cấu cũng như cách quyết định loại nào - hoặc sự kết hợp nào - thuộc về công thức của bạn.

Mỗi chất nhũ hóa thực sự có tác dụng gì trong kem

Trước khi so sánh PGE và Polysorbate 60, cần hiểu rõ thực sự việc sục khí kem cần những gì từ chất nhũ hóa.
Trong quá trình cấp đông và khuấy trộn đồng thời trong tủ đông liên tục, hai điều phải xảy ra theo trình tự:

Tích hợp không khí: Bong bóng khí phải được đưa vào và ổn định để chống lại sự kết dính ngay lập tức. Chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt ở bề mặt tiếp xúc không khí-nước, giúp phân chia bong bóng và duy trì chúng dễ dàng hơn.

Sự kết tụ một phần chất béo:Các giọt chất béo phải mất một số màng bảo vệ tự nhiên và tập hợp lại - một phần chứ không phải hoàn toàn - xung quanh bọt khí. Mạng lưới chất béo này là yếu tố tạo nên hình dáng của kem, khả năng chống tan chảy nhanh và độ cứng về kết cấu của kem. Quá ít sự kết tụ sẽ khiến kem bị ướt và nặng; quá nhiều và nó trở thành bơ.

Hai chức năng này - ổn định không khí và ổn định chất béo - đang bị căng thẳng. Chất nhũ hóa giúp ổn định các bề mặt quá mạnh sẽ ngăn chặn sự mất ổn định chất béo cần thiết cho kết cấu. Một chất thúc đẩy quá trình kết tụ chất béo quá mạnh sẽ tạo ra kết cấu dạng bơ, dạng hạt.

PGE và Polysorbate 60 giải quyết vấn đề cân bằng này theo cách khác nhau.

PGE: Este polyglycerol của axit béo

Hóa học

PGE được sản xuất bằng cách ester hóa glycerol polyme hóa (thường là diglycerol, triglycerol hoặc cao hơn) với axit béo - phổ biến nhất là axit stearic (C18: 0) hoặc axit béo bão hòa hỗn hợp từ dầu cọ hoặc dầu hạt cọ. Mức độ trùng hợp và chuỗi axit béo đều ảnh hưởng đến HLB và hoạt động chức năng.
PGE thương mại dành cho các ứng dụng làm kem thường có HLB từ 5–7, xếp nó vào phạm vi chất nhũ hóa W/O. Nó là chất rắn dạng sáp nhạt có nhiệt độ nóng chảy 55–65°C.
Ký hiệu EU: E475. FDA: 21 CFR 172.854.

PGE hoạt động như thế nào trong kem

Chức năng chính của PGE trong kem làthúc đẩy sự kết tụ một phần chất béo - sự kết tụ có kiểm soát của các giọt chất béo nhằm tạo nên mạng lưới chất béo xung quanh bọt khí.
PGE có hoạt tính bề mặt cao ở bề mặt phân cách chất béo-nước. Nó thay thế màng protein sữa tự nhiên khỏi bề mặt các hạt chất béo - chủ yếu là lớp casein và whey protein có tác dụng bảo vệ các hạt chất béo một cách tự nhiên và giữ chúng tách biệt. Bằng cách làm suy yếu lớp bảo vệ này, PGE làm cho các khối chất béo dễ bị kết tụ một phần hơn khi chúng va chạm trong quá trình khuấy trộn đóng băng.
Kết quả là một mạng lưới chất béo phát triển tốt:

Neo bọt khí vào đúng vị trí
Tạo cho kem một kết cấu khô, chắc và giữ được hình dạng tốt khi múc
Giảm tốc độ tan chảy
Tạo cảm giác miệng sạch sẽ, không nhờn rít khi mạng lưới mỡ được kiểm soát tốt

PGE đặc biệt hiệu quả trong các công thức có hàm lượng chất béo cao hơn ( ≥ 10%) và trong các thiết bị cấp đông liên tục áp dụng lực cắt vừa đủ để thúc đẩy sự va chạm của các hạt chất béo. Nó kém hiệu quả hơn trong kem ít béo, nơi không có đủ chất béo để xây dựng một mạng lưới vững chắc.

Mức sử dụng điển hình

0,1–0,3% trọng lượng hỗn hợp. PGE có tác dụng mạnh - sử dụng quá nhiều sẽ tạo ra chất béo mất ổn định quá mức, dẫn đến kết cấu bơ và sự tách chất béo có thể nhìn thấy dưới dạng dầu mỡ trên bề mặt muỗng.

Polysorbate 60: Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monostearate

Hóa học

Polysorbate 60 được sản xuất bằng cách etoxyl hóa monostearate sorbitan với 20 mol ethylene oxit. Chuỗi axit béo stearic (C18: 0) đã bão hòa và chuỗi polyethylen glycol mang lại cho phân tử tính ưa nước mạnh - HLB 14.9, chắc chắn nằm trong phạm vi chất nhũ hóa O/W. Nó là một chất rắn sáp màu hổ phách ở nhiệt độ phòng.
Ký hiệu EU: E435. FDA: 21 CFR 172.836.

Polysorbate 60 hoạt động như thế nào trong kem

Chức năng chính của Polysorbate 60 làổn định không khí - cải thiện sự kết hợp và duy trì bọt khí trong quá trình đóng băng.
Ở HLB 14.9, Polysorbate 60 hòa tan trong nước và di chuyển đến bề mặt phân cách không khí-nước thay vì bề mặt phân cách chất béo-nước. Nó làm giảm sức căng bề mặt, giảm năng lượng cần thiết để phân chia bọt khí và tạo thành một lớp màng ổn định xung quanh các tế bào khí chống lại sự kết tụ.
Polysorbate 60 cũng có tác dụng thứ yếu đối với sự kết tụ một phần chất béo - nó cạnh tranh với protein sữa ở bề mặt giọt chất béo và có thể thay thế chúng một phần, nhưng tác dụng này yếu hơn và ít nhắm mục tiêu hơn cơ chế dịch chuyển của PGE. Đóng góp chính của nó là ở phía không khí của hệ thống không khí-chất béo-nước.
Kết quả thực tế của Polysorbate 60 trong kem:

Tích hợp không khí nhanh hơn và đầy đủ hơn trong quá trình đóng băng
Phân phối tế bào không khí đồng đều hơn, mịn hơn
Thành tích vượt trội tốt hơn ở hàm lượng chất béo nhất định
Cải thiện tính đồng nhất của kết cấu giữa các lô
Độ cứng thấp hơn một chút so với PGE ở liều lượng tương đương

Tại sao Polysorbate 60 thay vì Polysorbate 80?

Trong kem, Polysorbate 60 thường được ưa chuộng hơn Polysorbate 80 mặc dù giá trị HLB gần giống nhau (14,9 so với 15,0). Sự khác biệt nằm ở chuỗi axit béo: Polysorbate 60 sử dụng axit stearic bão hòa, trong khi Polysorbate 80 sử dụng axit oleic không bão hòa đơn.
Chuỗi bão hòa trong Polysorbate 60 tạo thành một lớp màng phân cách có trật tự, cứng hơn ở bề mặt tiếp xúc không khí-nước ở nhiệt độ kem (−5 đến −8°C trong quá trình đóng băng liên tục). Độ cứng này tạo ra các tế bào khí ổn định hơn và góp phần tạo nên kết cấu tốt hơn trong suốt thời hạn sử dụng của sản phẩm. Chuỗi không bão hòa của Polysorbate 80 lỏng hơn ở nhiệt độ này, tạo ra màng bề mặt mềm hơn và kém ổn định hơn một chút - một lợi thế trong việc đánh bông lớp phủ (không cần cấu trúc cứng) nhưng lại bất lợi trong kem.

Mức sử dụng điển hình

0,05–0,2% trọng lượng hỗn hợp. Polysorbate 60 có hiệu quả ở mức thấp hơn PGE do khả năng hòa tan trong nước cao và di chuyển nhanh đến các bề mặt trong quá trình xử lý.

So sánh trực tiếp

Tài sản	PGE	Polysorbat 60
Cơ sở hóa học	Este axit béo polyglycerol	Monostearat sorbitan etoxyl hóa
Axit béo	Stearic / hỗn hợp bão hòa	Axit stearic (C18:0)
Giá trị HLB	5–7	14.9
Trạng thái vật lý	Chất rắn dạng sáp	Chất rắn dạng sáp / dán
Giao diện chính	Nước béo	Không khí-nước
Chức năng chính	Sự kết tụ một phần chất béo	Ổn định không khí và tràn ngập
Hiệu ứng trên kết cấu	Săn chắc hơn, khô hơn, giữ dáng tốt hơn	Các tế bào không khí mịn hơn, cải thiện tình trạng tràn
Ảnh hưởng đến khả năng chống nóng chảy	Hiệu ứng tích cực mạnh mẽ	Tác dụng tích cực vừa phải
Hiệu quả trong chế độ ăn ít chất béo	Bị giới hạn	Hiệu quả hơn PGE
Nhạy cảm với quá liều	Cao (kết cấu bơ)	Trung bình
Mức độ sử dụng điển hình	0,1–0,3%	0,05–0,2%
chỉ định của EU	E475	E435
tài liệu tham khảo của FDA	21 CFR 172.854	21 CFR 172.836

Tại sao hầu hết các loại kem đều sử dụng cả hai

Trong kem thương mại, PGE và Polysorbate 60 hầu như luôn được sử dụng cùng nhau - không phải vì một chất không đủ mà vì chúng giải quyết các phần khác nhau của cùng một vấn đề.
PGE thúc đẩy sự kết tụ một phần chất béo - xây dựng mạng lưới chất béo tạo nên cấu trúc và khả năng chống tan chảy của kem. Polysorbate 60 ổn định các tế bào không khí - cải thiện sự tràn ngập và phân phối không khí. Cùng nhau, họ tạo ra một loại kem có kết cấu tốt hơn, độ tràn đều hơn, khả năng chống tan chảy tốt hơn và độ ổn định cấu trúc được cải thiện so với những gì đạt được riêng lẻ.
Sự kết hợp này cũng mang lại mức độ linh hoạt hữu ích cho công thức. Tỷ lệ giữa PGE và Polysorbate 60 có thể được điều chỉnh để chuyển đổi sự cân bằng giữa độ cứng và độ nhẹ:

Tỷ lệ PGE cao hơn: Kết cấu chắc chắn hơn, giữ hình dạng tốt hơn, độ tràn thấp hơn. Thích hợp cho việc múc kem cao cấp ở nhiệt độ môi trường.
Tỷ lệ Polysorbate 60 cao hơn: Độ tràn cao hơn, kết cấu nhẹ hơn, kết hợp không khí nhanh hơn. Thích hợp cho các sản phẩm kem mềm, kem nhẹ hoặc các sản phẩm có giá cả phải chăng.

Hệ thống kết hợp này thường được sử dụng cùng với mono- và diglyceride (GMS hoặc DMG), giúp kiểm soát bề mặt chất béo bổ sung và góp phần làm tan chảy chậm hơn. Hệ thống ba thành phần — GMS/DMG + PGE + Polysorbate 60 — là tiêu chuẩn trong sản xuất kem đông lạnh liên tục thương mại.

Kịch bản ứng dụng

Kem Scooping cao cấp ( ≥ 10% béo, sữa chất lượng cao)

Hệ thống được đề xuất: PGE 0,1–0,2% + Polysorbate 60 0,05–0,1% + DMG 0,1–0,15%
Kem giàu chất béo được hưởng lợi nhiều nhất từ tác dụng xây dựng mạng lưới chất béo của PGE. Hàm lượng chất béo cung cấp đủ chất nền cho sự kết tụ một phần mạnh mẽ. DMG kiểm soát tốc độ hợp nhất và ngăn chặn tình trạng mất ổn định quá mức. Polysorbate 60 hỗ trợ tính đồng nhất của tế bào khí. Tổng mức chất nhũ hóa: 0,25–0,45%.

Kem tiết kiệm (6–8% chất béo, thay thế một phần sữa)

Hệ thống được đề xuất: Polysorbate 60 0,1–0,2% + GMS 0,1–0,2%, với PGE 0,05–0,1% tùy chọn
Hàm lượng chất béo thấp hơn sẽ hạn chế hiệu quả của PGE. Polysorbate 60 có vai trò lớn hơn trong việc ổn định không khí. GMS hoặc DMG cung cấp khả năng kiểm soát bề mặt mỡ. Tổng mức chất nhũ hóa: 0,2–0,4%.

Món tráng miệng đông lạnh ít béo (< 5% chất béo)

Hệ thống được đề xuất: Polysorbate 60 0,1–0,2% + hệ thống ổn định (carrageenan, kẹo cao su châu chấu, kẹo cao su guar)
Ở hàm lượng chất béo rất thấp, sự kết tụ một phần chất béo không đủ để tạo nên cấu trúc có ý nghĩa. Cơ chế cấu trúc chính chuyển sang hệ thống ổn định hydrocolloid. Polysorbate 60 hỗ trợ kết hợp không khí; PGE đóng góp ít vào mức chất béo này và thường bị bỏ qua.

Phục Vụ Mềm

Hệ thống được đề xuất: Polysorbate 60 0,05–0,15% + GMS 0,1–0,15%
Giao bóng mềm yêu cầu thực hiện nhanh chóng trong quá trình vẽ ở nhiệt độ cao hơn (−4 đến −6°C so với −8 đến −10°C đối với bao cứng). Khả năng ổn định không khí hiệu quả của Polysorbate 60 rất phù hợp với điều này. PGE có thể tạo ra sự mất ổn định chất béo quá mức ở nhiệt độ kéo mềm.

Xử lý cân nhắc

Thanh trùng: Cả PGE và Polysorbate 60 đều ổn định ở điều kiện thanh trùng HTST tiêu chuẩn (72°C trong 15 giây) và UHT (135°C trong 2–4 giây). Không yêu cầu xử lý đặc biệt trong quá trình xử lý nhiệt.
Đồng nhất hóa: Cả hai chất nhũ hóa đều hấp phụ vào bề mặt giọt chất béo trong quá trình đồng nhất hóa, thay thế một phần protein sữa tự nhiên. Điều này tạo tiền đề cho các giọt chất béo kết tụ một phần trong quá trình đông lạnh. Đồng nhất hóa hai giai đoạn (giai đoạn đầu tiên 10–15 MPa, giai đoạn thứ hai 3–4 MPa) là tiêu chuẩn và tương thích với cả hai chất nhũ hóa.
Lão hóa: Hỗn hợp nên được ủ ở 4°C trong 4–24 giờ trước khi đông lạnh. Quá trình lão hóa cho phép chất nhũ hóa cân bằng hoàn toàn ở bề mặt giọt chất béo và chất béo để hoàn thành quá trình kết tinh của nó - cả hai đều cần thiết cho sự kết tụ một phần hiệu quả trong quá trình đông lạnh. Giảm thời gian lão hóa xuống dưới 4 giờ thường làm giảm kết cấu bất kể lựa chọn chất nhũ hóa.
Điều kiện cấp đông liên tục: Nhiệt độ thùng đông lạnh, nhiệt độ rút và tốc độ máy chạy đều ảnh hưởng đến mức độ kết tụ một phần chất béo. Khả năng ổn định chất béo của PGE nhạy cảm hơn với các thông số này so với hiệu ứng ổn định không khí của Polysorbate 60. Nếu xảy ra sự khác biệt về kết cấu giữa các lô mặc dù có công thức nhất quán, cần nghiên cứu điều kiện cấp đông cùng với liều lượng chất nhũ hóa.

Tình trạng quy định

quy định	PGE	Polysorbat 60
Hoa Kỳ (FDA)	21 CFR 172.854	21 CFR 172.836
Phụ gia thực phẩm EU	E475	E435
JECFA (WHO/FAO)	ADI được thành lập	ADI được thành lập
Giới hạn kem điển hình (EU)	5.000 mg/kg	1.000 mg/kg

Lưu ý rằng mức cho phép tối đa của EU khác nhau đáng kể giữa hai loại: PGE có mức cho phép cao hơn (5.000 mg/kg) trong kem so với Polysorbate 60 (1.000 mg/kg). Ở mức độ sử dụng thương mại thông thường, cả hai đều nằm trong giới hạn, nhưng các công thức hoạt động ở mức cao nhất của dãy Polysorbate 60 phải xác minh việc tuân thủ giới hạn danh mục thực phẩm hiện hành.

Chẩn đoán các vấn đề về kết cấu kem thường gặp

vấn đề	Nhiều khả năng hơn	Điều chỉnh
Độ tràn thấp, kết cấu dày đặc	Ổn định không khí không đủ	Tăng Polysorbate 60; kiểm tra tình trạng lão hóa và tủ đông
Kết cấu ẩm, nặng (không khô)	Sự kết tụ một phần chất béo không đủ	Tăng liều lượng PGE hoặc DMG
Kết cấu bơ hoặc nhờn	Chất béo quá mất ổn định	Giảm PGE; kiểm tra áp suất đồng nhất
Khả năng chống nóng chảy kém	Mạng lưới chất béo yếu	Tăng PGE + DMG; xác minh hàm lượng và loại chất béo
Tế bào không khí lớn, không đồng đều	Tích hợp không khí kém	Tăng Polysorbate 60; kiểm tra độ nhớt của hỗn hợp và tốc độ đông lạnh
Kết cấu không nhất quán theo từng đợt	Sự thay đổi lô chất nhũ hóa hoặc sự trôi dạt của tủ đông	Kiểm toán chất nhũ hóa CoA; kiểm tra nhiệt độ thùng và rút nhiệt độ

Tìm nguồn cung ứng PGE và Polysorbate 60

PGE và Polysorbate 60 có sẵn từ nhiều nhà cung cấp, nhưng chất lượng sản phẩm khác nhau theo những cách không phải lúc nào cũng hiển thị trên CoA tiêu chuẩn. Đối với PGE, mức độ trùng hợp glycerol và thành phần axit béo đều ảnh hưởng đến HLB và hiệu suất chức năng - và cả hai đều có thể khác nhau giữa các lô nếu các biện pháp kiểm soát sản xuất không nhất quán. Đối với Polysorbate 60, thành phần axit béo, hàm lượng polyethylen glycol dư và giá trị peroxide đều ảnh hưởng đến hiệu suất bề mặt và độ ổn định oxy hóa.

CHEMSINO đã cung cấp chất nhũ hóa — bao gồm PGE, Polysorbate 60, GMS và DMG — cho các nhà sản xuất kem trên khắp Châu Á, Trung Đông và Châu Âu trong hơn một thập kỷ. Chất nhũ hóa là hoạt động kinh doanh duy nhất của chúng tôi. Điều đó có nghĩa là nhóm kỹ thuật của chúng tôi làm việc với các hệ thống chất nhũ hóa kem hàng ngày - không phải thỉnh thoảng - và có thể giúp lựa chọn chất nhũ hóa, tối ưu hóa liều lượng và khắc phục sự cố về kết cấu hoặc sự không nhất quán quá mức bắt nguồn từ hệ thống chất nhũ hóa.

Mỗi lô đều có Giấy chứng nhận Phân tích đầy đủ bao gồm hồ sơ axit béo, HLB, giá trị axit, giá trị xà phòng hóa, giá trị peroxide và độ ẩm. Các mẫu và bảng dữ liệu kỹ thuật có sẵn trước khi cam kết mua hàng.

trở lại

Cái cuối cùng: Phân tích các chất phụ gia trên bánh mì nướng

07 2022 Aug

Tiếp theo: Hướng dẫn sử dụng bột kem tươi

08 2026 Jul

Blog liên quan

So sánh E472e (DATEM) với Polysorbates trong ứng dụng thực phẩm

28 Sep 2025

Blog này so sánh E472e (DATEM) và polysorbates, hai chất nhũ hóa thực phẩm được sử dụng rộng rãi. Nó giải thích cách thức hoạt động của từng loại, ứng dụng lý tưởng của chúng và các mẹo thiết thực về công thức, xử lý sự cố và liều lượng. Tìm hiểu khi nào nên chọn DATEM cho độ bền và cấu trúc của bột hoặc polysorbate để hòa tan hương vị và ổn định nhũ tương.

Sorbitan Monooleate Span 80: Thuộc tính và công dụng

29 Nov 2023

Sorbitan monooleate còn được gọi là Span 80, Sorbitan Oleate. Span 80 được tạo ra bởi phản ứng của sorbitol và axit oleic. Sorbitan Oleate là một chất hóa học cực kỳ linh hoạt, là chất nhũ hóa có lợi cao được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Chất nhũ hóa Span 80 có thể được tìm thấy trong một số sản phẩm thực phẩm khác nhau, bao gồm kem, nước sốt salad, đồ nướng và bánh kẹo.

Este polyglycerol của axit béo (PGE) - Tổng quan đầy đủ

17 Oct 2025

Este polyglycerol của axit béo (PGE, E475) là chất nhũ hóa không ion linh hoạt được làm từ polyglycerol và axit béo có nguồn gốc thực vật. Chúng kết hợp dầu và nước một cách hiệu quả, cải thiện kết cấu, độ ổn định và hình thức bên ngoài của nhiều loại thực phẩm khác nhau. PGE được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng làm bánh, sữa, bơ thực vật và bánh kẹo để đảm bảo tính nhất quán mịn, thời hạn sử dụng lâu hơn và chất lượng sản phẩm cao. Là nhà cung cấp chất nhũ hóa đáng tin cậy, CHEMSINO cung cấp các sản phẩm PGE có độ tinh khiết cao và các giải pháp tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng.