《食品添加剂》教案——第四章 消泡剂.docx

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1、食品添加剂教案（第4次课2学时）一、授课题目第4章消泡剂二、教学目的和要求1.掌握熟悉食品消泡剂的概念；2.掌握食品消泡剂的作用原理；3.了解食品消泡剂种类4、了解食品消泡剂的应用范围。三、教学重点和难点重点：本章的重点是了解食品加工过程中产生泡沫的原因:掌握食品消泡剂的消泡原理、食品消泡剂的种类及实际应用。难点：本章的难点是消泡剂的消泡原理。四、教学过程1、教学方法：常规教学讲授方法和手段2、辅导手段：多媒体教学等手段3、学时分配：2学时；4、板书设计：4.食品消泡剂一、概述1、消泡剂2、气泡的产生3、消泡机理 微粒渗入泡沫 形成双分子层膜 表面张力降低二、消泡剂应备性质 三、常用的消泡剂1

2、、按来源分类2、按生产方法分类3,按作用分类4、安全评价分类四、添加剂的作用1, 2, 3, 4五、添加剂的使用六、安全问题七、添加剂法规1,添加剂的评估2、添加剂的误解3、绿色食品其它疑难字词5教学内容:第四章消泡剂4.1概述消泡剂是在食品加工过程中用于降低表面张力，消除泡沫的加工助剂。在食品加工如发酵、搅拌、煮沸、提取和浓缩等过程中常常会产生大量的泡沫，影响正常操作的进行，必须及时消除或防止泡沫的产生。例如，在加工高淀粉、高含量蛋白、糖、油脂的植物性原料时，会产生大量泡沫，导致物料随泡沫溢出，不仅造成浪费，而且严重影响加工设备和车间的清洁卫生；在煎炸过程中，由于煎炸用油精制不充分（含有磷脂

3、），煎炸的食物中含有使油料起泡的成分或者煎炸用油是混合油，很容易起泡溢出，造成经济损失及伤害操作工人，在明火加热的情况下还易引起火灾。另外，在罐头、饮料加工，酱油等调味品的生产，以及葡萄酒、啤酒、味精等的生产发酵过程中都会产生有害泡沫。4.1.1气泡的产生及稳定泡沫是气体分散在液体或固体中的胶体分散系统，其中气泡的线性大小约在10-2In以上，其形状常因环境而异。例如，稀溶液的气泡一般近乎球状，并具有较厚的液膜，而浓液中的泡沫大部分是多面体形，各泡之间仅有极薄的液膜相隔。由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时称为多相泡沫。产生泡沫时由于表面积的迅速增加，泡沫体系的自由能也迅速增

4、加。当温度和压力不变时，泡沫体系的自由能的增加可用下式表示：G=YZXa式中：G-体系的自由能；Y-液体的表面张力；A-体系的表面积。从上式可知，泡沫是热力学不稳定系统，泡沫产生的难易程度与液体的表面张力有关。在纯液体中不易形成泡沫，但在含有表面活性物质的溶液中（如食品加I体系），表面活性物质吸附在气液的界面上，降低了液膜的界面张力，增大了液膜的粘度，并在一定程度上阻碍了气泡的聚并，从而使泡沫达到相对稳定的状态。从图4-1可以看出，开始时水溶液中的表面张力随着表面活性剂浓度的增加而急剧下降，以后则大体保持平衡。曲线的最低点通常称为表面活性剂的临界胶束浓度，可能是多种表面活性物质相互作用的结果。

5、在实际使用时为使乳液稳定，所用表面活性剂的浓度总要比临界浓度大一些，当表面活性剂在气液界面上过剩时，水溶液表面聚集了足够多的中表面活性剂，并且密布于液面上，形成单分子膜，将混入的空气用牢固的液膜包围起来，使表面张力降到最低。表面张力越低，形成泡沫所需的自由能也越少，就越容易生成泡沫。为了保证生产的顺利进行，必须采取各种措施消除泡沫，其中最简单低廉的方法就是在生产系统中添加消泡剂。4.1.2消泡机理消泡剂的作用机理有多种说法。较早提出的罗斯假说认为：在溶液中呈溶解状态的溶质是稳泡剂，而呈不溶解状态、浸润系数与铺展系数均为正值的溶质是消泡剂。然而，进一步研究发现此说法并不全面。后来又提出降低气泡泡

6、膜表面张力说，破坏泡膜弹性说，影响膜的电性质、促使液膜排液等。一般认为，消泡剂的作用机理:消泡剂是以微粒的形式渗入泡沫的体系，接触泡沫后立即捕获泡沫表面的疏水端，形成双分子层膜，由于消泡剂表面张力较低,易于吸附、铺展于液膜上，使液膜的局部表面张力降低，同时带走液膜下层邻近液体，在周围表面张力大的膜层强力牵引下，最后导致泡沫破裂。如图4一2。消泡剂在液面上铺展得越快，液膜变得越薄，破泡能力就越强。为了起到消泡作用，渗入系数、散布系数都必须大于Oo但起泡体系非常复杂，要选择到合适的消泡剂，大多还是按经验方式进行。一般是选择亲油性比较小、分支多、比重轻及能使水溶液表面张力降低的有机化合物作为水溶液的

7、消泡剂。消泡剂大致可分两类：一类能消除己产生的气泡，如低级醇、山梨糖醇、酎脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酎脂肪酸酯、天然油脂等。这类消泡剂分子的亲水端与溶液的亲和性较强,在溶液中分散较快，因此随着时间的推移或温度的上升,消泡效力会迅速降低。另一类则能抑制气泡的形成，如乳化硅油等、聚暇等。这类消泡剂通常是与溶液亲和性很弱的难溶或不溶的分子，具有比起泡剂更大的表面活性；当溶液中发生气泡时，能首先吸附到泡膜上去,抑制了起泡分子的吸附，从而抑制了起泡。但一类消泡剂使用量大时常常兼有破泡与抑泡的双重作用。消泡剂的品种很多，有油型、溶液型、乳液型、粉末型和复合型。消泡剂应具备下述性质：消泡力强，用量少；加入发

8、泡系统后其基本性质不受影响；表面张力小；与表面的平衡性好；扩散性、渗透性好；耐热性好；化学性稳定，耐气化性强；气体溶解性、透过性好；在发泡系统中的溶解度小；无生理活性，安全性好。4.2国内外常用的食品消泡剂实际应用的消泡剂种类很多，而应用于食品工业时，除要考虑其消泡能力外,还要考虑其毒性等。美国FDA批准允许使用的食品消泡剂主要有聚硅氧烷树脂、C12-22高级脂肪酸、卵磷脂、甘油脂肪酸酉自、聚甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酎脂肪酸酯、固体石蜡、动植物油及微细二氧化硅等。我国许可使用的消泡剂有乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇酷、聚氧乙烯聚氧丙醇胺健、聚氧丙烯甘油健和聚氧丙烯氧化乙

9、烯甘油醴、聚二甲基硅氧烷等7种。4.3消泡剂在食品中的应用消泡剂在食品工业中的应用广泛，现阐述如下。4.3.1豆制品生产中的应用大豆磨成豆浆，然后制成各种豆制品的生产中会产生大量泡沫，特别是煮浆的过程中，煮浆可以除去黄豆中有害的营养因子抑制剂及豆腥味，是必不可少的工序。但因为豆浆中含有大量的蛋白质，其所含皂角成分也会受热分解，当空气进入溶液时，蛋白质等活性成分中的疏水性基团伸向气泡内部，而亲水性基团吸附在液面，形成气泡。气泡在液体浮力作用下升至液面，并在向外部气相扩散时形成双分子膜。当气泡越积越多，大量的双极性蛋白质分子有规则地排列在气液界面上，阻止气泡的破裂，从而形成大的球状泡沫集合体,且越

10、来越稳定，以至溢出容器。因此必须使用消泡剂进行消泡，以减少豆浆的损失。目前在豆制品生产中应用较多的是复合型消泡剂，是以多种食品级表面活性剂为主要原料经一定配方制成的。一般对水有亲和力，对蛋白质形成复合体，能充分发挥表面活性剂之间的协同作用，达到理想的消泡效果。例如，日本市售的复配型豆腐消泡剂配方组成：(1)豆腐消泡剂(液体)：硅树脂30,山梨糖醇酊脂肪酸酯5,单硬脂酸甘油酯2。(2)豆腐消泡剂(液体)：硅树脂10,山梨糖醇酎脂肪酸酯5,单硬脂酸甘油酯1,蔗糖脂肪酸酯1。(3)豆腐消泡剂(粉末)：高熔点植物油脂40,碳酸钙60。(4)豆腐消泡剂(淡黄色粉末)：单脂肪酸甘油酯48,大豆磷脂7,碳酸

11、钙45。(5)豆腐消泡剂(淡黄色颗粒)：碳酸钙60,植物油40。(6)豆腐消泡剂(粉状)：单脂肪酸甘油酯92.2,大豆磷脂3.9,磷酸三钙3,硅树脂0.9o(7)豆腐消泡剂，油炸改良剂(淡黄色粉末)；单脂肪酸甘油酯90,大豆磷脂4.3,碳酸钙5,硅树脂0.74.3.2消泡剂在制糖工业中的应用制糖生产过程中，糖液在搅拌、流动和输送等因素影响下与空气混合接触，易产生大量泡沫。泡沫的产生常常使糖液溢出锅外，造成物料的损失，同时较多的泡沫还影响糖液的输送，造成操作困难。在蒸发和结晶工段，稠厚的泡沫可以减缓水分的蒸发和结晶速度，增加能耗，严重影响了制糖企业的经济效益。因此,消除和抑制糖液泡沫的生成一直是

12、制糖企业非常重视的一个问题。由于使用消泡剂法省时、省力、投资少和见效快，所以目前制糖生产中采用的消泡方法基本上都是消泡剂法。卜)制糖用消泡剂的种类随着制糖业的发展和科技人员的研究，多种制糖用消泡剂不断被开发出来。下面介绍一些比较常用的制糖用消泡剂。(1)蔗糖脂肪酸酯类消泡剂是国际上认可的一种食品乳化剂，有很好的安全性。对其亲水、亲油性进行调整后，可用来做制糖用消泡剂。(2)聚甘油脂肪酸酯是一种优良的煮糖消泡剂，能明显缩短煮糖时间，有利于节能增效。(3)聚雄类消泡剂在制糖中也有一定用量，具有较好的消泡性能。不同生产厂家的产品，其结构性能也有所不同。有的产品只是一般的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，有

13、的产品是在其共聚的基础上将其改性，如烷基化。在生产时，一般要调节好环氧乙烷和环氧丙烷的聚合度和摩尔比，并保证环氧丙烷接到聚合链的末端。聚健类消泡剂有非常好的抑泡性，但破泡能力稍差一些。使用时较好的办法是采用在料液中预先滴人。(4)有机硅消泡剂表面张力低，有很好的化学惰性，介质中溶解度小，消泡快，是非常有潜力的一类消泡剂，当前在许多行业得到广泛应用。制糖中应用的一般都是乳液产品，即以硅油为主料,添加一些其他成分,用乳化剂乳化制成。这类乳化硅油消泡剂有很好的消泡效果。(5)复配型消泡剂产品这类产品弥补了单一消泡成分的不足，增加了功效,使产品更具全面性。如将一些表面活性剂和硅油或其他疏水基团复配乳化

14、或改性，消除各自的一些不利因素，从而拥有更好的使用性能。(6)天然植物油类产品主要是豆油。作为传统的消泡剂，用量大，消泡效果差。但由于是纯天然产品，使用安全性最好，来源方便，所以仍有少量应用。2)制糖中消泡剂的应用在甘蔗制糖的实际生产中，需要添加消泡剂的工序一般有中和罐、清汁罐、糖浆罐、蒸发罐和结晶罐。由于糖汁经历了过滤、絮凝和沉淀等分离工序，糖汁中的杂质是逐步减少的，但是糖汁的粘度却是越来越大，在生产前期糖液中杂质含量多、表面活性高是产生泡沫的主要原因，生产后期糖液粘度增大，表面膜不易破裂成为泡沫产生的主要原因。还需要指出的是，中和罐的泡沫比较厉害，这是因为加入的碱性物质和糖液中的一些酸性物

15、质畔和时易产生泡沫，同时生成的一些皂类物质也增强了糖液的表面活性。另外，由于地域自然条件的差别、不同的收获期，甘蔗成分有所不同，造成了不同生产期泡沫产生情况的差异，所以消泡剂的使用需要有选择性。所以，制糖用消泡剂的开发和应用要根据不同地域的实际情况，同时考虑添加消泡剂的工序。例如，中和罐等生产前期用消泡剂要注重表面张力低、分散好和破泡快，在糖浆罐结晶罐等后期工序时，要综合考虑产品的消泡能力和降低糖浆粘度的能力，因为后期改善糖浆粘度，对加快蒸发、结晶的速度，提高生产率，增加经济效益都有积极的意义。五、思考与练习1.什么是食品消泡剂?简单介绍其作用原理。2.在哪些食品加工过程中易产生大量泡沫?起泡的原因是什么？3.我国法定使用的食品消泡剂有哪些种类?筒述其应用范围。4.举例说明食品消泡剂在食品加工中的应用。六、课后记